模具基础考题

模具设计基础 试卷 一 填空题 1 分离工序主要有 落料 冲孔 切断 等 2 冲压模具根据工艺性质分 类有 1 冲裁模 2 弯曲 模 3 拉深模 4 其他 成形模 3 冲压常用的材料有 黑色金 属 有色金属 非金属材料 4 冲裁过程大致可分为三个 阶段 1 弹性变形阶段 2 塑性变形阶段 3 断裂分离阶段 5 对冲裁力有直接影响的因 素主要是 板料的力学性能 厚 度 冲裁件的轮廓周长 6 在采用线切割工艺加工模 具时 凸凹模等工作零件所选用的 钢材尽量选择 合金钢 7 减小弯曲回弹常用的措施 1 补偿法 2 校正法 8 冲模的定位零件是用来控 制条料的 正确送进 及单个坯料在 模具的 正确位置 9 圆筒形件展开后坯料直径 D d2 4dh 1 72rd 0 56r2 10 凸模应设计有 通气孔 以便拉深后的工件容易卸脱 11 注射成型最重要的工艺条 件是影响塑化流动和冷却的 温度 压力 相应的各个阶段的作 用时间 12 注射模的结构可分为 单 分型面注射模 双分型面注射模 侧向抽芯注射模 带有活动 镶件 的注射模等几种类型 13 模具是 成形制品 或 零件 生产 重要工艺装备 14 合理的冲压成形 工艺 模具 冲压设备 是必不可少三 要素 15 冲压加工可分为 分离工序 和 成形工序 两类 16 成形工序主要有 弯曲 拉深 翻边 胀形 等 17 冲压模根据工序组合程度 分类有 1 单工序模 2 复合模 3 连续模 18 冲裁件的尺寸精度主要决 定于 凸模和凹模的刃口尺寸精度 19 冲压生产中常用的典型冲 裁模的类型有 1 单工序冲裁模 2 复合模 3 连续模 20 连续模有两种基本结构类 型 用 导正销定距 连续模与 侧 刃定距 连续模 21 模具的工作零件一般都采 用 锻造 毛坯 22 弯曲变形中 弯曲半径 过小 外层材料的伸长将超过材 料的允许变形程度 外表面就会产 生裂纹 从而导致弯裂 23 根据模架的导向机构及其 摩擦性质不同 可分为 滑动 和 滚动 导向模架两大类 修配法和 调整法 25 在拉深变形中 坯料的相 对厚度越小 变形区抗失稳起皱的 能力 越差 也越容易 起皱 26 在拉深变形中 通常的防 皱措施是加 压力 装置 27 拉深模的间隙一般都大于 材料的厚度 以减少摩擦力 拉深 普通圆筒形件时 单面间隙 24 模 具生产属于单件小批量生产 又具 有成套性和装配精度高的特点 模 具装配常用 一般以取 1 05 1 20 t 为宜 28 侧刃常被用于定距精度和生产 效率要求高的 连续模 中 其 作用是控制条料进给方向上的 进给步距 29 弯曲变形程度用 相对弯曲 半径 r t 表示 30 影响塑件收缩的因素可归纳为 塑料品种 成型压力 熔体温度 模具温度 保压时间 模具浇口尺寸 31 塑料模具的导向机构主要有 导柱 导向和 锥面 定位两 种类型 32 冲裁件的经济公差等级不高于 IT11 级 一般要求落料件公差等级 低于 冲孔件的公差等级 33 冲裁变形过程大致分为三个阶 段 分别是 弹性 变形阶段 塑性 变形阶段和分离阶段 34 连续冲裁排样时 切断工序必 须安排在 最后 工位 35 注射成型的工艺过程有三个主 要内容 即 塑化 注射 成型 二 判断题 正确的打 错误的 打 每题 2 分 共 20 分 1 冷冲压加工中 常用的设备有机 械压力机和液压机 2 成形工序主要有冲孔 落料 切断等 3 在同一工位上 在压力机的一 次行程中 在同一工位上完成两道 或两道以一冲压工序的模具称为连 续模 4 凸凹模仅存在于复合模中 是 复合模的工作零件 5 弯曲的整形方法主要有压校和镦 校 6 成形模的工作零件的硬度和表面 质量要求比拉深模 弯曲模的工作 零件的硬度和表面质量要求要低 7 压缩成形主要用于热塑性塑料 制品的成型 8 注射成型工艺既能成型绝大部 分热塑性塑料 又能成型部分热固 性塑料 9 浇口在塑件上的位置对塑件的 质量有很大的影响 10 注射模推杆位置要设置在塑件 脱模阻力最小处 11 金属材料在塑性变形时 压应 力和拉应力是同时存在的 12 曲柄压力机的公称压力是指滑 块在任何位置所允许承受的压力 13 冲模的装配精度取决相关零件 的加工精度 14 模具装配完成后 即可投产使 用 15 校正弯曲有利于减少弯曲回弹 16 拉深凸模应设计有通气孔 17 在多次拉深中首次拉深系数一 定比后次拉深系数小 18 板料弯曲时 内层受压应力 外层受拉应力 19 板料弯曲时 弯曲变形区中性 层的位置基本不变 20 电火花不能加工淬火钢 硬质 合金等 21 大批量生产基本上都采用模具 所以模具的寿命越高越好 22 曲柄冲床滑块允许的最大压力 是随着行程位置不同而不同 23 搭边值的作用是补偿定位误差 保持条料有一定的刚度 以保证零件 质量和送料方便 24 在其他条件相同的情况下 金属 材料中 硬材料的冲裁合理间隙大于 软材料合理间隙 25 斜刃比平刃的冲裁力大 26 在降低冲裁力的诸多措施中 采 用阶梯布置的凸模时 为了保护小凸 模 应使小凸模比大凸模高一些 27 弯曲工序中 冲压用材料过厚可 能造成制件回弹加大 28 在其他条件相同的情况下仅凸 模圆角不同 弯曲后凸模圆角半径小 的回弹较小 29 弯曲件的中性层一定位于工件 1 2 料厚位置 30 拉深系数越小 说明拉深变形程 度越大 31 一般情况下 从拉深变形的特点 考虑 拉深模的凹模的圆角表面粗糙 度应比凸模的圆角表面粗糙度小些 32 为了便于塑件脱模 一般情况下 使塑料在开模时留在定模上 33 塑料模的模脚 垫块 是用来调 节模具总高度以适应成型设备上模 具安装空间对模具总高度的要求 44 潜伏式浇口是点浇口变化而来 的 浇口因常设在塑件侧面的较隐蔽 部位而不影响塑件外观 35 浇口的位置应开设在塑件截面 最厚处 以利于熔体填充及补料 三 名词解释 每小题 4 分 共 20 分 1 冲压工艺对材料有哪些基本要 求 1 对冲压性能的要求 2 对表面质量的要求 3 对 材料厚度公差的要求 2 简述复合模的特点 结构紧凑 生产率高 冲件精度高 特别是冲 件孔对外形的位置精度容易保证 但是复合模结构复杂 对模具精度 要求较高 制造难度较大 主要用 于批量大 精度要求高的冲裁件的 生产 倒装复合模在生产中应用较 广 3 克服弯曲偏移有哪些措施 1 采用压料装置 使坯料在压 紧的状态下逐渐弯曲成形 从而防 止坯料的滑动 而且能得到较平整 的工件 2 利用坯料上的孔或 先冲出工艺孔 用定位销插入孔内 再弯曲 使坯料无法移动 3 将不对称形状的弯曲件组合成对称 弯曲件弯曲 然后再切开 使坯料 弯曲时受力均匀 不容易产生偏移 5 模具制造准确 间隙调整 一致 4 为什么说塑件的壁厚要合理 不能太厚 也不能太薄 从塑件成 型的角度来考虑 塑件的壁厚对塑 件的质量有很大影响 塑料熔体充 模时 塑件的壁厚就是塑料熔体的 流动通道 偏小的塑件壁厚会使塑 料熔体流动阻力增加 充模困难 大型复杂的制件难以充满型腔 塑 件脱模时没有足够的强度承受来自 脱模机构的推出力 塑件壁厚过大 一方面增加了塑料的用量 使塑件 成本上升 另一方面 对塑件的成 形也是不利的 对热塑性塑料而言 会增加成型后的冷却时间 生产效 率大大下降 5 简述选择分型面的主要原则 1 分型面的选择应使塑件脱模容易 2 分型面的选择应利于抽芯 3 分 型面的选择应利于保证塑件的外观 质量和精度要求 4 分型面的选择 应有利于型腔排气 5 分型面的选 择应使模具零件易于加工 减小加 工难度 模具加工工艺简单 6 如何选择注射模浇口位置 1 浇 口应开设在塑件较厚的部位 以利 于熔体流动 型腔排气和塑料的补 缩 避免塑件产生缩孔和表面缺陷 2 浇口的位置应避免塑件产生熔接 痕 以免影响塑件的外观和强度 3 浇口的位置应设置在能使塑料熔 体同时充满型腔各个角落的位置 4 浇口应设置在有利于排除型腔中 的气体位置 5 模具的型芯细长时 浇口的位置应避免塑料熔体直接冲 击型芯 以免型芯受到冲击后变形 7 搭边 排样中相邻两个工件之 间的条料或工件与条料边缘间的条 料称为搭边 8 送料步距 条料在模具上每次 送进的距离称为送料步距 9 连续模 具有两个或两个以上 工位 条料以一定的步距由第一个 工位逐步传送到最后一个工位 并 在每一个工位上逐步将条料成形为 所需零件的冲模 10 注射模的浇注系统 使之模具 中从注射机喷嘴开始到模具型腔为 止的塑料容体的流动通道 一般由 主流道 分流道 浇口和冷料穴四 部分组成 不确定 11 电火花加工 是在一定介质中 通过工具电极和工件电极之间脉冲 放电时的电腐蚀作用 对工件进行加工的一种工艺方法 12 冲压模具 在冲压加工中 将 材料 金属或非金属 加工成冲件 或零件 的特殊工艺 设备 称为冲压模具 13 成形工序 是指坯料在模具的 压力作用下 使坯料产生塑性变形 但不产生分离而获得 具有一定形状和尺寸的冲件的加工 方法 14 排样 冲裁件在条料或板料上 的布置方式称为排样 15 复合模 在压力机的一次工作 行程中 在模具的同一位置完成几 个不同的基本冲压工序 的模具 称为复合模 冲孔落模是 常用的复合冲裁模 16 偏移现象 坯料在弯曲过程中 沿凹模园角滑移时 会受到凹模园 角处摩擦阻力的作用 当坯料各边所受的摩擦阻不等时 有可能使坯料在弯曲过程中沿工件 的长度方 向产生移动 从而使工件两直边的 高度不符合图纸要求 这种现象称 为偏移 四 简答题 每小题 5 分 共 30 分 1 在确定凸凹模刃口尺寸应遵循 哪些原则原则 1 设计落模料时 先确定凹模 刃口尺寸 以凹模为基准 间隙取 在凸模上 即冲裁间隙通过减小凸 模刃口尺寸来取得 设计冲孔模时 先确定凸模刃口尺寸 以凸模为基 准 间隙取在凹模上 即冲裁间隙 通过增大凹模刃口尺寸来取得 2 根据冲模在使用过程中的磨 损规律 设计落料模时 凹模的基 本尺寸应取接近或等于工件最小极 限尺寸 设计冲孔模时 凸模的基 本尺寸应取接近或等于冲孔的最大 极限尺寸 这样 凸 凹模在磨损 到一定程度时 仍能冲出合格的零 件 3 不管落料还是冲孔 新制模 具其冲裁间隙一律采用最小的合理 间隙值 第 4 8 页 4 选择模具刃口尺寸的制造公 差时 要考虑冲件精度与模具精度 的关系 5 冲件与冲模刃口尺寸的制造 偏差 原则上都应按 入体 原则标 注为单向偏差 2 搭边值过大过小有哪些不良影 响 过大 材料利用率低 过小 材料 利用率虽高 但搭边的强度和刚度 不够 冲裁时容易翘曲或被拉断 不仅会增大冲裁件毛刺 有时甚至 单边被拉入模具间隙 使模具刃口 更易磨损 甚至损坏模具刃口 3 简述条料宽度的确定原则 最小条料宽度要保证冲裁时工件周 边有足够的搭边值 最大条料宽度 要能在冲裁时顺利地在导料板之间 送进 并与导料板之间有一定的间 隙 4 影响最小相对弯曲半径的因素 主要有哪些 1 材料的力学性能和热处理状态 2 弯曲角 3 弯曲线的方 向 4 坯料表面与边缘状况 5 最小相对弯曲半径的数值 5 冲模装配的工艺要点有哪些 1 选择装配基准件 选择基准 件的原则是按照模具主要零件加工 时的依赖关系来在确定 2 组装配件 3 总体装配 在总装前 应选好装配的基准件和 安排好上 下模的装配顺序 4 调整凸 凹模间隙 在装配 模具时 必须严格控制及调整凸 凹模隙 使之均匀一致 5 检 验 测试 6 选择拉深模的材料应满足的哪 些要求 1 具有高硬度和高强度 以保 证拉深过程中不变形 2 具有 高的耐磨性 以保证在长期工作中 形状和尺寸的变化不超过公差范围 3 热处理后变形小 以保证精 度要求 此外 应根据具体条件 如工件的形状 生产批量 模具工 作性质及工厂现有条件等合理地选 用拉深模的材料 模具设计基础复习资料 一 名词解释 5 2 10 分 1 冲压 是一种材料加工方法 它是建立在材料的塑性变形基础上 利用模具和冲压设备对板料进行加 工 以获得要求的零件形状 尺寸 及精度 2 冲压模具 是指在冲压加工中 将材料加工成零件的一种特殊工艺 装备 称为冲压模具 由于冲压加 工一般是在常温下进行的 所以冲 压模具俗称冷冲模 3 复合模 只有一个工位 在压 力机的一次行程中 在同一个工位 同时完成两道或两道以上冲压工序 的模具 4 级进模 连续模 在毛坯的 送进方向上 具有两个或更多的工 位 在压力机的一次行程中 在不 同的工位上逐次完成两道或两道以 上冲压工序的模具 5 公称压力 我国规定滑块下滑 到到距下极点某一特定的距离 Sp 或曲柄旋转到距下极点某一特定角 度 所产生的冲击力称为压力机的 公称压力 6 弹性变形 出去外力 金属中 原子立即恢复到原来稳定平衡的位 置 原子排列畸变消失 金属完全 恢复了自己的原始形状和尺寸 这 样的变形称为弹性变形 外力作用 下产生不可恢复的永久变形称为塑 性变形 7 加工硬化 对金属材料来说 在进行塑性变形过程中 表现为材 料的强度指标随变形程度的增加而 增加 塑性指标随之降低 这种现 象称为加工硬化 8 冲裁 是利用模具是板料的一 部分沿一定的轮廓形状与另一部分 产生分离以获得制件的工序 包括 冲孔和落料 9 冲裁模间隙 Z 是指冲裁模中凹 模刃口横向尺寸 Dd 与凸模刃口横 向尺寸 dp 的差值 Z 表示双面间隙 单面间隙用 Z 2 表示 10 弯曲 是使材料产生塑性变形 形成具有一定角度或一定曲率零件 的冲压工序 11 弯曲回弹 与所有塑性变形一 样 塑性弯曲时伴随有弹性变形 当外载荷去除后 塑性变形保留下 来 而弹性变形会完全消失 弹性 回复加剧了工件形状和尺寸的改变 使弯曲件 第 5 8 页 的形状和尺寸和模具尺寸不一致 这种现象叫做弯曲回弹 12 弯曲件的工艺性 是指弯曲零 件的形状 尺寸 精度 材料以及 技术要求等是否符合弯曲加工的工 艺要求 具有良好工艺性的弯曲件 能简化弯曲的工艺过程及模具结构 提高工件质量 13 拉深 是利用拉深模具将冲裁 好的平板毛坯压制成各种开口的空 心件 或将已制成的开口空心件毛 坯 加工成其他形状空心件的一种 基本冲压加工方法 拉深也称拉延 二 填空 11 2 22 分 一定要考试拉伸次数的确定 1 冲压三要素 合理的冲压工艺 先进的模具 高效的冲压设备 2 根据材料的变形特点可将冲压 工序分为 分离工序和成形工序两 类 3 塑性指标 延伸率 断面收缩 率 变形力 变形抗力 4 冲压变形概括为两大类 伸长 类变形和压缩类变形 冲压成形性 能是一个综合性的概念 主要包括 两个方面 一是成形极限 二是成 形质量 s b 是材料的屈服极限 与强度极限的比值 称为屈强比 5 冲裁变形分为 弹性变形 塑 性变形 断裂分离变形几个阶段 冲裁件质量主要是指断面状况 尺 寸精度和形状误差 断面存在圆角 带 光亮带 断裂带与毛刺区四个 部分 其中光亮带剪切面的质量最 佳 影响断面的因素 材料的性能 模具间隙 模具刃口状态 冲裁件 的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸 与图纸上基本尺寸的差值 差值越 小精度越高 这个差值包括 一是 冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏 差 二是模具本身的制造偏差 冲 裁件尺寸精度的影响因素 冲模的 制造精度 材料性质 冲裁间隙 6 模具的失效形式 磨损 崩刃 变形 胀裂 7 冲裁件在条料 带料或板料上 的布置方法叫排样 合理的排样是 提高材料利用率 降低成本 保证 冲件质量及模具寿命的有效措施 冲裁件的实际面积与所用板料面积 的百分比叫材料利用率 它是衡量 合理利用材料的经济性指标 废料 可以分为结构废料和工艺废料 减 少工艺废料的有力措施 设计合理 的排样方案 选择合适的板料规格 和合理的裁板法或利用废料作小零 件 排样时冲裁件之间以及冲裁件 与条料侧边之间留下的工艺废料称 为搭边 搭边的作用 一是补偿定 位误差和剪板误差 二是增加条料 刚度 以保证零件质量和送料方便 8 降低冲裁力的方法 阶梯凸模 冲裁 斜刃冲裁 加热冲裁 红冲 9 冲小孔的凸模强度和刚度差 必须采取措施提高它的强度和刚度 冲小孔凸模加保护与导向装置 采 用短凸模的冲孔模 在冲裁的其他 结构设计与制造上采取保护小凸模 的措施 10 对于大 中型凸凹模或形状复 杂 局部薄弱的小型凸凹模 如果 采用整体式结构 将给锻造 机械 加工或热处理带来困难 而且当发 生局部损坏时 就会造成整个凸凹 模的报废 因此常采用镶拼结构的 凸凹模 镶拼结构的固定方法有 平面式固定 嵌入式固定 压入式 固定 斜楔式固定 板料在模具送 料平面中必须有两个方向的限位 一是与板料方向垂直的方向上的限 位 以保证条料沿正确方向送进 称为送进导向 二是在送料方向上 的限位 控制板料一次送进的距离 称为送料定距 11 导料销或导料板是对条料或带 料的侧向进行导向 以免送偏的定 位零件 从右向左送料时导料销装 在后侧 从前向后送料时导料销装 在左侧 为了保证送料精度 使条 料靠紧一侧的导料板送进 可采用 侧压装置 挡料销起定位作用 用 它挡住搭边或冲件轮廓 以限定条 料送进定距 它可以分为固定挡料 销 活动挡料销和始用挡料销 侧 刃是以切去条料旁侧少量材料来达 到控制条料送料距离的目的 常用 于级进模中控制送料定距 导正销 也叫导正钉 冲裁时与其他定距组 件相配合 插入前工位已冲好的孔 中进行精确定位 以减小定位误差 保证孔与外形的相对位置的冲裁要 求 定位板和定位销是作为单个坯 料或工序件的定位用 其定位方式 有外缘定位和内孔定位 12 模架是上模座 下模座 导柱 导套的组合体 13 影响回弹的主要因素 材料的 力学性能 s E 回弹 相对弯曲 半径 r t 回弹值 弯曲中心角 弯曲半径相同时 回弹角 弯 曲件形状 模具间隙 弯曲方式 自由弯曲和校正完全 14 减少回弹值的措施 选用合适 的弯曲材料 改进弯曲件的结构设 计 改进弯曲工艺 改进模具结构 15 在变形区外表面的不发生开裂 的条件下 弯曲所能达到的最小 r t 值 称为最小相对弯 第 6 8 页 曲半径 也叫最小弯曲系数 一般 以 rmin t 来表示 最小相对弯曲半 径是衡量弯曲变形程度的主要标志 影响最小相对弯曲半径 rmin t 的因 素 材料的力学性能 弯曲中心角 板料的纤维方向 板料的冲裁 断面质量和表面质量 板料的宽度 板料的厚度 16 拉深分为变薄拉深和不变薄拉 深 平面凸缘部分是拉深主要的变 形区 凹模圆角部分是过渡区 筒 壁部分是传力区 凸模圆角部分是 过渡区 圆筒底部是小变形区 为 了防止筒壁的拉裂 一方面要通过 改善材料的力学性能 提高筒壁抗 拉强度 另一方面是通过正确制定 拉深工艺和设计模具 合理确定拉 深变形程度 模具工作部分的形状 改善凸缘部分润滑条件等 以降低 筒壁传力区中的拉应力 确定毛坯 形状和尺寸的依据 体积不变原则 和相似原理 拉深件的模具设计一 般是先设计拉深模 坯料形状尺寸 确定后再设计冲裁模 17 拉深系数是指圆筒件拉深后的 直径与拉深前毛坯 或半成品 的 直径之比 拉深系数表示了拉深前 后毛坯直径的变化量 反应了毛坯 拉深时变形的大小 因此把它作为 衡量拉深变形程度的重要指标 影 响极限拉深系数的因素 材料 模 具的几何参数 拉深工作条件 凡 是与最大拉应力和危险断面强度有 关的各种因素 都是影响拉深系数 的因素 三 简答 10 3 30 分 1 屈服条件的含义是什么 并写 出其条件公式 答 材料的各个应力分量之间符合 一定的关系时 该点开始屈服 这 种关系就称为塑性条件或称屈服条 件 条件公式 1 3 s 2 控制毛坯变形的变形趋向性的 措施有哪些 答 变形趋向性 弱区必先变形 先变形应为弱区 工艺过程设计和 模具设计时 除要保证变形区为弱 区外 还要保证变形区必须实现的 变形方式要求最小的变形力 变形趋向性 合理的确定初始毛坯 的尺寸和中间毛坯的尺寸 改变模 具工作部分的几何形状和尺寸 改 变毛坯与模具之间的摩擦阻力 降 低变形区的变形抗力或提高传力区 的强度 3 冲裁凸凹模刃口尺寸计算方法 有哪几种 各有什么特点 分别适 用于什么场合 答 主要分为凸模与凹模分别加工 法 凸模与凹模配作法两