冲压工艺与模具设计

1、填空 1， 拉深是 利用拉伸膜将平板毛坯制成开口空心件进一步变形的冲压工艺。 2， 拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸凹模都有一定的圆角而不是 锋利 的刃 口，其间隙一般 稍大于 板料的厚度。 3， 拉深系数 M 是 拉深后的工件直径 和拉深前的毛坯直径 的比值， m 越小，则变性程度越 大。 4， 拉深过程中， 变形区是坯料的 凸缘部分 ，坯料变形区在切向压应力径向拉应力的作用下， 产生 切向压缩合径向伸长 的变形。 5， 对于直壁类轴对称的拉深件其主要变形特点有小（1）变形区为凸缘部分 ,（2） 坯料变形区在 切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向 压缩与径向 伸长，即一向受压，

2、一向受拉 的变形 .（3）极限变形程度上主要受 传力区 承载能力的限制。 6， 拉深时， 凸缘产生变形区的 起皱 和筒壁传力区的 拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障 碍。 7，拉深中，产生起皱的现实是因为该区域内 受较大的压应 力的作用，导致材料 失稳而引起。 8， 拉深件的坯料确定依据是面积相等的原则。 9， 拉深件的壁厚不 均匀下 部壁厚略有 减薄 上部都有所 增厚 。 10，在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的，即使在凸缘变形区也是这样， 愈靠近外缘，变形程度 愈大 板料增厚 也愈大。 11，板料的相对厚度 t/D 越小，则抵抗失稳能力越弱越容易起皱 12，因材料性能和模具几何形

3、状等因素的影响， 会造成拉深件口部不齐， 尤其是经过多 次拉深的拉深件，起口部质量更差。因此在多数情况下要用 加大工序件高度或凸缘直径 的方法，拉深后在经过切边工序以保证零件质量。 13，拉深工艺顺利进行的必要条件是 筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度 。 14，正方形， 盒形件的坯料形状是矩形、 盒件的坯料形状为长圆形或椭圆形。 15，用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确， 因此对于形状复杂的拉深件， 通常是 先做好拉深模以 理论分析方法，初步确定的坯料进行试模，经过反复试模，直到符合要 求的冲件时在将 符合要求的坯料形状和尺寸作为落料模的依据 。 16，影响极限拉深系数的因素有：

4、 材料的力学性 能、板料的 相对厚度 、拉深 条件 等。 二 判断 1，（ F）拉深过程中，坯料各区的应力与应变是很均匀的。 2，（ F）拉深过程中，凸缘平面部分在材料径向压应力和切向拉应力的共同作用下，产生切 向压缩与径向伸长变形而逐渐被拉入凹模。 3，（ T）拉深系数恒小于 1，m 愈小则拉深变形程度愈大。 4，（ T）坯料了时，其凸缘部分因受切向压应力而易产生失稳而起皱。 5，（ F）拉深时，坯料产生起皱和受最大拉应力是同一时刻发生的 6，（ F）拉深系数愈小，坯料产生起皱的可能性也愈小 7，（ F）拉深时， 坯料压料是唯一的确定值， 所以调整时要注意调到准确值 8，（ T）压料力的选择

5、应保证变形区不起皱的前提下，尽量选择晓得压料力 9，（ F）弹性压料装置中，橡胶压料装置的压料最好， 10，（F）拉深模根据工序组合情况不同，可分为有压料装置的拉深模和无压料装置的拉深 模。 11，（F）拉深凸凹之间的间隙对拉深离， 零件的质量模具寿命都有影响， 间隙小， 拉深力大， 零件表面质量差，模具磨损大，所以拉深模间隙越大越好。 12，（F）拉深凸模圆角半径太大，增大了板料绕凸模弯曲的拉应力，降低了危险截面的抗 拉强度，因而会降低极限变形程度。 13，（T）拉深时，拉深件的壁厚是不均匀的，上部增厚，愈接近口部增厚愈多；下部变薄， 愈接近凸模圆角变形愈大，壁部与圆角相切的处，变薄最为严重

6、。 14，（F）拉深变形的特点之一是：在拉深过程中，变形区是弱区，其他部分是传力区。 15，（F）拉深时，坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向伸长和径向 压缩的变形。 16（F）拉深模根据拉深工序的顺序可分为单动压力机上用拉深模和双动压力机上用拉深模。 三，问答 1， 拉深变形的特点？ 2， 拉深的基本过程是怎样的？ 3， 拉深过程中，材料应力应变状态是怎样的? 4， 什么是拉深的危险断面？它在拉深过程中，应力与应变状态如何？ 5， 什么情况下会产生拉裂 6， 试述产生起皱的原因是什么？ 7， 影响拉深时坯料起皱动的主要因素是什么？防止起皱的方法有哪些？ 8， 什么是拉深系数，

7、拉深系数对拉深有何影响？ 9， 影响拉深系数的因素有哪些？ 10， 为什么有些拉深必须经过多次拉深？ 11， 采用压边圈的条件是什么？ 弯曲习题及答案 一填空 1， 将板材，型材，管材，或棒料等完成 一定角度 ， 一定曲率，形成一定形状零件 的冲 压方法称为弯曲。 2， 弯曲变形区内 应变等于零 的金属层称为应变中性层， 3， 窄板弯曲后横截面呈 扇形 形状，窄板弯曲时的应变状态是 立体的 ，而应力状态是 平 面的。 4， 弯曲终了时， 变形区内圆弧部分所对的圆心角 称为弯曲中心角。 5， 弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径。 6， 弯曲时，用 相对弯曲半径 表示板料

8、我变形程度，不致使材料破坏的弯曲极限半径称 最小弯曲半径 。 7， 最小弯曲半径的影响因素有 材料的力学性能， 弯曲方向，材料的热处理状况 弯曲中 心角。 8， 材料的塑性 愈好， 塑性变形的稳定性越强，许可最小半径就愈小 。 9， 板料表面和侧面的质量差时，容易造成应力集中，并降低塑性变形的稳定性 使材料 过早破坏，对于冲裁或剪切板料，若未经退火，由于切断面存在冷变形硬化层，就 会使材料塑性降低 ，在上述情况下，均应选用 较大 的弯曲半径，轧制钢板具有纤维 组织顺纤维方向的塑性指标高于 垂直于 纤维方向的塑性指标。 10，为了提高弯曲极限变形程度， 对于经冷变形硬化的材料， 可采用 热处理

9、以恢复 塑性。 11，为了提高弯曲极限变形程度， 对于侧面毛刺大的工件应 先去毛刺 ，当毛刺较小 时，也可使有毛刺的一面处于 弯曲受压的内缘 ，以免产生应力集中而开裂。 12，为了提高弯曲极限变形程度， 对于厚料， 如果结构允许， 可以采用先 在弯曲内 侧开槽后 再 弯曲的 工艺，如果结构不允许，则采用 加热或拉弯 工艺。 13，在弯曲变形内， 内切纤维切向受 压而缩短 应变，外层纤维切向 受拉而伸长 应变， 而中性层则 保持不变。 14，板料塑性弯曲的变形特点是： 1 中性层内移 2 变形区的板料的厚度变薄 3 变形 板料的长度增加 4 对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板料，剖面产生畸变

10、 15，弯曲时，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 ，使弯 曲件 形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致 这种现象叫回弹， 表现的形式有 曲率 减少 和弯曲中心角减小 两个方面。 16，相对曲率半径 r/t 越小回弹量 越大。 17，影响回弹的因素有 1材料的力学性能 2变形程度 3 受弯中心角 4弯曲方式及 弯曲模 5 冲件的形状 二 判断 1(F)自由弯曲终了时，凸凹模对弯曲件进行了校正。 2(T)从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是 立体的。 3( F)窄板弯曲时的应力应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应力应变状态则是立体的. 4

11、(F) 材料的弯曲半径与其厚度比值称为最小弯曲半径. 5(F)弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。 6(F)对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区的厚度减薄必然导致长度的增加， r/t 愈大增大量愈大。 7(F)弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。 8(T)冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。 9(F)减小凸凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角外的塑性变形。 10(T) 采用压力装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的塑性变形。 三 问答 1 弯曲变形的过程是怎样的？ 2 弯曲变形有何特点？ 3 什么是最小相对弯曲半径？ 4 影响最

12、小弯曲半径的因素有哪些？ 5 影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？ 6 弯曲工艺对弯曲毛坯有什么特殊要求？ 7 弯曲模的设计要点是什么？ 冲裁工艺与冲裁模具设计 一，填空 1 冲裁可以直接冲裁 成品零件 ，猶之间可以为其他 成型工序 制造毛坯。 2，从广义说，利用冲模使材料 相互 之间分离的工序 叫冲裁，它包括 冲孔，落料，切断，修 边等工序。但一般来说冲裁工艺主要指 冲孔和落料 工序。 3，冲裁根据变形机理的不同 可分为 普通冲裁 和精密冲裁。 4，冲裁的变形过程大致可分为 弹性变形阶段 ，塑性变形阶段，断裂分离阶段 三个阶段 5，冲裁的切断面由 圆角带，光亮带，剪切带，毛刺 四部分组成。 6

13、，圆角带是由冲裁过程中刃口附近的侧面材料被牵连拉入变形 的结果 7，光亮带是紧挨圆角带并与 板面垂直 的光亮部分，它是在塑性变形中凸模和凹模挤压切入 材料，使其受到且 应力和挤压应力 的作用而形成的。 8，冲裁毛刺是在刃口附近的侧面上材料出现微裂纹 时形成的。 9，塑性差的材料，断裂倾向严重， 剪裂带增宽，而 光亮带 所占比例较少，毛刺和圆角带 大， 反之，塑性好的材料，光亮带 所占比例较大。 10，增大冲裁件光亮带宽带的主要途径有 减小冲裁间隙 ，用压板压紧凹模下面的材料 用顶板 施加反向压力，此外，还要选择搭边注意润滑等 11 减小塌角毛刺和翘曲的主要方法 尽可能采用合理间隙的下限值 合理

14、选择搭边值，采 用 保持模具刃口锋利，压板和顶板等 措施。 12， 冲裁凸模和凹模之间的 间隙 ，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响， 而且还影响模 具 寿命、冲裁力、卸料力 和推件力等 13， 冲裁间隙过小时， 将增大 卸料力、推料力、冲裁力 以及缩短模具寿命。 14， 合理间隙冲裁时，上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合光亮带占厚的 1/21/3 左 右，切断面的塌角，毛刺和斜度 均较小 完全可以满足一般冲裁件的要求。 15， 间隙过小时出现的毛刺比合理间隙时毛刺 高一些 ，但易去除， 而且断面的斜度和塌 角，在冲裁件的切断面上形成 二次光亮带。 16， 冲裁间隙越大， 冲裁件断面光亮带区域越

15、 小 毛刺越 大断面上出现二次光亮带是因间 隙太 小而引起的。 17， 影响冲裁件毛刺增大的原因 刃口磨钝、间隙大。 18， 间隙过大时， 致使断面光亮带 减小塌角及斜度 增大形成厚而大 的拉长毛刺。 19， 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的 实际尺寸与基本尺寸 的差值，差值越 小则精度越 高。 20， 所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的 断面和尺寸。 21， 影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面一是冲模 本身的制造 偏差二是冲裁结束后 冲裁件现对于 凹模或凸模 尺寸的偏差影响冲裁件尺寸精度的因素有 间隙材料性质 工 件的形状和尺寸材料的 相对厚度 等，其中间 隙起 主导作用。 22， 当间隙较大时

16、， 冲裁后因材料的弹性恢复使 落料件尺寸小于 凹模尺寸， 冲孔件的孔 径 大于凹模尺寸 。 23， 当间隙较小时， 冲裁后因材料的弹性恢复使落料件尺寸 大于凹模尺寸 冲裁的孔径小 于凹模尺寸 24， 对于比较软的材料弹性变形量 小，冲裁后的弹性恢复值亦 小 ，因而冲裁件的精度 较 高 对于较硬的材料则 正好相反 25， 冲模的制造精度 越高 则冲裁件的精度 越高，间隙越小模具寿命 会缩短 采用较大的间 隙可 延长 模具寿命。 26， 随着间隙的增大，冲裁力有 一定程度 的降低，而而卸料力和推料力 降低明显。 27， 凸凹模磨钝后， 其刃口外形成 圆角 ，冲裁件就会出现不正常的毛刺， 凸模 刃口

17、磨钝 时，在落料边缘产生毛刺； 凸模和凹模均 磨钝时， 则 制件边缘与孔口边缘 均产生毛刺， 消除凸凹模刃口圆角的方法是 修凸凹模的工作端面。 28， 冲裁间隙的数值，凹模与凸模刃口部分尺寸 29， 在设计和制造新模具时，应采用 最小 的合理的间隙 30， 材料厚度越大， 塑性越低的硬脆性材料， 则所需间隙 c值就越大 而厚度越薄， 塑性 越好的材料，所需间隙值就 越小。 31， 合理间隙值和许多因素有关，其主要受 材料的力学性能 和 材料厚度 因素的影响 32， 在冲裁实际生产中， 主要根据冲裁件的 断面质量、 尺寸精度和模具寿命 三个因素给 间隙给定一个范围值。 二判断题 1， （）冲裁间

18、隙过大时，断面将出现二次光亮带 2， （）冲裁件的塑性差，则断面的毛刺和塌角的比例大 3， （）形状复杂的冲裁件适用于凸凹模分开与加工 4， （）对配件加工的凸凹模，其零件因无需标注尺寸和公差，只说明配件间隙 5， （）整修时材料的变形过程与冲裁件完全相同 6， （）利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法 7， （）采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功 8， （）冲裁薄板或表面及精度要求不高的零件，为了降低冲裁力，一般采用加热冲 裁的方法进行。 9， （）冲裁力是由冲压力，卸料力，推料理，及顶料理四部分组成。 10， 11， ）模具的压力中心就是冲压件的重心。

19、） 冲裁规则形状的冲件时， 模具的压力中心就是冲裁件的几何中心 ，问答 1，什么是冲裁工序，它在生产中有什么作用？ 2，冲裁的变形过程是怎样的？ 3，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？ 4，什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？ 5，冲裁模的凸模采用分开加工有什么特点？ 6，如何确定分开加工时凸模凹模的尺寸？ 7， 8，降低冲裁力的措施有哪些？ 9，什么的冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义/ 10，什么是搭边，搭边有什么作用？ 11，怎样确定冲裁模的工序组合方式？ 一填空 1 其他冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工序，包括 胀形、翻边、缩口、

20、旋压、 和校形等 冲压工序 2 成形工序中，胀形和翻孔属于伸长类成形，成形极限主要受 变形区内过大的拉应力而破裂 的限制。缩口和 外缘翻凸边 属于压缩类成形， 成形极限主要受 变形区过大的压应力而失稳 的 限制。 3 成形工序的共同特点是 通过局部的变形来改变坯料 的形状。 4 胀形变形区内金属处于 双向拉伸 的状态。其成形极限将受到 拉深破裂 的限制。材料的 塑性 愈好、加工硬化现象愈弱 可能达到的极限变形程度就愈大。 5 起伏成形的极限变形程度可根据 胀形程度 来确定。 6胀形的变形程度用 K= dmax/d0来表示，K 值大则变形程度大。 反之亦然。 7 胀形系数与材料的伸缩率的关系为 Kmax=1+ 。 8 翻边是使坯料的平面部分或曲面部分的边缘 沿一定的曲线翻边成竖立边缘 的成形方法。 9 翻孔是在上冲制出竖立边缘的成形方法。 10 翻孔时坯料的变形区是 坯料上翻孔凸模以内 之间的环形部分。 11 翻孔时坯料变形区受两项拉应力，即 切向拉应力和径向拉应力 的作用，其中 切向拉应力 是最大的主应力。 12 翻孔时，当工件要求高度 大于极限翻孔 高度时，说明不可能在一次翻孔中完成，这时可 以采用加热、翻孔、 多次翻孔或拉深后再翻孔 的方法。 二，判断 1（F）由于胀形时坯料处