2017冷冲模设计基础期末复习题

1 冷冲模设计基础复习题冷冲模设计基础复习题 一 填空题一 填空题 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 剪裂带 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 5 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 6 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 7 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 8 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 9 在弯曲工艺方面 减小回弹最适当的措施是 采用校正弯曲 10 拉深件的壁厚 不均匀 下部壁厚略有 减薄 上部却有所 增厚 11 利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成 竖边 的冲压加工方法叫翻边 12 在拉深过程中 如果筒壁传力区的 径向拉应力 太大 超过了危险 断面处材料的强度极限 就会产生 拉破现象 使拉深件报废 13 拉深是利用模具 将平板毛坯或半成品毛坯拉深成 开口空心件 的 一种加工方法 14 实际弯曲生产中 冲压件的弯曲变形程度较大 这时应变中性层不与毛坯 截面中心层重合 而是向 内侧 移动 2 15 当弯曲结束 外力去除后 塑性变形留存下来 而弹性变形则完全消失 由于弹性恢复弯曲件产生了 弯曲半径 和 弯曲件角度 与模具相应尺寸不 一致的现象 这种现象称为弯曲件回弹 16 通冲裁件的正常断面特征是由圆角带 光亮带 断裂带 和 毛刺区 四个特征区域组成 17 在冷冲模中 沿 封闭 轮廓 将 工件与废料 分离的模具称为冲 孔模 沿 敞开 轮廓 将 材料或工件 分离的模具称为切断模 18 在压力机一次行程中 在 模具的同一位置 上 同时完成两道或多道 工序的冲模称为复合模 二 单项选择题二 单项选择题 1 拉深后坯料的径向尺寸 切向尺寸 A A 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 A A 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 B A 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 A A H7 h6 B H7 r6 C H7 m6 D M7 h6 7 侧刃与导正销共同使用时 侧刃的长度应 步距 C A 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 3 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 判断题三 判断题 1 在复合冲裁模中 凸凹模都布置在上模 2 冲模的制造一般是单件小批量 因此冲压件也是单件小批量生产 3 计算凸 凹模刃口尺寸的重要依据是落料尺寸等于凹模尺寸 冲孔 尺寸等于凸模尺寸 4 板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径 5 弯曲用板料多为冷轧钢板 通常顺着纤维组织方向的塑性指标优于 其他方向 四 简答题四 简答题 1 1 什么是加工硬化现象 它对冲压工艺有何影响 什么是加工硬化现象 它对冲压工艺有何影响 答 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 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 普通冲裁件的断面具有怎样的特征 这些断面特征又是如何形成的 答 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 4 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 3 降低冲裁力的措施有哪些 降低冲裁力的措施有哪些 答 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 4 影响板料弯曲回弹的主要因素是什么 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 5 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 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 5 拉深过程中工件热处理的目的是什么 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 6 什么是校形 校形的作用是什么 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 6 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 五 分析题五 分析题 1 1 下图为冲裁的凸 凹模工作示意图及其冲件的断面 请分析各个冲件断面为 下图为冲裁的凸 凹模工作示意图及其冲件的断面 请分析各个冲件断面为 什么出现了如此大的差异 什么出现了如此大的差异 答 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 7 2 2 导柱式简单落料模结构分析 导柱式简单落料模结构分析 A 写出组成模具六大部分的零件名称 如示例凸模 写出组成模具六大部分的零件名称 如示例凸模 13 先写名称后写图中标号 先写名称后写图中标号 成形零件 凸模 13 凹模 3 定位零件 挡料销 16 卸料零件 卸料板 4 卸料橡胶 8 卸料螺钉 11 导向零件 导柱 5 导套 6 支承固定零件 模柄 12 上模座 7 凸模固定板 9 下模座 1 垫板 10 紧固零件 上模固定螺钉 15 下模固定螺钉 17 销钉 2 14 B B 分析填空 分析填空 此模具采用了 滑动导柱 导套 导向装置实现了上模运动导向 采用了 弹性 卸料装置 3 3 落料冲孔复合模结构分析 落料冲孔复合模结构分析 8 工作零件装配位置 凸模固定在 上模凸模固定板 18 内 凹模固定在 上模座 13 上 凸 凹模固定在 下模凸凹模固定板 7 内 条料的定位方式 模具工作时 条料靠 挡料销 11 和 导料销 12 实现定位 保证 冲裁时搭边值均匀一致 出件方式 冲件在上模通过打料装置从凹模 13 内打出 条料卸脱方法 由下模卸料板 10 弹簧 5 弹性卸脱 冲孔废料排除 直接从凸凹模 9 孔向下排除 4 4 级进模工作原理分析 级进模工作原理分析 1 本模具在 O1的完成 冲孔 工序 在 O2的位置上完成 落料 工序 2 工作原理 如图所示为冲孔落料级进模的结构 示意图 首次冲裁时 条料由右向左送 进 先由 初始挡料销 8 定位 在 O1 的位置上由 凸模 4 冲出内孔 d d 以 后初始挡料销不再起作用 之后把带孔的 条料继续向前送进到 O2位置 先由 挡料销 1 粗定位 随着凸模下行再由 导正销 2 精确定位 保证送进步距 然后由 凸模 3 在 O2的位置上完成 落料 工序 与此同时 在 O1位置上又由 凸模 4 冲出一个内孔 d 这样连 续重复上述工艺过程 获得需要的工件 9 六 计算题六 计算题 1 图示为一制件 材料为 图示为一制件 材料为 10 钢 料厚为钢 料厚为 0 5 试根据制件的 试根据制件的 尺寸利用凸凹模分别制造求出尺寸利用凸凹模分别制造求出 凸模 凹模的相关尺寸 凸模凸模 凹模的相关尺寸 凸模 按按 6 级 级 凹模凹模 按按 7 级制造 级制造 已知已知 2cmin 0 04 2cmax 0 06 附表是基本公差表和公差系数表附表是基本公差表和公差系数表 解 2cmax 2cmin 0 02 落料落料 Dd1 D1max x d0 16 0 75X0 08 15 940 0 018mm Dp1 Dd1 2cmin 0 p 15 94 0 04 0 p 15 9 0 0 011mm 由于 d p 0 018 0 011 0 029 0 02 公差校核不合格重新分配公差 d 0 6 2cmax 2cmin 0 012 p 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 基本尺 寸 mm IT6IT7 3 0 0060 01 3 6 0 0080 012 6 10 0 0090 015 10 18 0 0110 018 18 30 0 0130 021 非 圆 形圆 形 10 750 50 750 5 材料 厚度 t 工件公差 1 1 2 0 16 0 20 0 17 0 35 0 21 0 41 0 36 0 42 0 16 0 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 20 0 005mm 冲孔 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 0 024 0 02 公差校核不合格重新分配公差 d 0 6 2cmax 2cmin 0 012 p 0 4 2cmax 2cmin 0 008 所以 dp2 6 045 0 0080 mm dd2 6 085 0 012 mm 2 2 如图所示的冲裁件 材料厚度 如图所示的冲裁件 材料厚度 t 2mm 08F 钢 采用分开加工法 钢 采用分开加工法 1 试 试 确定凸模与凹模刃口尺寸及制造公差确定凸模与凹模刃口尺寸及制造公差 制造公差取制件公差的制造公差取制件公差的 1 4 磨损系数取 磨损系数取 0 75 双面间隙 双面间隙 Zmin 0 12mm