模具的設(shè)計作業(yè)答案

1、第二章作業(yè)參考答案2210、精密沖裁有何特點？1） 精密沖裁的基本出發(fā)點是改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓力，抑制材料裂紋的產(chǎn)生，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全過程，在材料不出現(xiàn)剪切裂紋的條件下實現(xiàn)分離，從而得到斷面光滑而垂直的精密零件。2） 與利用普通沖裁和休整工藝獲得精密零件的方法相比，精密沖裁生產(chǎn)率高，可以滿足精密零件批量生產(chǎn)的要求。211、沖壓生產(chǎn)對沖模結(jié)構(gòu)有哪些要求？1） 沖模的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足沖壓生產(chǎn)的要求，沖制出合格的零件。2） 要適應(yīng)成產(chǎn)批量的要求。3） 要考慮制造容易，使用方便。4） 操作安全，成本低廉。5） 與模具配套的送料裝置、出件裝置、快換模具裝置、各種檢測裝著及各種機(jī)械手，

2、也應(yīng)具有相當(dāng)?shù)乃健?12冷沖模包括哪幾種類型？各有何特點？按工藝分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成型模等。按結(jié)構(gòu)分為：無導(dǎo)向模、有導(dǎo)向（導(dǎo)柱、導(dǎo)套）、側(cè)刃定位模等。按工序的組合分為：簡單模、級進(jìn)模、復(fù)合模。簡單模：一次沖程只完成一種沖裁工序的模具。級進(jìn)模：一次沖程中在模具的不同位置上同時完成兩道或多道工序的模具。復(fù)合模：一次沖程中，在模具的同一位置上能完成幾個不同工序的模具。按工序性質(zhì)分為：落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模。213、冷沖模主要由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？分兩大類：1） 工作零件：直接與板料接觸以實現(xiàn)零件與板料的分離，包括凸模、凹模，和復(fù)合模中的凸凹模、定位零

3、件、卸料與壓料零件等。其中如：卸料與出件裝置：將工件或板料頂出凸凹模，便于取出。2）結(jié)構(gòu)性零件：不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括：?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等。其中如：定位零件：保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置，以保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓成產(chǎn)的順利進(jìn)行。模架：連接模具零件，傳遞壓力，保證上下模的精確導(dǎo)向。聯(lián)接與固定零件：實現(xiàn)模具與沖床的聯(lián)接，將凸模聯(lián)接在固定的位置。導(dǎo)向零件：使沖制的工件質(zhì)量穩(wěn)定，精度高，凸模和凹模之間的間隙能始終保持均勻一致。此外，對于自動化生產(chǎn)的模具，還有自動送料裝置、自動出件裝置、快換

4、模裝置。214、沖模定位零件在沖模中起何作用？它有哪幾種類型？作用：保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置，以保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓成產(chǎn)的順利進(jìn)行。例如,使用條料時，條料在模具中的定位有兩個內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，稱為擋料。二是在與送料方向垂直的方向上的定位，稱為送進(jìn)導(dǎo)向。類型：擋料銷、導(dǎo)正銷、定位銷（定位板）、導(dǎo)尺、導(dǎo)銷、導(dǎo)料銷、側(cè)壓板、側(cè)刃等。218、設(shè)計沖模時，選擇沖模結(jié)構(gòu)應(yīng)注意哪些方面的問題？1） 模具類型選擇 2） 操作方式 3） 進(jìn)出料方式 4） 壓料與卸料方式5） 模具精度保證難易程度 6）維修方便 7）工人操作水平8）此外，還必須考慮沖裁件的生產(chǎn)批量、

5、尺寸大小、精度要求、形狀復(fù)雜程度、成產(chǎn)條件等。2-1普通沖裁板料的分離過程是怎樣的？答：普通沖裁板料的分離過程分為三個階段：彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段。凸模接觸板料后，開始壓縮材料，變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸與彎曲變形。隨著凸模繼續(xù)壓入，變形區(qū)內(nèi)的壓力達(dá)到彈性極限；當(dāng)凸模繼續(xù)壓入，壓力增加，變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力滿足屈服條件時，便進(jìn)入塑性變形階段；凸模繼續(xù)壓入，已經(jīng)形成的上、下微裂紋逐漸擴(kuò)大并向材料內(nèi)延伸，當(dāng)上、下兩裂紋相遇重合時，材料便會被間斷分離。2-2沖裁件的斷面有何特征？斷面質(zhì)量受哪些因素的影響？答：沖裁件的斷面具有明顯的區(qū)域性特征，在斷面上可明顯地區(qū)分為圓角帶、光亮帶、斷裂帶和

6、毛刺四部分。這四部份在沖裁件整個斷面上所占比例不是固定的，隨材料的機(jī)械性能、凸模和凹模之間的間隙，模具結(jié)構(gòu)等不同而變化。端面質(zhì)量受以下因素影響：材料機(jī)械性能、沖裁間隙、模具結(jié)構(gòu)等。2-3什么是沖裁間隙？沖裁間隙對沖裁件有哪些影響？答：沖裁間隙即沖裁摸凸、凹模之間的間隙。沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命都有影響。間隙過大或過小都會使上、下兩方的裂紋不能重合，從而影響沖裁件質(zhì)量；間隙過大或過小，材料所受拉伸作用增大或減小，沖裁完成后因材料的彈性回復(fù)使落料件尺寸增大或減小，沖孔尺寸增大或減小，間隙影響著尺寸精度，從而也影響到?jīng)_裁件質(zhì)量；間隙很小時，沖裁力必然較大，隨著沖裁間隙的增大，沖裁力將降

7、低，間隙對卸料力、推件力及頂件力的影響比較顯著；間隙過小，沖裁力及摩擦力都增大，使刃口所受應(yīng)力增大，造成刃口變形與端面磨損加劇，甚至甭刃；間隙過大，將會因彎矩及拉應(yīng)力的增大導(dǎo)致刃口損壞。2-4沖裁時，凸、凹模間隙應(yīng)取在什么方向上？答：落料時以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上； 沖孔模以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。2-7什么是搭邊？搭邊對沖壓有何影響？答：搭邊就是排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料。搭邊可以補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格零件。2-19已知沖裁件厚度為6mm，材料為45鋼，請計算所用沖裁模的刃口尺寸及其制造公差，并畫出落料模的結(jié)構(gòu)草圖。解：落料時應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模，當(dāng)凹模

8、磨損后變大的尺寸有R60， 查表2-3可知零件精度為IT14，則 對 有： 則所以 = 對 有： 則所以 = R60是圓弧曲線，要求與相切當(dāng)凹模磨損后變小的尺寸有。所以 則所以 = 當(dāng)凹模磨損后沒變化的尺寸有 因為 所以尺寸為則凹模刃口尺寸為凸模尺寸按凹模實際尺寸配制，保證最小間隙Zmin第三章 彎曲模作業(yè)參考答案1.什么是最小彎曲半徑？影響最小彎曲半徑的因素有哪些？答：1） 最小彎曲半徑：在保證毛坯外層纖維不發(fā)生破壞的條件下，所能彎曲零件內(nèi)表面的最小圓角半徑，稱為最小彎曲半徑。2） 影響最小彎曲半徑的主要因素有： 材料的機(jī)械性能。塑性越好的的材料外層纖維允許的變形程度的變形程度大，則允許的最

9、小彎曲半徑越小；塑性差，則最小彎曲半徑變大。板材狀態(tài)也對彎曲半徑有很大影響，硬材料或冷作硬化的材料允許的最小彎曲半徑大。 彎曲線方向。當(dāng)彎曲線方向與纖維方向垂直時，則最小彎曲半徑??；當(dāng)兩者平行時，最小彎曲半徑大。 板材表面質(zhì)量和側(cè)面質(zhì)量。當(dāng)板材表面和側(cè)面質(zhì)量差時，由于易產(chǎn)生應(yīng)力集中和塑性降低使材料過早破壞，故應(yīng)采用較大的彎曲半徑。如果板料未去毛刺時，可將有毛刺一邊（方向）置于凸模一側(cè)也可提高彎曲變形成型極限，減少零件外側(cè)產(chǎn)生裂紋的可能。 彎曲角度的大小。當(dāng)彎曲角較小時，其變形區(qū)不大，故圓角中段的變形程度也得以降低，這時相應(yīng)的相對彎曲半徑就可以小些。彎曲中心角越小，圓角中段變形程度的降低越多，所

10、以最小彎曲半徑可以更小些。 板料寬度的影響。寬板彎曲時材料外側(cè)由于與凹模摩擦力大，材料沿板寬反向流動的可能性就小，外側(cè)裂紋的可能也就大，這時相對彎曲半徑也就應(yīng)該大。 彎曲模間隙。間隙小材料外側(cè)纖維流動困難也使得彎曲半徑變小。2.當(dāng)要求工件圓角半徑小于材料許可的最小彎曲半徑時，采取什么措施可防止工件外層纖維出現(xiàn)裂紋？答：1） 采用多次彎曲成形，降低每次材料變形程度，避免變形區(qū)發(fā)生劇烈變形。2） 多次彎曲中間輔以退火工序，降低材料的冷作硬化效應(yīng)。3） 工件彎曲前去毛刺，或把毛刺面置于彎曲內(nèi)測（朝向凸模），以提高彎曲變形的成形極限。4） 彎曲U型件時，適當(dāng)加大彎曲模的間隙也可以提高變形程度。3.什么

11、是回彈？回彈對工件精度有什么影響？影響回彈值大小的主要因素有哪些？答：1） 當(dāng)變形結(jié)束時，工件從模具中取出以后，由于彈性恢復(fù)，零件外層纖維將發(fā)生收縮、內(nèi)層發(fā)生伸長，使彎曲后工件的彎曲角和彎曲半徑發(fā)生變化，因而所得工件與模具的形狀尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈。2） 回彈使得彎曲后的工件與模具尺寸不一致，脫模后的工件材料外層纖維受拉伸應(yīng)力作用外層纖維有變小的趨勢，內(nèi)層纖維釋放壓縮變形而使纖維變長，這樣就發(fā)生彎曲工件的彎曲角變小、彎曲半徑變大。3） 影響回彈值大小的主要因素是： 工件材料的機(jī)械性能。材料的屈服強(qiáng)度越高，彈性模量越小，則回彈越大。 相對彎曲半徑（也即變形程度）。相對彎曲半徑越大

12、（也即變形程度越?。┗貜椊且簿驮酱蟆?彎曲角。彎曲中心角越大，表明變形區(qū)的長度越長，故回彈的積累值越大，其回彈角越大。 彎曲方式及彎曲模具結(jié)構(gòu)。采用校正彎曲時，工件的回彈小。 彎曲件形狀 。工件形狀越復(fù)雜，一次彎曲所成形的角度數(shù)量越多，材料各部分牽扯使回彈困難，因而回彈角減小 模具間隙 。在壓彎U形件時，間隙大，材料處于松動狀態(tài)，回彈就大；間隙小，材料被擠壓，回彈就小。 非變形區(qū)的影響。如:彎曲線長度越長,回彈值也越大； V形件凹模槽口的寬度對回彈影響也很大等。 4.彎曲過程中，工件發(fā)生偏移的原因是什么？偏移對工件質(zhì)量有何影響？生產(chǎn)中采取哪些措施解決偏移問題。答：1） 工件在模具中成型過程中所

13、受到的摩擦力不同是導(dǎo)致工件發(fā)生偏移的主要原因。如：沖壓不對稱的彎曲件時，因受力不均勻，毛坯容易偏移；凹模圓角半徑過大，會影響坯料定位的準(zhǔn)確性也會發(fā)生偏移現(xiàn)象； 凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時，毛坯兩側(cè)移動速度不一致，也會發(fā)生偏移；工件尺寸高度不同。彎曲時受力不均勻；凸凹模裝配不正或間隙不一致以及模具粗糙度、斜度、深度不同（或不對稱）等都會發(fā)生彎曲工件偏移現(xiàn)象。2） 偏移會產(chǎn)生工件的形狀尺寸與要求不同，影響工件精度。3） 設(shè)計形狀、尺寸工件要對稱；模具設(shè)計要有可靠定位措施；凹模圓角半徑適當(dāng)，不可影響坯料定位；模具制造時注意模具圓角、粗糙度、間隙等要均勻、一致。第四章 拉深工藝

14、及拉深模設(shè)計4.1什么是拉深？拉深過程中，變形區(qū)的材料是怎樣流動的？答：拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法。拉深過程中，毛坯受凹模拉伸力的作用，在凸緣毛坯的變形區(qū)內(nèi)受徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力的作用，產(chǎn)生塑性變形，在他們共同作用下，將毛坯的環(huán)形部分變?yōu)閳A筒形件的直壁。直壁變形的程度，由底部向上逐漸的增大，在圓筒頂部的變形達(dá)到最大值。該處的材料，在圓周方向受到最大的壓縮，高度方向獲得最大的伸長。拉深過程中，圓筒的底部基本上沒有塑性變形。4.2拉伸時材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)怎么樣？答：在拉伸過程中，材料在不同的部位具有不同的

15、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變狀態(tài)。以筒形件為例說明：課本上p85圖4-5，（畫圖）是筒形狀在有壓邊圈的首次拉伸中某一時刻的應(yīng)力應(yīng)變情況；根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的不同，將拉伸毛料分為五個區(qū)域：1.凸緣部分應(yīng)力：徑向受拉力，厚度方向受壓力，切向受壓應(yīng)變：徑向變長，厚度變厚，切向變短2.凹模圓角部分應(yīng)力：徑向受拉應(yīng)力，切向受壓應(yīng)力，厚度方向壓應(yīng)力應(yīng)變; 厚度減薄。3筒壁部分 4.凸模圓角部分 應(yīng)力：受拉應(yīng)力應(yīng)變;伸長應(yīng)變，壓縮應(yīng)變。應(yīng)力：徑向受拉、厚度方向受壓，切向拉應(yīng)應(yīng)變;5.筒形件的底部應(yīng)力：應(yīng)變;可認(rèn)為無塑性變形。又在筒壁與底部轉(zhuǎn)角處稍上的部分，傳遞拉伸力的截面積較小，產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大。4.3什么是拉深系數(shù)？拉深

16、系數(shù)對拉伸工作有什么影響？答：拉深系數(shù)m是對于拉深零件，拉深后的零件的直徑與毛料直徑（或工序件直徑）之比。意義：拉深系數(shù)表示了拉深前后毛料或工序件直徑的變化量，是衡量拉深時毛料或工序件變形程度的一種指標(biāo)，拉深系數(shù)是小于1的數(shù)值，其值愈大表示拉深前后毛坯或工序件的直徑變化愈小，即變形程度小。4.5什么是極限拉深系數(shù)？影響極限拉深系數(shù)的因素有哪些？怎樣確定拉伸次數(shù)？答：拉深工件在危險斷面不至拉裂的條件下，所能達(dá)到的最小拉深系數(shù)，稱為極限拉深系數(shù)。影響極限拉深系數(shù)的因素有：（1）材料的機(jī)械性能：愈小，對拉深愈有利，（2）材料的相對厚度t/D：相對厚度愈大，拉深愈有利。（3）潤滑潤滑條件良好對拉深有利

17、，可以減小工件拉深系數(shù)（4）模具的幾何參數(shù)：凸凹模的圓角半徑和凸凹模之間的間隙對拉深系數(shù)也有影響，因此拉深系數(shù)和決定模具幾何參數(shù)要結(jié)合起來考慮。實際上拉深系數(shù)有兩個不同的概念，一是零件所需的拉深系數(shù),。式中，-零件總的拉深系數(shù)，d-零件的直徑，D-該零件所需毛料的直徑。另一個是按材料的性能和加工條件等因素在一次拉深中所能達(dá)到的極限拉深系數(shù)m，如果零件所要求的拉深系數(shù)值大于極限拉深系數(shù)m，則所給零件可以一次拉深成型，否則多次拉深。多次拉深時的拉深次數(shù)，確定方法有1）查表法。筒形件的拉深次數(shù)，可根據(jù)零件的相對高度h/d和毛料的相對厚度（t/Dx 100）2）推算法?？筛鶕?jù)極限拉深系數(shù)，m1，m2，

18、m3從第一道工序開始依次求半成品直徑,.=一直計算到得出的直徑不大于零件要求的直徑為止，計算的次數(shù)就是拉深次數(shù)。4.6拉深模中，凸凹模的圓角半徑對拉深工作有什么影響？怎么選擇凸凹模的圓角半徑？拉深過程中，板料在凸模圓角部位滑動時產(chǎn)生較大的彎曲變形，由凹模圓角區(qū)進(jìn)入直壁部分時，又被重新拉直，或在通過凸凹之間的間隙時受到校直作用。若凹模圓角半徑過小，則板料在經(jīng)過圓角部位時的變形阻力以及在模具間隙里通過時的阻力都要增大，勢必引起總拉深力增大和模具因彎曲力摩擦力增大而使壽命降低，因此當(dāng)凹模圓角半徑過小時，必須采用較大的極限拉深系數(shù)。若凹模圓角半徑過大，使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛料寬度加大，毛

19、料拉深壓邊效果降低，使這部分毛料很容易起皺。拉深后期，過大的圓角半徑也使毛料外緣過早的脫離壓邊圈的作用而起皺，尤其當(dāng)毛料的相對厚度較小時起皺現(xiàn)象十分突出。凸模圓角半徑對拉深工作的影響：過小的凸模圓角半徑會使毛料在這個部位上受到過大的彎曲變形，結(jié)果降低了毛料的危險斷面的強(qiáng)度，也使極限拉深系數(shù)增大。另外，即使毛料在危險斷面不被拉裂，過小的凸模圓角半徑也會引起危險斷面附近毛料厚度局部變薄且這個局部變薄和彎曲的痕跡經(jīng)過后拉深工序以后，還會在成品零件的側(cè)壁上遺留下來，以影響零件的質(zhì)量。在多工序拉深時，后道工序的壓邊圈的圓角半徑等于前道工序的凸模圓角半徑，所以當(dāng)凸模圓角半徑過小時，在后道的拉深工序里毛料沿

20、壓邊圈的滑動阻力增大，這對拉深過程的進(jìn)行不利。凸模圓角半徑過大，會使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛料寬度加大，因此，這部分毛料容易起皺。（1）單次拉深或多次拉深的首次拉深凹模圓角半徑可按下面公式確定:當(dāng)工件直徑d<200mm，按=(mm)確定D毛料直徑（mm）；d凹模直徑（mm）；t板料厚度（mm）；當(dāng)工件直徑d>200mm時，按式=0.039d+2(mm)計算拉深凹模圓角也可根據(jù)工件材料及其厚度來確定。后續(xù)拉深凹模圓角半徑可按確定（2）凸模圓角半徑的確定單次或多次拉深中的第一次：=(0.71.0)多次拉深中的以后各次：=(-2t)/2、前后兩道工序中毛料的過渡直徑（mm）最后

21、一次拉深的凸模圓角半徑即等于零件的圓角半徑，但不得小于（23）t。如零件的圓角半徑要求小于（23）t，則凸模圓角半徑仍應(yīng)取（23）t，最后用整形來得到要求的圓角半徑。4-7、什么是拉深間隙？拉深間隙對拉深工藝有何影響？答：拉深間隙，是指拉深模的凸凹模的間隙（）,即單邊間隙。拉深間隙對拉深工藝的影響：(1)拉深力：間隙愈小，材料流入困難，拉深力越大;(2)零件質(zhì)量：間隙過大，容易起皺，且毛料口部的變厚得不到消除也會使零件出現(xiàn)錐度。間隙過小，則會使零件容易拉斷或變薄特別嚴(yán)重；(3)模具壽命：間隙小，則磨損加劇，間隙大壽命長但成型精度差；4-8、怎樣確定凸凹模工作部分尺寸及制造公差？答：(一)對最后

22、一道工序的拉深膜，其凹模、凸模的尺寸及其公差應(yīng)按工件的要求來確定。當(dāng)工件要求外型尺寸時，以凹模為基準(zhǔn)，凹模尺寸為 凸模尺寸為 當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸時，以凸模為基準(zhǔn)，凸模尺寸為 凹模尺寸為 (二)對于多次拉深時的中間過渡拉深，毛料的尺寸公差沒有必要予以嚴(yán)格限制，這是模具尺寸只要等于毛料過度尺寸即可。若以凹模為基準(zhǔn)，則凹模尺寸為 凹模尺寸為 式中： （凸模制造公差）一般按公差等級IT6-IT8選?。?（凹模制造公差）一般按公差等級IT6-IT8選?。?-9、壓邊圈在拉深中起何作用？答：壓邊圈在拉深中作用是防止拉深毛料在拉深過程中變形區(qū)（主要是凸緣區(qū)域）受切向壓應(yīng)力過大造成厚度方向材料失穩(wěn)而起皺。4-

23、15沖壓生產(chǎn)如圖所示零件，材料為10鋼，請完成以下工作：（1）計算該零件的毛坯尺寸；（2）確定該零件的拉深次數(shù)和中間半成品尺寸；（3）確定最后一次拉深時模具工作部分尺寸及其公差；（4）畫出首次拉深及其最后一次拉深的模具結(jié)構(gòu)草圖。解：（1）計算該零件的毛料尺寸由于對拉深高度 h =h-0.5x2= 75mm，拉深相對高度 h/d = 75/(30-2)=2.71mm,查表4-2得該零件的修邊尺寸余量 =6mm，H=h+=75+6=81mm，零件的中型層直徑d=30-2=28mm將零件分成三部分，分別計算各部分，最后可得毛料直徑為=98.3mm（2）確定該零件的拉深系數(shù)和中間半成尺寸1）判斷是否能

24、一次完成拉深對于圖示的零件，毛料的相對厚度t/Dx100=2,從P91表4-4查出各次拉深系數(shù)：，由已知條件可知零件總的拉深系數(shù) =0.29<，故需多次拉深。2）計算拉伸次數(shù)=0.68*98.3=58.8mm=0.75*58.8=44mm=0.80*44=35.2mm=0.84*35.2=29.6mm=0.87*29.6=25.8mm均大于18，也就是變形程度大于材料的極限變形程度，而經(jīng)過第五次拉深才可以，故該零件需五次拉深才行。3）確定半成品尺寸：A半成品直徑拉深系數(shù)確定后，再根據(jù)計算直徑應(yīng)等于件的原則對拉深系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使實際采用的拉深系數(shù)大于推薦拉深系數(shù)時所采用的極限拉深系數(shù)。零件實際拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為： 原來，調(diào)整好拉深系數(shù)后，重新計算各次拉深的圓筒直徑即得半成品直徑第一次：=60mm，第二次：=46mm，第三次：=38mm，第四次：=32mm，第五次：=28mm，B半成品高度 式中：D毛料直徑，D=98m