2012冲压工艺与模具设计期末考试.doc

一 填空题 每空一分，共计20分1 在冲压工艺中，有时也采用加热成形方法，加热的目的是（提高塑性）， 增加材料在一次成型中所能达到的变形程度；（ 降低变形抗力 ）提高工件的成形准确度。2 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的（冲压成形性能 ）。 3 冲 裁件的切断面由（圆角带 、 光亮带 、断裂带 、毛刺 ） 四个部分组成。 4 当间隙值较大时，冲裁后因材料的弹性回复使（落料件尺寸小于 ）凹模尺寸；冲孔件的孔径( 大于凸模尺寸)。凸 、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合( 凸 + 凹 Z max -Z min )的条件。 按工序组合程度分，冲裁模可分为 ( 单工序模 )、( 级进模 ) 和(复合模)等几种。 5 对于大中型的凸、凹模或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模常采用 （ 镶拼结构 ）。6 、材料的塑性（ 越好 ），塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就（ 越小 ）。7 在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是（ 采用校正弯曲）。8 拉深件的壁厚 （ 不均匀 ）。下部壁厚略有 （ 减薄 ），上部却有所（ ，增厚 ） 。 9 搭边是一种工艺废料，但它可以补偿定位误差和板料宽度误差，确保制件合格；搭边还可提高条料的刚性，提高生产率；此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命二 单项 选择题 每题 2分 共计20分 1拉深后坯料的径向尺寸 _ _ ，切向尺寸 _ _ _ 。 AA、增大 减小 B、增大 增大 C、减小 增大 D、减小 减小 2有凸缘筒形件拉深、其中 _ 对 拉深系数影响最大。 AA、凸缘相对直径 B、相对高度 C、相对圆角半径 3为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用 _ _ 处理。c A 、淬火 B 、回火 C 、退火 D、正火4、弯曲件为 _ _ ，无需考虑设计凸、凹模的间隙。BA 、形 B 、 V 形 C 、 U 形 D、桶形5、能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是 _ 。B A 、对角导柱模架 B 、后侧导柱模架 C 、中间导柱模架 D、四导柱导架6、凸模与凸模固定板之间采用 _ 配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨平。 AA 、 H7/h6 B 、 H7/r6 C 、 H7/m6 D、M7/h67、侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应 _ 步距。 CA 、 B 、 C 、 D 、 8、对步距要求高的级进模，采用 _ 的定位方法。B A 、固定挡料销 B 、侧刃 + 导正销 C 、固定挡料销 + 始用挡料销 D、固定挡料销+侧刃9、模具的合理间隙是靠 _ 刃口尺寸及公差来实现。C A 、凸模 B 、凹模 C 、凸模和凹模 D 、凸凹模 10、斜刃冲裁比平刃冲裁有 _ 的优点。C A 、模具制造简单 B 、冲件外形复杂 C 、冲裁力小 D、冲裁力大三简答题 每题5分共计30分1、什么是冲裁间隙？冲裁间隙与冲裁件的断面质量有什么关系？冲裁凸模与凹模横向尺寸的差值称为冲裁间隙。间隙小冲裁件的断面质量较好1、什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？ 金属在室温下产生塑性变形的过程中，使金属的强度指标 ( 如屈服强度、硬度 ) 提高、塑性指标 ( 如延伸率 ) 降低的现象，称为冷作硬化现象。材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变形中，变形抗力越大，这样可以使得变形趋于均匀，从而增加整个工件的允许变形程度。如胀形工序，加工硬化现象，使得工件的变形均匀，工件不容易出现胀裂现象2、普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？ 普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图所示，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。 圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。 光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。 断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。 3、降低冲裁力的措施有哪些？ 当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的： 1、采用加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板材加热到一定温度（注意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。 2、采用斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用斜刃冲裁的方法以降低冲裁力。为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上；冲孔时斜刃做在凸模上3 、采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构，由于凸模冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最大值。但这种结构不便于刃磨，所以仅在小批量生产中使用4、影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？ 在弯曲的过程中，影响回弹的因素很多，其中主要有以下几个方面： 1 ）材料的机械性能 材料的屈服极限 s 愈高、弹性模量愈小，弯曲变形的回弹也愈大。 2 ）相对弯曲半径 r/t 相对弯曲半径 r/t 愈小，则回弹值愈小。因为相对弯曲半径愈小，变形程度愈大。反之，相对弯曲半径愈大，则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的弯曲件不易弯曲成形的原因。 3 ）弯曲中心角 弯曲中心角愈大，表示变形区的长度愈大，回弹的积累值愈大，因此弯曲中心角的回弹愈大，但对曲率半径的回弹没有影响。 4 ）模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以，板料厚度的误差愈大，回弹值愈不稳定。 5 ）弯曲件的形状 基本尺寸(mm)IT6IT730.0060.01360.0080.0126100.0090.01510180.0110.01818300.0130.021弯曲件的几何形状对回弹值有较大的影响。比如，形件比形件的回弹要小些，这是因为形件的底部在弯曲过程中有拉伸变形的成分，故回弹要小些。 6 ）弯曲力 弯曲力的大小不同，回弹值也有所不同。校正弯曲时回弹较小，因为校正弯曲时校正力比自由弯曲时的弯曲力大很多，使变形区的应力与应变状态与自由弯曲时有所不同。 5、拉深过程中工件热处理的目的是什么 ? ）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 3 4 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 1 2 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6、什么是校形？校形的作用是什么？ 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。1、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？ （1）、在圆孔的翻边中，变形程度决定于毛坯预孔直径 d 0 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 K min 。 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（ d 0 /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1. 冲裁间隙大小对断面质量的影响较大，说明当间隙较小时冲裁断面的特征。答：当间隙过小时，塑性变形阶段后期产生的上、下微裂纹延伸互不重合。两裂纹之间的材料，随着冲裁的进行将被第二次剪切，在断面上形成第二光亮带，该光亮带中部有残留的断裂带 。小间隙会使挤压力作用增大，使材料塑性得到充分发挥，裂纹的产生受到抑制而推迟。所以，光亮带宽度增加，圆角、毛刺、斜度翘曲、拱弯等弊病都有所减小，工件质量较好。三 分析题 （15分）上图示为 冲裁的凸凹模工作示意及其冲件的断面，请分析各个冲件断面为什么出现了如此大的差异？主要是冲裁间隙不同造成的 ，该间隙的大小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷。工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带， 这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。图示a为间隙过小，b为间隙适中，C 为间隙过大。四计算题 （15分）图示为一制件，材料为10钢，料厚为0.5，试根据制件的尺寸利用凸凹模分别制造求出凸凹模的相关尺寸（凸模按6级，凹模按7级制造）。已知2cmin=0.04，2cmax=0.06附表是基本公差表和公差系数表材料厚度t()非 圆 形圆 形10.750.50.750.5工件公差 1120.160.200.170.350.210.410.360.420.160.02,公差校核不合格重新分配公差d=0.6（2cmax -2cmin）=0.012p=0.4（2cmax -2cmin）=0.008所以Dd1=15.940+0.012mm；Dp1=15.9 0-0.008mm同样：Dd2=（D2max-x）+d0=(8-0.75X0.06) +d0=7.9550+0.015mm Dp2=（Dd2-2cmin）0-p=（7.955-0.04）0-p=7.915 0-0.011mm由于d +p=0.015+0.009=0.0240.02,公差校核不合格重新分配公差所以Dd2=7.9550+0.012mm；Dp1=7.915 0-0.008mm孔心距：Ld=（Lmin+0.5）1/8=200.005mm冲孔： dp1=(dmin+ x)0-p=(4+0.75X0.04) 0-p=4.03 -0.0080mm dd1=(dp1+2 cmin) +d0=(4.03+0.04) +d0=4.07+0.0120 mm由于d +p=0.008+0.012=0.02公差分配合格同样dp2=(d2min+ x)0-p=(6+0.75X0.06) 0-p=6.045 -0.0090 mm dd2=(dp2+2 cmin) +d0=(6.045+0.04) +d0=6.085+0.0150 mm由于d +p=0.009+0.015=