冲压工艺及模架设计知识20题(2).doc

华隆模架/冲压工艺及模架设计知识20题（2） 41生产中减小拉深系数的途径是什么?答：在生产实践中，总希望拉深系数越小越好。这是因为较小的拉深系数m值，则说明变形程度大，拉深次数可适当减少。尤其对大批量生产来说，每减少一道工序，对生产都有很大实际意义，都可降低冲压件的成本。因此生产中设法减小拉深系数m值是很有必要的，一般取m=0.500.56(指首次拉深)，但也不能太小，否则材料易拉裂。拉深过程中，实际上会受到很多因素而使得拉深系数有加大的趋势，影响拉深的变形程度。为了减小拉深系数，增大变形程度，生产中常采用如下方法：1、材料的选用材料的机械性能对拉深系数影响很大。屈强比s/b小的材料则拉深系数m值也小。因此设计拉深时，在机械强度和性能的允许情况下，一般应选用含碳量较低的05、08及10号钢板或塑性较好的铝板、铜板等有色金属。2、合理的确定凸、凹模结构尺寸凸、凹模结构形状及工作部分尺寸，对拉深系数影响很大。一般说来，凹模圆角R凹越大，拉深系数m值越小。凹模圆角半径应选择在6（t为料厚）为好。多数情况下，可选择凸模圆角半径R凸等于凹模圆角半径R凹，最后一道工序凹模圆角半径及凸模圆角半径应等于工件的圆角半径。3、采用差温拉深法这种方法是材料凸缘部分加热，使其s降低，并将筒壁部位冷却，使其保持b。因为保持传力区的b，可使其不容易破裂。而降低凸缘部分的s，可塑性增强，有利于拉深的进行、降低拉深系数m值。实践证明：利用这种差温拉深法，变形程度大大改善，用一道工序可代替常温下多道工序的拉深，是一种拉深新工艺。这种拉深新工艺要求加热和冷却装置，使模具结构复杂，生产中采用有一定困难，故目前仅在某些有色合金拉深中用于生产。4、采用深冷拉深法深冷拉深法使用极低的温度液态空气（-183）或液氮（-195）来冷却筒部，使材料b值增加，从而减小拉深系数，提高变形能力。这种深冷拉深工艺，主要用于普通低碳钢、不锈钢等工件的拉深。5、采用中间退火工序材料经过首次拉深后，将产生生冷作硬化现象。由于冷作硬化，材料的塑性降低，使m值加大。为了降低加工硬化而恢复塑性，可.在拉深中间采用退火工序，以减小拉深系数m值。此外，在拉深模具中采用压边圈结构形式和在拉深过程中使用适当的润滑油，或提高凹磨表面的光洁度，板料在拉深前经除锈、涂油、磷化处理等，都可以降低拉深系数m值，有利于拉深工作的进行。42.为什么有些拉深件必须经过多次拉深?答：拉深过程中,若坯料的变形量超过材料所允许的最大变形程度，就会出现工件断裂现象。所以，有些工件不能一次拉深成形，而需经过多次拉深工序，使每次的拉深系数都控制在允许范围内，让坯料形状逐渐发生变化，最后得到所需形状。43.什么是拉深间隙?拉深间隙对拉深工艺有何影响？答：拉深间隙是指拉深凹模与凸模直径的差值的，用Z表示。拉深间隙z的大小，对拉深工作有很大影响，主要表现在以下几个方面：1、对拉深力影响间隙越小，其所需的拉深力越大，这是因为较小的间隙使坯料变形的阻力增大。2、对工件的质量与精度影响拉深模的间隙对拉深工件筒壁部分具有校直作用，拉深间隙越大，则校直作用越小，易使工件筒壁弯曲，并成为口大底小的锥形。当间隙过小时，工件表面很容易被磨损，使表面光洁度降低，同时过小的拉深间隙会使得工件变薄，影响工件尺寸精度。3、对模具寿命的影响过小的拉深间隙，加大了模具与坯料之间的接触应力，易使模具磨损，从而使模具寿命降低。44.盒形件拉深时有何特点?答：非旋转体直壁工件又称盒形件，其形状有正方形和矩形等多种，(均简称为盒形件)。此这类工件从几何形状特点出发，可以认为是由圆角与直边两部分组成的。其拉深变形同样认为其圆角部分相当于圆筒形件的拉深，而其直边部分相当于简单的弯曲变形。但是这两部分并不是相互分开而是相互联系的，因此在拉深时，它们之间必然有相互作用和影响，这就使得它们的变形，并不能单纯地认为是圆筒形件的变形和简单的直边弯曲。45.拉深过程中工件热处理的目的是什么?答：在拉深过程中材料承受塑性变形而产生加工硬化，即拉深后材料的机械性能发生变化，其强度、硬度会明显提高，而塑性则降低。为了再次拉深成形，需要用热处理的方法来恢复材料的塑性，而不致使材料下次拉深后由于变形抵抗力及强度的提高而发生裂纹及破裂现象。冲压所用的金属材料，大致上可分普通硬化金属材料和高硬化金属材料两大类。普通硬化金属材料包括黄铜、铝及铝合金、08、10、15等，若工艺过程制订得合理，模具设计与制造得正确，一般拉深次数在34次的情况下，可不进行中间退火处理。对于高硬化金属材料，一般经12次拉深后，就需要进行中间热处理，否则会影响拉深工作的正常进行。46.拉深过程中润滑的目的是什么?如何合理润滑?答：坯料在拉深时，润滑的目的有以下几方面：1、降低材料与模具间的磨擦系数，从而使拉深力降低。经验证明，有润滑剂与无润滑剂相比，拉深力可降低30%左右。2、提高材料的变形程度，降低了极限拉深系数，从而减少拉深次数。3、润滑后的冲模，取件容易。4、保护模具表面并易使模具冷却，从而提高模具寿命。5、保证工件表面质量，不致使表面擦伤。使用润滑剂时，一般在凹模与材料之间加润滑剂，而对于筒形件内表面，在与凸模接触的毛坯部分及凸模可不必涂润滑剂，这样对拉深工作是有好处的，有助于降低拉深系数。47.拉深过程中工件为什么要进行酸洗?酸洗的工艺过程是怎样的?答：退火后的金属工件表面有氧化皮及其它杂质等，这对拉深工序极为不利，因此必须进行酸洗清理。酸洗工艺过程为：工件退火冷却-稀酸中浸蚀-冷水中冲洗-弱碱中中和-热水冲洗-烘干。48.什么是胀形工艺？有何特点？答：胀形是利用压力将直径较小的筒形件在直径方向上向外扩张使其直径变大的一种冲压加工方法。胀形的特点是：1、胀形时，板料的塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。2、胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般都是要变薄。因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。3、胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。材料塑性越好，延伸率越大，则胀形的极限变形程度越大。4、胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般情况下，变形区的工件不会产生失稳或起皱现象。胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。49.胀形的方法有哪几种？答：1、钢模胀形法2、软模胀形法3、液压胀形法50.什么是孔的翻边系数K？影响孔极限翻边系数大小的因素有哪些？答：在圆孔的翻边中，变形程度决定于毛坯预孔直径d0与翻边直径D之比，即翻边系数K：从上式可以看出：K值越大，则表示变形程度越小；而K值越小，则表示变形程度越大。当K值小到材料即将破裂时，这时的翻边系数称为极限翻边系数Kmin。影响孔翻边系数大小的因素主要有以下几个方面：1、材料的塑性越好，则极限翻边系数越小；2、预孔的表面质量越好，极限翻边系数值越小。3、预孔直径材料厚度t的比值（d0/t）越小，即材料越厚，翻边时越不容易破裂，极限翻边系数可以取得越小。4、凸模的形状与翻边系数也有很大的关系，翻边时采用底面为球面的凸模要比底部为平面的凸模的翻边系数取得小一些，低碳钢的极限翻边系数见教材表5.2.1。51.什么是缩口？缩口有何特点？答：缩口是指通过缩口模使圆筒形件或管状毛坯的口部直径缩小的成形工序。缩口工序的应用十分广泛，是子弹壳、钢制气瓶等零件的主要成形方法。缩口工序主要有以下特点：1、管件毛坯缩口时，主要受切向压应力的作用，使其直径减小而壁厚和高度增加。2、缩口时毛坯由于切向压应力的作用，易于失稳而发生起皱现象。同时在非变形区的筒壁，由于压应力的作用，也易失稳弯曲。因此。在缩口工序中，必须要采取措施防止毛坯的起皱和弯曲。3、缩口工序一般安排在拉深半成品经过修边或管材下料后进行，必要时还需进行局部的退火处理。4、缩口工件的质量与材料的机械性能、润滑情况、工件口部质量、模具工作部分形状及表面质量有关。52.什么是校形？校形的作用是什么？答：校形是指工件在经过各种冲压工序后，因为其尺寸精度及表面形状还不能达到零件的要求，这时，就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上，再通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形，从而获得合格零件的一种冲压加工方法。校形的目的是把工件表面的不平度或圆弧修整到能够满足图纸要求。一般来说，对于表面形状及尺寸要求较高的冲压件，往往都需要进行校形。53.校形工艺的特点是什么？答：校形工艺有如下特点：1、校形的变形量都很小，而且多为局部的变形；2、校形工件的尺寸精度都比较高，因此要求模具成形部分的精度相应地也应该提高；3、校形时的应力、应变的性质都不同于前几道工序的应力应变。校形时的应力状态应有利于减少回弹对工件精度的影响，即有利于使工件在校形模作用下形状和尺寸的稳定。因此校形时工件所处的应力应变要比一般的成形过程复杂得多。4、校形时，都需要在压力机滑块在下死点位置时进行。因此，校形对所使用设备的刚度、精度要求高，通常在专用的精压机上进行。如果在普通压力机进行校形，则必须设有过载保护装置，以防损坏设备。54.什么是局部起伏成形？有何特点？答：局部起伏成形是使材料局部发生拉深而形成部分的凹进或凸出，借以改变坯料形状的一种冲压加工方法。用这种方法加工的零件，不仅可以增强其刚性，而且可做为表面装饰起到美化零件的作用。局部起伏成形工序有如下特点:1、局部起伏成形时，可以简单看成是深度不大的局部胀形。它主要依靠材料的延伸作用。因此，变形时材料主要是受拉而发生变形，其变形部位受双向拉应力，而变形状况则是两向拉长，厚度变薄。2、局部起伏成形时由于材料主要是受拉伸变形，因此其破坏的特点主要表现为材料被拉裂。3、局部起伏成形的极限变形程度主要受材料的延伸率大小影响。4、局部起伏成形后，可以使薄板工件刚性增强。5、局部起伏成形大多数是用金属模局部胀形，对于大而薄的工件可以用橡皮及软金属铅等进行成形。局部成形工艺目前已被广泛地应用在汽车、电器、电子及飞机制造工业之中。55.汽车上的哪些件是覆盖件？答：汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门的内外板、发动机盖、水箱、行李箱盖等零件都属于覆盖件。56.覆盖件的成形工序有哪些？答：覆盖件的成形一般要经过落料、拉深、修边、翻边、冲孔等多道工序才能完成。拉深、修边和翻边是最基本的工序，其中拉深工序是比较关键的一道工序，它直接影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。57.大型覆盖件零件的拉深有何特点？答：1）、零件可由拉深系数来确定次数和工序尺寸。但大型覆盖零件大多数都是由复杂的空间曲面组成，在拉深时毛坯在模具内的变形甚为复杂，各处应力都不相同，因此，不能按一般拉深那样用拉深系数来判断和计算它的拉深次数和拉深变形量。目前。一般都是采用类比的方法，经生产调整确定。并且大型覆盖件的拉深一般都是在双动（或三动）压力机上一次拉深成形。2）、简单的形状对称，深度均匀，而且通常压边面积比其余部分面积大，只要压边力调节合适，就能防止起皱。但大型覆盖件形状复杂、深度不匀且不对称，压边面积比其他零件小，因而需要采用拉深筋来加大进料的阻力；或是利用拉深筋的合理布置，改善毛坯在压边圈下的流动条件，使各区段金属流动趋于均匀，才能有效的防止起皱。3）、简单零件拉深时，由于变形区的变形抗力超出传力区危险断面强度而导致破裂是拉深过程的主要问题。但有些覆盖件，由于拉深深度浅（如汽车外门板），拉深时材料得不到充分的拉伸变形，容易起皱，且刚性不够，这时需要用拉深槛来加大压边圈下材料得牵引力，从而增大塑性变形程度，保证零件在修边后弹性畸变小，刚性好，以消除鼓膜状的缺陷，避免零件在汽车运行中发生颤抖和噪音。4）、大型覆盖件都是在双动或三动压力机上成形，这是因为双动压力机外滑块的压边力可以达到拉深力的60%以上，且四点连接的外滑块可进行压边力的局部调节，这可满足覆盖件拉深时的特殊要求。5）、覆盖件对原材料的机械性能、金相组织、化学成分、表面粗糙度和厚度精度都有比较高的要求。58.汽车覆盖件拉深模具有何特点？答：汽车覆盖件拉深模具主要有以下特点：1、覆盖件拉深模的凸模、凹模、压边圈一般都是采用铸铁铸造而成，为了减轻重量，其非工作部位一般铸成空心形状并有加强筋，以增加其强度和刚性；2、在工件底部压筋部分相对应的凹模压边圈的工作面，一般采用嵌块结构，以提高模具寿命和便于维修；3、为了防止拉深件起皱，在凸缘部分应采用拉深筋。拉深筋凸起部分一般设置在压边圈上，而把拉深筋槽设置在凹模上。4、对于拉深形状圆滑、拉深深度较浅的覆盖件，一般不需要顶出器，拉深后只需将零件手工撬起即可取出；而对于拉深深度较深的直壁长度较大的拉深件，需用顶件器进行卸料。5、在设计覆盖件拉深模时，应注意选择冲压方向，尽量使压边面在平面上，以便于模具的制造；6、根据生产条件的不同，其冲模结构应采用不同的类型。在大批量生产情况下，模具应采用金属冲模或金属嵌块冲模；在中、小批量生产情况下，也可采用焊接拼模、低熔点合金模或塑料、木材、水泥、橡皮等作为冲模材料。59.如何确定大型覆盖件模具的拉深方向？答：合理的拉深方向应符合如下原则：1、保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成，不应有凸模接触不到的死角或死区；2