沖壓工藝及模具設(shè)計考試題

1、沖壓工藝及模具設(shè)計一、填空題1、在沖壓變性過程中，材料需要最小變形力的區(qū)域為變形的 弱區(qū) ，在沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使變形區(qū)成為 弱區(qū) 。2、沖裁變形過程分為 彈性變形 階段、 塑性變形 階段和 斷裂別離 階段。3、板料彎曲時，變形發(fā)生在 彎曲圓角 部位，直邊局部 不變形 。4、 當彎曲變形結(jié)束卸載后，由于 彈性恢復(fù) , 使工件彎曲半徑與 模具尺寸 不同，這一現(xiàn)象稱為彎曲回彈。、 5、盒形件拉深拉深時，直邊局部變形近似于 彎曲變形 ，圓角局部近似于 筒形件拉深 。6、高盒形件拉深時，方盒形件毛坯一般為 圓形 ，各中間工序為 圓筒形件拉深 ，最后一次拉深成方盒形；矩形件毛坯一般為 長圓形

2、或 橢圓形； ，先拉成 橢圓筒形件 ，最后一道拉深成矩形件。7、內(nèi)圓孔翻邊屬 伸長 類翻邊，變形區(qū)材料受切向拉應(yīng)力、徑向拉應(yīng)力，在孔的邊緣處切向 拉長 、厚度方向 變薄 ，是開裂的危險處。當豎邊高度不能一次翻出時,可采用 拉深 、預(yù)沖底孔 再 翻邊 的方法。8、筒形件拉深過程中， 凸緣局部的切向壓應(yīng)力使凸緣材料易產(chǎn)生 起皺 ，主要防止措施：采用 壓邊圈 和施加大小適宜的 壓邊力 。9、沖裁工件的校平模具主要有 平面 模和 齒形 模兩種。10、沖壓模具主要分為單工序模、級進連續(xù)模和復(fù)合模。單工序模是 單 工序、 單 工位；級進連續(xù)模是 多 工序 多 工位；復(fù)合模是 多 工序、 單 工位。11、沖

3、裁件的剪切斷面一般由 圓角帶 、 光亮帶 、 斷裂帶 和 毛刺 四局部組成。12、彎曲成形中，長度保持不變的金屬層叫 中性層 ，它偏向 ；凹?；騼?nèi) 側(cè)。13、彎曲成形中，常用 彎曲系數(shù)或最小彎曲半徑 來表示變形程度。14、筒形件拉深時，底部圓角處的材料厚度 厚度最小 、強度 最低以及 兩拉一壓 的應(yīng)力狀態(tài)，使其成為最薄弱處，最易發(fā)生 開裂 。15、任何直徑的半球形件拉深系數(shù)都為定值 0.71 ，均可 一次 拉成。16、復(fù)雜形狀的拉深件，應(yīng)先做 拉深 模，經(jīng)確定毛坯尺寸后，再做 落料 模。17、與筒形件拉深相比，板料起伏成形的最大變形特點是：外部材料 不進入； 變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力，產(chǎn)

4、生 拉伸 變形，材料厚度 變薄 。18、寬凸緣件是指 d緣/d大于 1.4 的凸緣件；凸緣直徑d緣在 首次 拉出，以后各次拉深中d緣保持 不變 。19、整形模與成形模結(jié)構(gòu)相似， 但 精度 更高； 圓角半徑 較小；工件與模具剛性接觸產(chǎn)生 校正力 。20、降低沖裁力的方式主要有： 階梯沖、 斜刃口 和 局部加熱 。 21、冷沖壓模具是實現(xiàn)冷沖壓工藝的一種 工藝裝備 。22、落料和沖孔屬于 別離工序 ，拉深和彎曲屬于 成形工序 。23、變形溫度對金屬塑性的影響很大，一般來說，隨著變形溫度的升高，塑性 提高 ，變形抗力 降低 。24、壓力機的標稱壓力是指滑塊在 離下止點前 某一特定位置時，滑塊上所容許

5、承受的 最大作用力 。25、材料在塑性變形中，變形前的體積 等于 變形后的體積，用公式來表示即： 1+2+3=0 。26、沖裁的變形過程分為 彈性變形 、 塑性變形 、 斷裂別離 三個階段。 27、沖裁模工作零件刃口尺寸計算時，落料以 凹模 為基準，沖孔以 凸模 為基準，凸模和凹模的制造精度比工件高 2-3級 。 1冷沖壓的優(yōu)點有： 生產(chǎn)率高、操作簡便，尺寸穩(wěn)定、互換性好，材料利用率高 。2冷沖壓是利用安裝在壓力機上的 模具 對材料 施加壓力 ，使其產(chǎn)生 別離或塑性變形 ，從而獲得所需零件的一種加工方法。3一般的金屬材料在冷塑變形時會引起材料性能的變化。隨著變形程度的增加，所有的強度、硬度都

6、提高 ，同時塑性指標 降低 ，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。4拉深時變形程度以 拉深系數(shù)m 表示，其值越小，變形程度越 大 。5材料的屈強比 小 ，均勻延伸率 大 有利于成形極限的提高。6.沖裁件的斷面分為 圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺區(qū) 四個區(qū)域。7翻孔件的變形程度用 翻孔系數(shù)K 表示，變形程度最大時，口部可能出現(xiàn) 開裂 8縮孔變形區(qū)的應(yīng)力性質(zhì)為 雙向壓縮應(yīng)力 ，其可能產(chǎn)生的質(zhì)量問題是 失穩(wěn)起皺 9精沖時沖裁變形區(qū)的材料處于 三向壓應(yīng)力 ，并且由于采用了 極小 的間隙，沖裁件尺寸精度可達IT8-IT6級。二、判斷題1模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)壓力應(yīng)大于卸料力。×2選擇標準模架規(guī)格的依據(jù)是凸模

7、的尺寸。×3單工序模、級進模、復(fù)合模中，操作平安性最高的是復(fù)合模。×4彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。×5失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質(zhì)量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，效果越好。6模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)壓力應(yīng)大于卸料力。×7選擇標準模架規(guī)格的依據(jù)是凸模的尺寸。×8單工序模、級進模、復(fù)合模中，操作平安性最高的是復(fù)合模。×9彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。×10失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質(zhì)量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，11校正彎曲可以減少回彈。×12沖裁間隙越小，沖裁件

8、精度越高，所以沖裁時間隙越小越好。13在生產(chǎn)實際中，倒裝式復(fù)合模比正裝式復(fù)合模應(yīng)用更多一些。×14脹形時，坯料變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力的作用，因此可能產(chǎn)生的最大問題是起皺。×15拉深凸模上開通氣孔的目的是為了減輕模具的重量。 11、成形工序是使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形而得到所需零件。 ×12、設(shè)計落料模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 ×13、極限拉深系數(shù)就是使拉深件拉裂的最小拉深系數(shù)。×14、在拉深過程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。15、在確定工序順序時，一般是先拉深再沖孔。三、名詞解釋1、沖裁：是使板料沿封閉曲線相互

9、別離的工序。2、連續(xù)模： 又稱級進模，是在壓力機一次行程中依一定順序在同一模具的不同工位上完成兩道以上工序的模具 3、起皺：在拉深時凸緣變形區(qū)內(nèi)的材料受到壓應(yīng)力的作用后，凸緣局部特別是凸緣外邊局部的材料可能會失穩(wěn)而沿切向形成上下不 平的皺折，這種現(xiàn)象叫起皺。4、復(fù)合模：在模具的一個工作位置上，同時完成兩道或兩道以上工序的模具稱為復(fù)合模。5、壓力中心：沖裁力合力的作用點稱為壓力中心。6、帶料連續(xù)拉深：在一副模具上使用帶料進行連續(xù)拉深，完成單工序生產(chǎn)需多副模具才能完成的拉深加工稱為帶料連續(xù)拉深。四、問答題1、彎曲的變形程度用什么來表示？為什么可用它來表示？彎曲極限變形程度受哪些因素的影響？答：彎曲

10、的變形程度用彎曲系數(shù)k來表示，k= r/t。2分r越小，t越大，k越小。而板料外側(cè)伸長率：=1/(2k+1)； k越小，越大。 超過臨界值，外側(cè)發(fā)生開裂。最小相對彎曲半徑：會造成外側(cè)開裂的相對彎曲半徑彎曲系數(shù)r/t。其影響因素：材料塑性：材料塑性好，能承受的變形量大，最小彎曲半徑可減小。 材料的纖維方向：彎曲線與纖維方向垂直，最小彎曲半徑可減小。彎曲角：彎曲角增大，最小彎曲半徑可減小。 板材外表質(zhì)量：質(zhì)量越好，最小彎曲半徑可減小。 17影響極限拉深系數(shù)的原因有哪些？答：1材料的組織與力學(xué)性能2板料的相對厚度t/D3摩擦與潤滑條件4模具的幾何參數(shù)除次之外還有拉深方法，拉深次數(shù)，拉深速度，拉深件形

11、狀等。2、寫出拉深變形時筒形件底部圓角處的應(yīng)力、應(yīng)變，可能產(chǎn)生的失效形式和預(yù)防措施。答：底部圓角局部：徑向拉應(yīng)力1；切向拉應(yīng)力3；厚向壓應(yīng)力2。在拉、壓應(yīng)力作用下，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)變，厚向產(chǎn)生壓應(yīng)變，底部圓角變薄。此處，材料厚度最小，抗拉強度最低加工硬化最小，兩拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)，成為最薄弱局部，筒壁與凸模圓角相接處容易破裂，即開裂。防止措施： 控制合理的變形程度； 選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑； 采用中間退火，消除加工硬化； 合理潤滑。3、何為彎曲回彈？其產(chǎn)生的原因是什么？可采用哪些措施來減少回彈？答：當彎曲變形結(jié)束卸載后，由于彈性恢復(fù)，使工件彎曲半徑與模具尺寸不同，即為彎曲回彈，角度回彈量用

12、表示；曲率回彈量用r表示。卸載后，工件變形區(qū)產(chǎn)生相反的彈性應(yīng)力：外側(cè)壓應(yīng)力，內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力。在外側(cè)壓應(yīng)力、內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力作用下，工件產(chǎn)生回彈。 減少回彈的方法：1、改變應(yīng)力狀態(tài)校正彎曲：改變凸、凹模形狀，加大變形區(qū)彎曲力，使變形區(qū)全部呈壓應(yīng)狀態(tài)；1分2、采用模具補償，減小回彈；3、改善彎曲件結(jié)構(gòu)：在彎曲區(qū)加加強筋；4、用橡皮或聚氨脂凹模。4、與筒形件拉深相比，起伏成形的變形有何特點？其變形程度如何表示？答：起伏成形：通過材料局部拉伸變形,形成局部凹進或凸起。 外部材料不進入變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生拉伸變形，材料變薄，外表積增大。起伏成形的變形程度用變形區(qū)的延伸率表示。=(L-L0)/L

13、。起伏成形的極限延伸率不超過材料伸長率的(0.70.75)倍。5、什么叫沖裁間隙？沖裁間隙的取向原那么是什么？答：在沖裁過程中，凸模與凹?？卓诔叽缰罘Q為沖裁間隙。取向原那么是沖孔時，尺寸以凸模為基準，間隙取在凹模上；落料時尺寸以凹模為基準，間隙取在凸模上。7、拉深過程中的主要失效形式是什么？怎樣防止？答：主要失效形式為：起皺與拉裂。采用壓邊裝置可有效防止起皺。采用有效的潤滑、增大凸、凹模圓角半徑可防止拉裂。8、壓力機標牌為JB23-63C各字母的含義。答：J表示：機械式壓力機；B：次要參數(shù)與根本型號不同的第二種變型23：第2列，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機；63：壓力機的標稱壓力為630

14、KNC：結(jié)構(gòu)與性能比原型作了第三次改進。2沖壓非對稱零件時，模柄都要加騎縫銷防轉(zhuǎn)銷。答復(fù)： 1對 2錯理由：騎縫銷的作用是防止上模座相對模柄轉(zhuǎn)動。如果沖壓非對稱零件不加騎縫銷，那么上模局部轉(zhuǎn)動一個角度后，凸模和凹模的相對位置會發(fā)生變化，這樣會造成工作零件發(fā)生啃傷等平安問題。3復(fù)合模沖裁精度比級進模高。答復(fù)： 1對 2錯理由：由于復(fù)合模是同一副模具的同一位置上完成多道工序的沖壓，不會存在條料送進時的定位誤差，所以精度比在同一副模具不同位置上完成多道工序的級進模的要高。4彎曲時，工件折彎線的方向最好與板料的軋制方向一致。答復(fù)： 1對 2錯理由：板料存在各向異性，順著軋制方向的力學(xué)性能最好，不容易拉

15、裂。當彎曲線與軋制方向垂直時，彎曲最大拉應(yīng)力的方向正好與軋制方向一致，此時彎曲允許的變形程度最大，最不容易開裂。5拉深時為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限變形程度，因此，常常在凸模與毛坯的接觸面上加潤滑。答復(fù)： 1對 2錯理由：為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限變形程度，常常在凹模與毛坯的接觸面上加潤滑。為了防止凸模與毛坯接觸面之間產(chǎn)生相對滑動并造成危險斷面的過度變薄或拉裂，應(yīng)防止在凸模與毛坯的接觸面上加潤滑。6凸模與固定板之間的配合通常采用過盈配合。答復(fù)： 1對 2錯理由：凸模與固定板之間一般是采用H7/m6的過渡配合。當采用彈壓導(dǎo)板模時，可以采用間隙配合。7因此凸凹模的截面形狀及尺

16、寸與工件完全一致。答復(fù)： 1對 2錯理由：工件的內(nèi)形由凸模決定，外形由凹模決定，因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致47 用配合加工法計算以下圖零件的凸模和凹模刃口尺寸。： Zmin=0.246 ，Zmax=0.360答：考慮到工件形狀復(fù)雜，宜采用配作法加工凸、凹模。此制件為落料件，故以凹模為基準件來配作凸模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況，見圖b。1凹模磨損后尺寸變大的：70±0.37、53； 其計算公式 ：AA=(Amax-x) +0A 查表3-5得：x1=0.5, x2=0.75 ,取A= /4將數(shù)據(jù)代入公式得：A1A =(70-0.5×0.4)=69.8mmA2

17、A=(53-0.75×0.37)=52.72mm2凹模磨損后尺寸變小的：32；其計算公式：BA=(Bmin+x) 0-A 查表3-5得x=0.5，取A= /4將數(shù)據(jù)代入公式得： BA=(32+0.5×0.79)= 32.4mm (3) 凹模磨損后尺寸不變的：30；其根本公式為CA=(Cmin+0.5) 0.5A 取A= /4 將數(shù)據(jù)代入公式得：CA=30+0.5×0.52±0.5×=30.26±0.07mm查表得：Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙值為0.2460.360mm

18、。49試述沖裁間隙是重要性。10分答：沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力大小及模具壽命都會產(chǎn)生影響。1） 沖裁間隙對質(zhì)量的影響：間隙對斷面質(zhì)量的影響 模具間隙合理時，沖裁件斷面塌角較小，光面所占比例較寬，對于軟鋼板及黃銅約占板厚的三分之一左右，毛刺較小，容易去除。斷面質(zhì)量較好；間隙過大時，使塌角增大，毛面增寬，光面減少，毛刺肥而長，難以去除，斷面質(zhì)量較差；間隙過小時，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質(zhì)量最好。因此，對于普通沖裁來說，確定正確的沖裁間隙是控制斷面質(zhì)量的一個關(guān)鍵。沖裁間隙對尺寸精度的影響 材料在沖裁過程中會產(chǎn)生各種變形，從而在沖裁結(jié)束后，會產(chǎn)生回彈，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。

19、其結(jié)果，有的使制件尺寸變大，有的那么減小。其一般規(guī)律是間隙小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖出的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖出的孔徑大于凸模尺寸。同時，在一般情況下，間隙越小，制件的尺寸精度也越高。2） 沖裁間隙對沖壓力的影響：沖裁力隨著間隙的增大雖然有一定程度的降低，但當單邊間隙在5%10%料厚時，沖裁力降低并不明顯，因此，一般來說，在正常沖裁情況下，間隙對沖裁力的影響并不大，但間隙對卸料力、推件力的影響卻較大。沖裁間隙對沖模壽命的影響：間隙是影響模具壽命的主要因素，由于沖裁時，凸模與凹模之間，材料與模具之間都存在摩擦。而間隙的大小那么直接影響到摩擦的大小。間隙越小，

20、摩擦3） 造成的磨損越嚴重，模具壽命就越短，而較大的間隙，可使摩擦造成的磨損減少，從而提高了模具的壽命。綜上所述，沖裁間隙較小，沖裁件質(zhì)量較高，但模具壽命短，沖壓力有所增大；而沖裁間隙較大，沖裁件質(zhì)量較差，但模具壽命長，沖壓力有所減少。因此，我們應(yīng)選擇合理間隙。50壓力機標牌為JB23-63C各字母的含義。5分答：J表示：機械式壓力機；B：次要參數(shù)與根本型號不同的第二種變型23：第2列，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機；63：壓力機的標稱壓力為630KNC：結(jié)構(gòu)與性能比原型作了第三次改進。六、計算題1、沖制如以下圖墊圈，材料為Q235鋼。分別計算落料和沖孔的凸模和凹模工作局部尺寸。：模具間隙Zmin=0.46mm；Zmax=0.64mm。落料模制造偏差凹=+0.03mm；凸=0.02mm。沖孔模制造偏差凹=+0.025mm；凸=0.02mm。落料、沖孔模的磨損系數(shù)均為0.5。1、答：1落料： ZmaxZmin=0.05mm;凹+凸=0.05mm0.05mm, 且模具形狀簡單，因此，凸、凹模可分別加工。 D凹=Dmaxx+凹 =(320.5×