沖壓工藝與模具設(shè)計習(xí)題

1、沖壓工藝與模具設(shè)計習(xí)題1、 什么叫別離工序和成型工序？其等效應(yīng)力大小在什么范圍？別離：板料在沖壓力作用下，變形局部的應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限b，使板料發(fā)生斷裂而相互分開的工序，如落料、沖孔、剪切等成型：板料在沖壓力作用下，變形局部的應(yīng)力超過材料的屈服極限s,但未到達(dá)其強(qiáng)度極限b，是材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形工件，如彎曲、拉深、翻邊等2、 什么叫塑性成型的體積不變定理？試寫出其表達(dá)式。塑性變形時，物體主要是發(fā)生形狀的改變，而體積變化極小，可以忽略不計，這就是塑性變形的體積不變定理。表達(dá)式：1+2+3=03、 試畫出塑性變形時各種可能出現(xiàn)的應(yīng)力狀態(tài)圖和應(yīng)變狀態(tài)圖。塑性變形時，只可能有三向應(yīng)變狀態(tài)及兩

2、向應(yīng)變狀態(tài)，不可能有單向應(yīng)變狀態(tài)。如下列圖：4、 什么叫加工硬化？冷塑性加工中，材料表現(xiàn)出的強(qiáng)度指標(biāo)硬度HB，屈服強(qiáng)度s，抗拉強(qiáng)度b上升和塑性指標(biāo)伸長率，斷面收縮率下降，以及進(jìn)一步塑性變形抗力增加的現(xiàn)象稱為加工硬化。5、 什么叫模具的閉合高度hm？ 指沖模在最低工作位置時，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。Hm應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。6、 什么叫屈雷斯加屈服準(zhǔn)那么和密席斯屈服準(zhǔn)那么？是寫出其表達(dá)式。屈雷斯加屈服準(zhǔn)那么：任意應(yīng)力狀態(tài)下只要最大剪應(yīng)力到達(dá)某臨界值，材料就開始屈服。又稱為最大剪切應(yīng)力準(zhǔn)那么。表達(dá)式：設(shè)當(dāng)1>2>3時，max= 1-32 = s2 或1-3=s密席斯

3、屈服準(zhǔn)那么：當(dāng)某點(diǎn)的等效應(yīng)力i到達(dá)某臨界值時材料就開始屈服。表達(dá)式：=121-22+2-32+3-12=s 或 1-22+2-32+3-12=2s27、 沖裁變形過程可分為哪幾個階段？分別為彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂別離階段。8、 沖裁斷面具有哪幾個明顯的區(qū)域特征？材料的塑性對它們的影響規(guī)律是什么？圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺帶。塑性好的材料，沖裁時裂紋出現(xiàn)的比擬遲，材料被塑性剪切的深度較大，光亮帶所占的比例較大，圓角、毛刺和穹彎也較大，斷裂帶那么窄一些；塑性差的材料，容易被拉斷，材料被塑性剪切不久便會出現(xiàn)裂紋，時光亮帶所占比例大、圓角所占比例小，并且大局部是粗糙的斷裂面。9、 沖裁間隙

4、大小對模具壽命和零件精度的影響規(guī)律是什么？對模具壽命的影響： 間隙偏小，模具作用的擠壓力打，落料件或廢料往往堵塞在凹模洞口內(nèi)，使模具磨損加劇，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸模與凹模相互啃刃等異常損壞。間隙偏大，可使沖裁力、卸載力等減少，從而使刃口磨損減少；當(dāng)間隙過大時，零件毛刺會增大，從而引起卸料力增大，加劇刃口的磨損。間隙適當(dāng)，模具磨損小，起到延長模具使用壽命的作用。對零件精度的影響：沖裁間隙大時，變形材料受拉應(yīng)力作用大，沖裁結(jié)束后因材料彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使沖孔尺寸大于凸模直徑，落料件尺寸小于凹模尺寸。沖裁間隙小時，變形區(qū)材料受凹、凸

5、模的擠壓力作用大，壓縮變形大，沖裁后材料必然彈性伸展，時沖孔尺寸小于凸模，落料件尺寸大于凹模。10、 沖裁間隙大小對沖裁時上、下裂紋的走向有何影響？間隙過小時：上、下裂紋不重合，在兩條裂紋之間的材料被二次剪切。當(dāng)上裂紋壓入凹模時，受到凹模壁的擠壓，產(chǎn)生第二光亮帶，同時局部材料被擠出，在外表形成薄而高的毛刺。間隙合理時：上、下裂紋重合，斷面斜度很小，圓角及毛刺較小，無裂紋分層，稍不平坦，有較好的綜合斷面質(zhì)量。間隙過大時：上、下裂紋不重合，出現(xiàn)第二次拉裂及斷裂帶；塑性變形階段結(jié)束較早，致使光亮帶較窄，圓角及斜度較大，穹彎厲害，毛刺大，并且斷面會出現(xiàn)兩個斜度，斷面質(zhì)量也不理想。11、 沖裁排樣時，搭

6、邊的作用是什么？搭邊的作用有三個：搭邊可以補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料誤差而沖出殘次的廢品，確保沖出合格零件；搭邊可以保持條料在沖裁過程中的強(qiáng)度和剛度，方便條料送進(jìn)，提高生產(chǎn)效率；搭邊可以防止沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入沖裁間隙，從而提高模具壽命。12、 什么叫斜刃沖裁模？在什么情況下，分別在凸模、或凹模上開設(shè)斜刃？斜刃沖裁指沖裁時刃口不是同時切入材料，而是逐步地將材料切離的沖裁方式。沖孔時凸模做成斜刃，凹模應(yīng)做成平刃；落料時凸模做成平刃，凹模做成斜刃。13、 模具的分別加工法和配合加工法分別用于什么場合？分別加工適用于圓形、矩形、方形等簡單形狀，便于成批量制造，大量生產(chǎn)；配合加工

7、法適用于單件生產(chǎn)，薄料零件、形狀復(fù)雜零件。14、 導(dǎo)正銷擋料銷連續(xù)模具、側(cè)刃定距模具分別用于什么場合？15、 常見的沖裁凹模孔口形式有柱孔口和錐孔口，試從刃口強(qiáng)度、模具精度、沖裁力三個方面進(jìn)行比擬。刃口強(qiáng)度：柱孔口刃口強(qiáng)度高，錐孔口刃口強(qiáng)度較低。模具精度：柱孔口精度高，錐孔口精度不高。沖裁力：柱孔口沖裁力大，適用于沖裁精度高、厚度較大的工件；錐孔口沖裁力小，一般用于形狀簡單、精度要求不高和較薄的。16、 什么叫正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模？假設(shè)落料凹模裝在上模上，那么稱之為倒裝復(fù)合模；反之，那么稱為順裝復(fù)合模。17、 大型凸模、小型凸模通常采用什么樣的固定方式？標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模與凸模固定板之間通常采用怎

8、樣的配合？大、中型凸模采用止口窩孔定位，窩孔與模板或凸模為過渡配合，再用螺釘緊固。小型凸模采用機(jī)械固定，還可以采用低熔點(diǎn)合金固定或環(huán)氧樹脂粘結(jié)固定，裝配時，將凸模與凹模間隙調(diào)整好，然后在空槽中灌注低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂，冷卻后即可吧凸模緊固住。標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模與凸模固定板通常采用過渡配合。18、 凸模的最根本固定方式是臺肩固定與鉚接固定兩種，各適合于什么場合？臺肩固定適用于強(qiáng)度剛性好的圓形或簡單凸模，裝配磨修方便；鉚接固定適用于具有復(fù)雜外形的凸模。19、 彈性卸料板、固定卸料板的模具分別應(yīng)用于什么場合？彈性卸料板的模具應(yīng)用于平面要求高、薄材料的工件。固定卸料板的模具應(yīng)用于平板、窄而上的沖件或彎曲成形

9、的較厚工件。20、 浮動模柄通常用于什么模具？用于帶有精密導(dǎo)向裝置的高精密模具、硬質(zhì)合金凸、凹模的多工位模具。21、 什么叫應(yīng)變中性層？金屬板料彎曲時，中性層一般會發(fā)生什么變化？切向長度在彎曲前后保持不變的某層金屬纖維稱為應(yīng)變中性層。當(dāng)彎曲變形程度很小時，應(yīng)變中性層的位置根本處于板料厚度的中部；當(dāng)彎曲變形程度較大時，應(yīng)變中性層向板坯內(nèi)側(cè)移動，變形量越大，內(nèi)移量越大。22、 板料的彎曲特點(diǎn)是什么？（1） 圓角部位是主要變形區(qū)，且其變形不均勻：圓角部位ab的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)由正方形變成扇形；（2） 應(yīng)變中性層內(nèi)移；（3） 變形區(qū)材料厚度變薄、切向長度增加；（4） 變形區(qū)的截面形狀可能發(fā)生變化：寬板b/t&

10、gt;3彎曲時，相鄰材料彼此制約，寬度方向阻力大，材料流動困難，截面形狀幾乎不變，仍為矩形；而窄板b/t<3彎曲時，由于寬度方向的阻力小，內(nèi)層纖維受到壓縮，寬度增加，外層纖維受到拉伸，寬度將減小，最后截面形狀變?yōu)橥庹瓋?nèi)寬的扇形。23、 試分別寫出寬板、窄板塑性彎曲時的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。窄板b/t<3彎曲時：寬度方向可以自由變形，故其內(nèi)層和外層在寬度方向上的應(yīng)力均可忽略，即b=0；材料的外層為壓縮應(yīng)變，內(nèi)層為拉伸應(yīng)變。所以，板料彎曲時，內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)是立體的，應(yīng)力狀態(tài)是平面的。寬板b/t>3彎曲時：由于寬度方向材料的內(nèi)層和外層均不能自由變形，寬度根本不變，即b=0；外層材料在

11、寬度方向上收縮受阻，為拉應(yīng)力，內(nèi)層材料在寬度方向上拉伸受阻，為壓應(yīng)力，故板坯彎曲時內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)試平面的，應(yīng)力狀態(tài)時立體的。24、 試比擬關(guān)鍵折彎線與板料的輾壓方向垂直或平行時的最小相對彎曲半徑。順著軋制后纖維方向的塑性指標(biāo)大于垂直纖維方向的塑性指標(biāo)，因此彎曲件的彎曲線折彎線與板料的纖維方向垂直時，rmin/t最小。25、 在板料彎曲時，怎樣改變內(nèi)、外層的切向應(yīng)力，就可以降低最小彎曲半徑rmin26、 怎樣確定彎曲件毛坯的長度？原那么根據(jù)中性層長度不變原那么來計算板坯的尺寸。27、 材料特性對彎曲回彈a的影響規(guī)律是什么？材料的屈服點(diǎn)s越大，硬化指數(shù)越大，彈性模量E越小，那么回彈角a越大。2

12、8、 彎曲回彈時的表現(xiàn)形式是什么？曲率減小K；彎曲角增大。29、 彎曲模、拉深模的橫向尺寸的標(biāo)注原那么是什么？30、 在進(jìn)行拉深時，為了提高極限變形程度，要怎樣潤滑模具？31、 屢次拉深時，拉深系數(shù)應(yīng)該怎樣變化？屢次拉深時，后一道工序所允許的mmin要比前一道的大，拉深次數(shù)越多，后續(xù)的mmin越大。32、 鉆孔與沖孔，誰的極限翻邊變形程度更大？鉆孔的邊緣外表質(zhì)量好，對翻邊較有利，所以鉆孔比沖孔極限翻邊變形程度大。33、 脹形變形區(qū)內(nèi)板料的厚度減小是不可防止的嗎？不可防止，因?yàn)槊浶巫冃斡幸韵绿攸c(diǎn)：塑性變形僅局限在局部的范圍，變形區(qū)以外的材料不向變形區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移；材料處于雙向或單向拉應(yīng)力狀態(tài)，厚度方向

13、收縮，板平面屬于伸長變形。34、 脹形、圓孔翻邊、擴(kuò)口、縮口分別屬于伸長類變形還是壓縮類變形？脹形、圓孔翻邊、擴(kuò)口屬于伸長類變形，縮口屬于壓縮類變形。35、 圓筒形件拉深時，平面凸緣徑向拉1，切向產(chǎn)生壓應(yīng)力3怎樣分布？當(dāng)R=r時，變形區(qū)邊緣外徑向拉應(yīng)力1最大，那么1max=1.1均lnRtR當(dāng)R=Rt時，在變形區(qū)外邊緣切向壓拉應(yīng)力3最大，那么3max=1.1均當(dāng)R=0.6Rt1=3為變形區(qū)厚度方向變形時增厚還是減薄的分界點(diǎn)。36、 拉深過程中，圓筒形件分成哪幾個區(qū)域？1平面凸緣局部；2凹模圓角局部；3筒壁局部；4凸模圓角局部；5圓筒底部。37、 拉深件的凸緣起皺的主要是哪兩個局部？在模具上通過

14、采取什么措施來防止起皺？1凸緣局部的相對厚度：拉深時的起皺與壓桿西端受壓失穩(wěn)相似，tDt-d相對厚度越小，起皺越容易。2凸緣局部的切向壓力3大小。防止起皺措施：1在模具上設(shè)置壓力裝置；2采用錐形凹模；3采用拉深筋；4采用反拉深。38、 拉深系數(shù)的意義是什么？拉深系數(shù)是指拉深后工件直徑與拉深前板坯直徑之比，用來表示板坯拉深前后變形程度的參數(shù)。39、 材料的延伸率、屈強(qiáng)比s/b、厚向異性指數(shù)=b/t值怎樣影響拉深性能？（1） 延伸率：表示板料產(chǎn)生均勻或穩(wěn)定變形的塑性變形的能力。直接影響板料在以伸長為主的變形的沖壓性能，越大，表示極限變形程度越大；（2） 屈強(qiáng)比s/b：假設(shè)s/b小，那么表示允許的塑

15、性區(qū)域大，成形過程穩(wěn)定性好，斷裂危險性小，有利于提高極限變形程度；（3） 厚向異性指數(shù)=b/t：值越大，那么說明在板平面方向上越容易產(chǎn)生變形，而在厚度方向上較難變形，這對拉深成形很有利。40、 假設(shè)使傳力區(qū)危險斷面的強(qiáng)度增加或使變形區(qū)的阻力減小，那么極限拉深系數(shù)mmin如何變化？均有利于板坯成形，使極限拉深系數(shù)mmin減小41、 屢次拉深時，怎樣確定各次拉深模的基準(zhǔn)件及間隙取向？通過極限拉深系數(shù)計算，確定合理的拉深系數(shù)，然后計算出各次拉深件的直徑，再通過各次拉深件的尺寸計算出拉深模的基準(zhǔn)件和間隙取向。42、 對于中小型寬凸緣件df<200mm,df/d>1.4和大型寬凸緣件df&g

16、t;200mm,df/d>1.4,是怎樣分別進(jìn)行屢次拉深的？使畫出示意圖并進(jìn)行必要的符號標(biāo)注。當(dāng)df<200mm時，通過減小筒形部位的直徑而增加拉深件高度來到達(dá)成形的目的，拉深過程中的rd、rp不變，且最后需增加一次整形工序；當(dāng)df200mm時，通常減小rd和rp值，逐漸減小筒形局部直徑來到達(dá)成形目的。拉深件高度在首次拉深后形成，后續(xù)各次拉深一直保持不變。43、 材料的塑性、硬化指數(shù)n、外表粗糙度Ra如何影響脹形極限變形程度？1材料的塑性指標(biāo)表示板料產(chǎn)生均勻后穩(wěn)定變形的塑性變形的能力，且脹形為伸長類變形，而直接影響板料在以伸長類為主的沖壓性能，b越大，極限變形程度越大；2硬化指數(shù)n

17、大時，金屬抵抗縮頸能力強(qiáng)，從而阻止局部集中變形的進(jìn)一步開展，具有開展變形區(qū)、時應(yīng)變均勻化和增大極限變形程度的作用；3防止粗糙度Ra越小，摩擦力越小，成形越均勻，不易產(chǎn)生局部集中變形，有利于提高極限變形程度。44、 平板毛坯上的翻邊與彎曲有何區(qū)別？彎曲時將板坯、型材、管材、或棒料等按設(shè)計要求彎成一定的角度和曲度，形成所需要形狀的沖壓工序。翻邊，即在模具的作用下，將毛坯的控邊緣或外邊緣沖制成有一定角度的直壁或凸緣的成形方法。45、 常用的內(nèi)孔翻邊凸模現(xiàn)狀有平底形、錐形、拋物線形、球形四種，試從有利于翻孔變形、凸緣加工難易程度分別進(jìn)行排序。從有利于翻孔變形來看，以拋物線凸模為最好，球形次之，平底模在次之。而從凸模的加工難易程度來看那么相反。46、 如果零件的圓孔翻邊系數(shù)m=d0/D<mmin,或H>Hmax時，就難于一次直接翻邊成形