冲压工艺与模具设计题DOC

1、第三章 弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、 填空题1. 将板料、型材、管材或棒料等 弯成一定角度、一定曲率，形成一定形状的零件的冲压 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. 窄板弯曲后起横截面呈扇形状。窄板弯曲时的应变状态是立体的亠而应力状态是平面。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弯曲变形程度， 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、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中 心

2、角。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. 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。对于冲裁或剪切坯料，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，也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模），以免产生应力集中而开裂。

3、12. 为了提高弯曲极限变形程度，对于厚料，如果结构允许，可以采用先在弯角内侧开槽后， 再弯曲的工艺，如果结构不允许，则采用加热弯曲或拉弯的工艺。13. 在弯曲变形区内，内层纤维切向受压而缩短应变， 外层纤维切向受受拉而伸长应变， 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）变形区板料的厚度变薄。（3）变形 区板料长度增加。（4）对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。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，使弯曲件的形_状和尺寸发生变化而与模具尺才不一致，这种现象叫回弹。其表现形式有曲率减小、弯曲中心角减小两个方

4、面。16相对弯曲半径r/1越大，则回弹量越大。17. 影响回弹的因素有：（1）材料的力学性能。（2）变形程度。（3）弯曲中心角。（4）弯曲 方式及弯曲模。（5）冲件的形状。18. 弯曲变形程度用r/t来表示。弯曲变形程度越大，回弹愈小，弯曲变形程度越小，回弹愈大。19. 在实际生产中，要完全消除弯曲件的回弹是不可能的，常采取改进弯曲件的设计，采取适当的弯曲工艺,合理设计弯曲模等措施来减少或补偿回弹产生的误差,以提高弯曲件的精度。20. 改进弯曲件的设计，减少回弹的具体措施有：（1）尽量避免选用过大的相对弯曲半径（2） 尽量选用（7 s/E小，力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。21. 在弯曲工

5、艺方面，减小回弹最适当的措施是采用校正弯曲。22. 为了减小回弹，在设计弯曲模时，对于软材料（如 10钢，Q 235，H 62等）其回弹角 小于5，可采用在弯曲模上作出补偿角、并取小的凸模、凹模间隙的方法。对于较硬 的材料（如45钢，50钢，Q 275等），为了减小回弹，设计弯曲模时，可根据回弹值对 模具工作部分的形状和尺寸进行修正。23. 当弯曲件的弯曲半径r0.5t时，坏料总长度应按中性层展开原理计算，即L=_L+Un a （r+xt） /180。24. 弯曲件的工艺性是指 弯曲件的形状、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。25. 弯曲件需多次弯曲时，弯曲次序一般

6、是先弯外角，后弯内角;前次弯曲应考虑后次弯曲 有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次以成形的形状。26. 当弯曲件几何形状不对称时，为了避免压弯时坯料偏移，应尽量成对弯曲的工艺。27. 对于批量大而尺寸小的弯曲件，为了使操作方便、定位准确可靠和提高生产率，应尽量 采用级进模或复合模。28. 弯曲时，为了防止出现偏移，可采用压料和定位两种方法解决。29. 弯曲模结构设计时，应注意模具结构应能保证坯料在弯曲时转动和移动。30. 对于弯曲高度不大或要求两边平直的U形件，设计弯曲模时，其凹模深度应大于零件的高度。31. 对于U形件弯曲模，应当选择合适的间隙，间隙过小，会使工件弯边厚度变薄，降低凹 _ 模寿

7、命，增大弯曲力；间隙过大，贝U回弹大，降低工件的精度。：、判断题（正确的打，错误的打X）1. 自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（X ）2. 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。（V ）3. 窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（X ）4. 板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（X ）5. 弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（X ）6. 对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。r/t愈大，增大量愈大。（X ）7. 弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相

8、对弯曲半径。（X ）8. 冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（V ）9. 减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（X ）10. 采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（V ）11. 塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（V ）12. 经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（X ）13. 在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（V ）14. 弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（X ）15. 一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制

9、作用愈大，则回弹就大。（X ）16. 减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（X ）17. 弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（V ）18. 当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯 曲件的弯曲线与板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（X ）19. 在弯曲r/t较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（X ）三、选择题（将正确答案的序号填在题目的空缺处）1. 表示板料弯曲变形程度大小的参数是 _B。A、y/ pB、r/tC、E/ a s2. 弯曲件在变形区的切向外侧部分A 。A、

10、受拉应力B、受压应力C、不受力3. 弯曲件在变形区内出现断面为扇形的是B。A、宽板B、窄板C、薄板4. 弯曲件的最小相对弯曲半径是限制弯曲件产生 C。A、变形B、回弹C、裂纹5塑性弯曲时，由于变形区的曲率增大，以及金属各层之间的相互挤压作用，从而引起变形 区内的径向压应力在板料表面A，由表及里逐渐 E 应力至中性层处达到CA、达到最大B、达到最小C、等于零D、增大E、减小 F、最大 G、最小6材料的塑性好，则反映了弯曲该冲件允许B。A、回弹量大B、变形程度大C、相对弯曲半径大7为了避免弯裂，则弯曲线方向与材料纤维方向A 。A、垂直B、平行C、重合8为了提高弯曲极限变形程度，对于较厚材料的弯曲，

11、常采用B。A、清除毛刺后弯曲B、热处理后弯曲C、加热9需要多次弯曲的弯曲件，弯曲的次序一般是 C，前次弯曲后应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。A、先弯中间部分，后弯两端B、先弯成V形，后弯成U形 C、先弯两端，后弯中间部分10. 为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用 C 理。A、淬火 B、回火C、退火11. 对塑性较差的材料弯曲，最好采用 C的方法解决。A、增大变形程度B、减小相对弯曲半径C、加热12. 在进行弯曲模结构设计时，应注意模具结构能保证弯曲时上、下模之间水平方向的错移力C。A、达到最大值B、等于零C、得到平衡13材料 A，则反映该材料弯曲时回弹小。A、屈

12、服强度小B、弹性模量小C、经冷作硬化14相对弯曲半径r/t大，则表示该变形区中B 。A、回弹减小 B、弹性区域大 C、塑性区域大15. 弯曲件形状为A，则回弹量最小。A、冗形B、V形C、U形16. r/t较大时，弯曲模的凸模圆角半径 一C M牛圆角半径。A、 B、=C、v17. 弯曲件上压制出加强肋，用以A 。A、增加刚度 B、增大回弹C、增加变形B的弯曲件18. 采用拉弯工艺进行弯曲，主要适用于A、回弹小B、曲率半径大C、硬化大19. 不对称的弯曲件，弯曲时应注意 BoA、防止回弹B、防止偏移C、防止弯裂20. 弯曲件为B，无需考虑设计凸、凹模的间隙A、冗形B、V形C、U形四、问答题1. 弯

13、曲变形的过程是怎样的？虽然各种弯曲件的形状及其使用的弯曲方式有所不同，但从其变形的过程和特点来看却 有共同的规律。其中的板料压弯工艺是弯曲变形中运用最多的一种，板料从平面弯曲成具有 一定角度和形状，其变形过程是围绕着弯曲圆角区域展开的，所以弯曲件的圆角部分是弯曲 变形的主要变形区。弯曲变形的过程如图3-1所示。将毛坯4放在凹模1上面的定位板2上面，如图（a）(cl图3-1弯曲变形过程所示，凸模3在压力机滑块的带动下向下运动，凸模就逐渐将平板毛坯向下压，板料受压产生弯曲变形。随着凸模的不断下压，板料弯曲半径逐渐减小，如图（ b）所示。直到压力机滑块下降到下死点位置时，板料被紧紧地压在凸模、凹模之

14、间，如图（c）所示。这时，板料地内圆半径与凸模地圆角半径相同，弯曲变形结束。2. 弯曲变形有何特点?为了分析弯曲变形的特点，在弯曲毛坯的断面上画出间距相等的网格线，如图3-2所示,图（a）是弯曲变形前的网格，从图（b）弯曲变形后的网格变化，可以看出弯曲变形有如下特点:d图3-2弯曲变形的特点（1）、弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分从图（b）中我们看到，弯曲变形后板料两端平直部分的网格没有发生变化，而圆角部分 的网格由原来的方形变成了扇形网格，这就说明弯曲变形集中在圆角部分。（2）、弯曲变形区存在一个变形中性层从对两图中的网格观察，明显的看见弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化：靠近凸模 一边的金属

15、纤维层（a a）因为受到压缩而缩短；靠近凹模一边的纤维层（b b）因为受到拉伸 而伸长。也就是说，弯曲变形时变形区的纤维由内、外表面至板料中部，其缩短与伸长的程 度逐渐变小。由于材料的连续性，在两个伸长与缩短的变形区域之间，必定有一层金属纤维 层的长度在弯曲前后保持不变（如图中的 00）,这一金属层就称为应变中性层。（3）、形区材料厚度变薄的现象板料弯曲时，如果弯曲变形程度较大，变形区外侧材料受拉而伸长，使得厚度方向的材 料流动过来进行补充，从而使厚度减薄，而内侧材料受压，使厚度方向的材料增厚。由于应 变中性层的内移，外层的减薄量大于内层区域的增厚量，因此使弯曲变形区的材料厚度变薄。变形程度愈

16、大，变薄现象愈明显。（4）、变形区横断面的变形对于相对宽度b/t （b为板料的宽度，t为板料的厚度）较窄的坯料（b/t3的宽板），在弯曲时横向变形受到大量材料的 阻碍，宽度方向的尺寸及形状基本保持不变。3. 什么是最小相对弯曲半径？板料在弯曲时，弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大。如果板料的弯曲半径过小， 则板料的外表面将超过材料的变形极限而出现裂纹。所以，板料的最小弯曲半径是在保证变 形区材料外表面不发生破坏的前提下，弯曲件的内表面所能弯成的最小圆角半径，用rmin表示。最小弯曲半径与板料厚度的比值 rmin/t称为最小相对弯曲半径，它是衡量弯曲变形程度大 小的重要指标。4. 影响最小相

17、对弯曲半径的因素有哪些？影响板料最小相对弯曲半径数值的因素很多，其中主要有：(1) 材料的机械性能与热处理状态材料的机械性能与热处理状态对最小相对弯曲半径数值的影响较大，塑性好的材料，其 允许有较小的弯曲半径。所以在生产实际中，都将冷作硬化的材料，用热处理方法提高其塑 性，以获得较小的弯曲半径，增大弯曲变形的程度；或者对于塑性较低的金属材料采用加热 弯曲的方法，以提高弯曲变形程度。(2) .弯曲件的弯曲中心角a弯曲中心角a是弯曲件的圆角变形区圆弧所对应的圆心角。理论上弯曲变形区局限于圆 角区域，直边部分不参与变形。但由于材料的相互牵制作用，接近圆角的直边也参与了变形， 扩大了弯曲变形区的范围，

18、分散了集中在圆角部分的弯曲应变，使变形区外表面的受拉状态 有所减缓，因此减小a有利于降低最小弯曲半径的数值。(3) .弯曲线的方向冲压用的金属板料一般都是冷扎钢板，板料也就呈纤维状组织。板料在横向、纵向及厚 度方向上，都呈现出不同的机械性能。一般来讲，钢板在纵向(轧制方向)的抗拉强度比在 横向(宽度方向)要好，所以弯曲线垂直于轧制方向，则允许有最小的弯曲半径，而弯曲线 线平行于轧制方向，则允许的最小弯曲半径数值要大些。(4) .板料表面与侧面的质量影响弯曲用的毛坯一般都是冲裁或剪裁获得，材料剪切断面上的毛刺、裂纹和冷作硬化以及 表面的划伤和裂纹等缺陷，都会造成弯曲时的应力集中，从而使得材料容易

19、破裂。所以表面 质量和断面质量差的板料在弯曲时，其最小相对弯曲半径的数值较大。(5) .弯曲件的相对宽度弯曲件的相对宽度愈大，材料沿宽度方向的流动阻力就愈大。因此，相对宽度较小的窄 板，其相对弯曲半径的数值可以取得小些。5. 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c S愈高、弹性模量E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

20、) .弯曲中心角a弯曲中心角a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，U形件比V形件的回弹要小些，这是 因为U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。6. 弯曲工艺对弯曲毛坯有什么特殊要求？工件在弯曲前，

21、毛坯的准备工作对弯曲件的质量有着很重要的意义。弯曲时，制件出现 的破裂等质量问题，很大一部分原因是由于坯料的质量低劣造成的。所以，弯曲前，对毛坯 的合理处理十分重要。生产中，一般要注意以下几个方面：(1) .弯曲的毛坯表面在弯曲前应该保持光滑，断面毛刺较高的应该先去除毛刺。如果 毛刺高度低，不易去除，则弯曲时可以使其靠近凸模的一面，这样在弯曲后毛刺处于工件的 内层。如果毛刺在外表面(靠近凹模一侧)，则由于外层受拉伸作用，在毛刺的周围易产生应 力集中现象，促使工件外层破裂。(2) .弯曲前的毛坯准备时应该注意弯曲时工件的弯曲线方向与板料轧制方向保持垂直，否则，容易在工件的弯曲变形区外侧产生裂纹甚

22、至破裂现象。如果工件上有两个方向的弯曲,这时弯曲线与轧制方向最好能保持不小于 30的夹角。(3) .弯曲钢材及硬铝时，应该先进行热处理退火，使其塑性增强后再弯曲成形。7. 弯曲模的设计要点是什么？在设计弯曲模时，一般应该注意以下几点：(1) .弯曲模的凹模圆角半径的大小应该一致，否则在弯曲时容易使坯料产生滑动，从 而影响工件的尺寸精度。(2) .凹模的圆角半径不能太小，否则会引起弯曲件的局部变形和变薄，影响工件的表 面质量。(3) .注意防止弯曲过程中坯料的偏移，为此可以采取以下措施： 弯曲前坯料应有一部分处于弹性压紧状态，然后再弯曲。 尽量采用毛坯上的孔定位。4、注意防止弯曲过程中工件变形

23、多角弯曲时，模具设计要尽量使各个弯角的变形不在同时进行。 模具设计十，应能保证模具弯曲到下死点时，能对坯料有校正的作用，即实现校正弯 模具结构设计应充分考虑到消除回弹的影响5、对于形状复杂的弯曲件需要多方向进行弯曲时，应把弯曲动作分解，并选择合适的机 构来实现分解的弯曲动作。6尽量使弯曲件弯曲后取件安全、方便。7、模具应该有足够的刚性，并以合理的模具结构保证工件变形，是提高模具耐用度的重 要环节。8. 常用弯曲模的凹模结构形式有哪些？(1) .回转式弯曲凹模(2) .斜楔式凹模(3) .摆动式凹模(4) .滑轮式凹模(5) .可换式凹模(6) .折板式弯曲凹模9. 如何设计U形件弯模的结构？为

24、了提高U形件的弯曲质量，一般采用带有顶板的弯曲模结构，如图3-3所示。该模具设置有顶件装置7和顶板8,在弯曲过程中顶板始终压住坯料。同时利用坯料上的两个孔设 置了定位销，对坯料定位并有效的防止坯料在弯曲过程中的偏移。1-0；3-fi*； *-#*；6-Y難;图3-3 U形件弯曲模对于角度小于90的U形件的弯曲，可以采用图3-4所示的回转凹模的结构图3-4夹角小于90的U形件弯曲模第四章 拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、 填空题拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。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丕是锋利的刃口，其间隙

25、一般稍大于板料的厚度。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，则变形程度越大。拉深过程中，变形区是坏料的凸缘部分。坏料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：(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的伸长，即一向受压、 向收拉的变形；(3)极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。拉深时，凸缘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。拉深中，产生起皱的现象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。拉深件的毛坯尺寸确

26、定依据是面积相等的原则。拉深件的壁厚不均匀。下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。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。板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。因材料性能和模具几何形状等因素的影响， 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。因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方 法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。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。正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆 用理论

27、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，经反复试模，直到得到符合要求的冲 件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件等。一般地说，材料组织均匀、屈强比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系数大、硬化指 数大的板料，极限拉深系数较小。拉深凸模圆角半径太小，会增大拉应力,降低危险断面的抗拉强度，因而会引起拉深件拉裂, 降低极限变形。拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但过大的圆角半径会使板料悬空面积增 大，容易产生失稳起皱。拉深凸模

28、、凹模的间隙应适当，太小会不利于坯料在拉深时的塑性流动，增大拉深力，而间 隙太大，贝U会影响拉深件的精度，回弹也大。确定拉深次数的方法通常是：根据工件的相对高度查表而得，或者采用推算法，根据表格查 出各次极限拉深系数，然后依次推算出各次拉深直径。有凸缘圆筒件的总拉深系数 m大于极限拉深系数时,或零件的相对高度h/d小于极限相对高 度时，则凸缘圆筒件可以一次拉深成形。多次拉深宽凸缘件必须遵循一个原则， 即第一次拉深成有凸缘的工序件时， 其凸缘的外径应 等于工件的凸缘直径，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成的工序件的筒壁部分参与变 形，逐步减少其直径和圆角半径并增加高度， 而第一次拉深时已经成形的凸

29、缘外径不变。 为了防止在以后拉深工序中，有凸缘圆筒形件的凸缘部分产生变形， 在调节工作行程时， 应严格控制拉深高度；在工艺计算时，除了应精确计算工序件的高度，通常有意把第一 次拉入凹模的坯料面积多拉 5%10%。这一工艺措施对于板料厚度小于 0.5mm的拉深 件，效果较为显著。拉深时，对于单动压力机，除了使其公称压力大于工艺力以外,还必须注意，当拉深行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下。当任意两相邻阶梯直径之比都大于相应的圆筒形件的极限拉深系数时，其拉深方法为：由大到小拉出，这时的拉深次数等于阶梯数目。盒形件拉深时圆角部分与直边部分间隙不同，其中圆角部分

30、应该比直边部分间隙大。-一般情况下，拉深件的公差不宜要求过高。对于要求高的拉深件应加整形工序以提高其精度。在拉深成形中，需要摩擦力小的部位必须进行润滑，凹模表面粗糙度应该小，以降低摩擦力, 减小拉应力，以提高极限变形程度。拉深时，凹模和卸料板与板料接触的表面应当润滑， 而凸模圆角与板料接触的表面不宜太_ 滑，也不宜润滑,以减小由于凸模与材料的相对滑动而使危险断面易于变薄破裂的危险。四、二、选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）1. 拉深前的扇形单元，拉深后变为 _B。A、圆形单元B、矩形单元C、环形单元2. 拉深后坯料的径向尺寸A，切向尺寸_A 。20. A、增大 减小 B、增大 增大 C

31、 、减小 增大 D 、减小减小3. 拉深过程中，坯料的凸缘部分为B 。A、传力区 B、变形区C 、非变形区4. 拉深时，在板料的凸缘部分，因受B作用而可能产生起皱现象。A、径向压应力 B、切向压应力 C、厚向压应力5与凸模圆角接触的板料部分，拉深时厚度B_ 。A、变厚B、变薄 C、不变6. 拉深时出现的危险截面是指的断面。A、位于凹模圆角部位B 、位于凸模圆角部位 C 、凸缘部位7. 用等面积法确定坯料尺寸，即坯料面积等于拉深件的 B。A、投影面积 B、表面积 C 、截面积8. 拉深过程中应该润滑的部位是A、B.:不该润滑部位是C 。A、压料板与坯料的接触面B 、凹模与坯料的接触面C 、凸模与

32、坯料的接触面9. 工序是拉深过程中必不可少的工序。A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑 E、校平10. 需多次拉深的工件，在两次拉深间，许多情况下都不必进行_B_。从降低成本、提高生产率的角度出发，应尽量减少这个辅助工序。A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平11. 经过热处理或表面有油污和其它脏物的工序件表面，需要_A_方可继续进行冲压加工或其它工序的加工。A、酸洗 B、热处理 C、去毛刺 D、润滑 E、校平12. 有凸缘筒形件拉深、其中A对拉深系数影响最大。A、凸缘相对直径 B 、相对高度C、相对圆角半径13. 在宽凸缘的多次拉深时，必须使第一次拉深成的凸缘外径等于C 直径。A、坯料

33、 B、筒形部分C、成品零件的凸缘14. 为保证较好的表面质量及厚度均匀，在宽凸缘的多次拉深中，可采用C 的工艺方法。A、变凸缘直径B 、变筒形直径C、变圆角半径15. 板料的相对厚度t/D较大时，则抵抗失稳能力A_ 。A、大 B 、小 C 、不变16. 有凸缘筒形件的极限拉深系数A无凸缘筒形件的极限拉深系数。A、小于 B 、大于 C 、等于17. 无凸缘筒形件拉深时，若冲件 h/d _C_.极限h/d，则可一次拉出。A、大于 B 、等于 C 、小于18. 平端面凹模拉深时，坯料不起皱的条件为t/D C 0A、(0.090.17)(m I) B、 (0.09 0017)(1 m)19. 为了使材

34、料充分塑性流动，拉深时坯料形状与拉深件横截面形状是_B_A、等同的 B 、近似的C、等面积的20. 当任意两相邻阶梯直径之比(厶)都不小于相应的圆筒形的极限拉深系数时，其 拉深方法是 B A、由小阶梯到大阶梯依次拉出B 、由大阶梯到小阶梯依次拉出C先拉两头，后拉中间各阶梯21. 下面三种弹性压料装置中，_C_的压料效果最好。A、弹簧式压料装置B、橡胶式压料装置C、气垫式压料装置22. 利用压边圈对拉深坯料的变形区施加压力， 可防止坯料起皱，因此，在保证变形区不起皱的前提下，应尽量选用B 。A、大的压料力B 、小的压料力 C、适中的压料力_ 123. 有凸缘圆筒形件的拉深系数m =,r ,从上式

35、可以看出参数V）4jRA对拉深系数影响最大。A、也B、h/dC、R/dd24. 通常用 C值的大小表示圆筒形件拉深变形程度的大小C 愈大,变形程度愈小，反之亦然。A、h/dB、K C、m25. 在拉深工艺规程中，如果选用单动压力机，其公称压力应B工艺总压力,且要注意，当拉深工作行程较大时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用曲线之 下。A、等于 B 、小于 C 、大于五、三、判断题（正确的打，错误的打X）拉深过程中，坯料各区的应力与应变是很均匀的。（X ）拉深过程中，凸缘平面部分材料在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。（X ）拉深系数m恒小于1，m愈

36、小，则拉深变形程度愈大。（ V ）坯料拉深时，其凸缘部分因受切向压应力而易产生失稳而起皱。拉深时，坯料产生起皱和受最大拉应力是在同一时刻发生的。（X ）拉深系数m愈小，坯料产生起皱的可能性也愈小。（X ）拉深时压料力是唯一的确定值，所以调整时要注意调到准确值。（X ）压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。（ V ）弹性压料装置中，橡胶压料装置的压料效果最好。（X ）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。（x ）拉深凸、凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、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，所以拉深凸、凹模的间

37、隙越大越好。（X ）拉深凸模圆角半径太大，增大了板料绕凸模弯曲的拉应力，降低了危险断面的抗拉强度，因而会降低极限变形程度。（X ）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，愈接近凸模圆角变薄愈大。壁部与圆角相切处变薄最严重。（ V ）拉深变形的特点之一是：在拉深过程中，变形区是弱区，其它部分是传力区。 （X ）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。（X ）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。（X ）需要多次拉深的零件，在保证必要的表面质量的前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产

38、生的痕迹。（V ）所谓等面积原则，即坯料面积等于成品零件的表面积。（ V ）对于有凸缘圆筒件的极限拉深系数，如果小于无凸缘圆筒形件的极限拉深系数，贝冋判断：有凸缘圆筒形件的实际变形程度大于无凸缘圆筒形件的变形程度。（X ）拉深的变形程度大小可以用拉深件的高度与直径的比值来表示。也可以用拉深后的圆筒形件的直径与拉深前的坯料 （工序件）直径之比来表示。（ V ）阶梯形盒形件和阶梯形圆筒形件的拉深工艺一样，也可以先拉深成大阶梯，再从大阶梯拉深到小阶梯。六、四、问答题a) 拉深变形的特点?21. 拉深件的变形有以下特点:(1) 变形区为毛坯的凸缘部分，与凸模端面接触的部分基本上不变形；(2) 毛坯变形

39、区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向拉伸的 拉一压”的变形。(3) 极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制;(4) 拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面”(底部的厚度基本保持不变)；(5) 拉深工件的硬度也有所不同，愈靠近口部，硬度愈高(这是因为口部的塑性变形量 最大，加工硬化现象最严重)b) 拉深的基本过程是怎样的？如下图41所示的拉深基本过程。拉深所用的模具一般是由凸模1、凹模3、压边圈2(有时可以不带压边圈)三部分构成。其凸模与凹模的结构和形状与冲裁模不同，它们的工作部分没有锋利的刃口，而是做成圆角。凸模与凹模的间隙稍大于板料的厚度。在拉深开

40、始时，平板坯料同时受凸模的压力和压边圈压力的作用，其凸模的压力要比压 边圈的压力大得多。坯料受凸模向下的压力作用，随凸模进入凹模，最后使得坯料被拉深成 开口的筒形件。I 一凸橈谊一 Ik边删心一凹模;4一坯料诂一拉深佇图41圆筒件的拉深10.a）拉深过程中材料的应力与应变状态是怎样的？为了分析拉深毛坯在拉深过程中的应力与应变情况，可以做以下的网格实验：如图4 2所示，在平板毛坯上画上间距相等的同心圆和夹角相同的半径线。然后将该毛坯放在拉深模中进行拉深（为了方便观察网格的变化情况，将画有网格的面与凹模的接触）,在拉深后我们发现：工件底部的网格变化很小，而侧壁上的网格变化很大，以前的等距同心 圆，

41、变成了与工件底部平行的不等距的水平线，并且愈是靠近工件口部，水平线之间的距离 愈大，同时以前夹角相等的半径线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线，如图6-3 （b）所示，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。a)(b)22. 图 4 2产生这样的变化是因为拉深时，毛坯变形区（没有被凸模压住的凸缘部分）在切向压应 力的作用下产生压缩，径向在拉应力的作用下伸长的原因，如图 4 3所示。工件底部的网格 没有明显的变化，说明对拉深来说，工件底部基本不变形。图43拉深时扇形单元的受力与变形情况b）什么是拉深的危险断面？它在拉深过程中的应力与应变状态如何？拉深件的筒壁和圆筒底部的过渡区，是拉深变形的危

42、险断面。承受筒壁较大的拉应力、 凸模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力和切向拉应力。c）什么情况下会产生拉裂？当危险断面的应力超过材料的强度极限时，零件就会在此处被拉裂d）试述产生起皱的原因是什么？拉深过程中，在坯料凸缘内受到切向压应力（T 3的作用，常会失去稳定性而产生起皱现象。 在拉深工序，起皱是造成废品的重要原因之一。因此，防止出现起皱现象是拉深工艺中的一 个重要问题。e）影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么？防止起皱的方法有哪些？影响起皱现象的因素很多，例如：坯料的相对厚度直接影响到材料的稳定性。所以，坯 料的相对厚度值t/D越大（D为坯料的直径），坯料的稳定性就越好，这时压应力（7 3的

43、作用只 能使材料在切线方向产生压缩变形（变厚），而不致起皱。坯料相对厚度越小，则越容易产生 起皱现象。在拉深过程中，轻微的皱摺出现以后，坯料仍可能被拉入凹模，而在筒壁形成褶 痕。如出现严重皱褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圆角处或凸模圆角上方附近侧壁 （危 险断面）产生破裂。防止起皱现象的可靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施是在拉深时采 用压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈与凹模平面之间，坯料虽受有 切向压应力7 3的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，从而提高了坯料在流动时的稳定性。 另外，由于压边力的作用，使坯料与凹模上表面间、坯料与压边圈之间产生了摩擦力

44、。这两 部分摩擦力，都与坯料流动方向相反，其中有一部分抵消了7 3的作用，使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲的抗力，从而避免了起皱现象的产生。由此可见，在拉深工艺中，正确地选择压边圈的型式，确定所需压边力的大小是很重要 的。f）什么是拉深系数？拉深系数对拉深有何影响？所谓拉深系数，即每次拉深后的断面积与拉深前的断面之比，即：F n -1式中：m拉深系数；Fn-拉深后的断面积（mm2）;-拉深前的断面积（mm2）圆筒形件拉深系数即为每次拉深后圆筒形件的直径 dn与拉深前的坯料（或半成品）直径dn4之比。即d n -1g）影响拉深系数的因素有哪些？拉深系数是拉深工艺中一个重要参数。合理地选定拉深

45、系数，可以减少加工过程中的拉 深次数，保证工件加工质量。影响拉深系数的因素有以下几方面：（1）材料的性质与厚度：材料表面粗糙时，应该取较大的拉深系数。材料塑性好时，取 较小的拉深系数。材料的相对厚度t/D 100对拉深系数影响更大。相对厚度越大，金属流动 性能有较好的稳定性，可取较小的拉深系数；（2）拉深次数：拉深过程中，因产生冷作硬化现象，使材料的塑性降低。多次拉深时， 拉深系数应逐渐加大；（3）冲模结构：若冲模上具有压边装置，凹模具有较大的圆角半径，凸、凹模间具有合 理的间隙，这些因素都有利于坯料的变形，可选较小的拉深系数；（4）润滑：具有良好的润滑，较低的拉深速度，均有利于材料的变形，可

46、选择较小的拉 深系数。但对凸模的端部不能进行润滑，否则会削弱凸模表面摩擦对危险断面的有益影响。上述影响拉深系数的许多因素中，以坯料的相对厚度影响最大，生产中常以此作为选择 拉深系数的依据。h）为什么有些拉深件必须经过多次拉深？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。i）采用压边圈的条件是什么？拉深中，是否采用压边圈装置，主要取决于拉深坯料的相对厚度大小，具体选择方法可 参照下表所列的条件决定。采用压边圈的条件拉深方法第一次拉

47、深以后各次拉深t/D 100m1t/D 100mn用压边圈V 1.5V 0.6V 1V 0.8可用压边圈1.5 2.00.61 1.50.8不用压边圈 2.0 0.6 1.5 0.8j）盒形件拉深时有何特点？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。k)拉

48、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钢等，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。

49、l) 拉深过程中润滑的目的是什么？如何合理润滑？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。m)拉深过程中工件为什么要进行酸洗？酸洗的工艺过程

50、是怎样的？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：工件退火冷却一稀酸中浸蚀一冷水中冲洗一弱碱中中和一热水冲洗一烘干。第五章其它冲压成形工艺及模具设计复习题答案七、填空题32. 其它冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工序。包括胀形边4口、压和校形等冲压工序。33. 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。34. 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。35. 胀形变形区内金属处于双向拉伸的

51、应力状态，其成形极限将受到拉伸破裂的限制，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。36. 起伏成形的极限变形程度可根据胀形程度来确定。37. 胀形的极限变形程度用来表示，K值大则变形程度大，反之亦然。d。38. 胀形系数与材料的伸长率的关系为 Kmax =：。39. 翻边是使坏料的平面部分或曲面部分的边缘沿一定的曲线翻成竖立的边缘的成形方法。40. 翻孔是在带孔坯料的孔边缘上冲制出竖立边缘的成形方。41. 翻孔时坏料的变形区是坯料上翻孔凸模以内的环形部分。42. 翻孔时坯料变形区受两向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。43. 翻孔时，

52、当工件要求的高度大于极限翻孔高度时时，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进行。44. 采用多次翻孔时，应在每两次工序间进行退火。45. 外缘翻边按变形性质可分为伸长类外缘翻边和压缩类外缘翻边。46. 伸长类外缘翻边的特点是，坏料变形区主要在切向拉应力的作用下产生切向的伸长变 形，边缘容易拉裂。47. 压缩类外缘翻边变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易失稳48. 在缩口变形过程中，坏料变形区受切向和径向压应力的作用，而切向压应力是最大的主 应力，使坏料直径减小，壁厚和高度增加，因而切向可能产生失稳起皱的现象。49. 缩口的极限变形程度主要受失

53、稳起皱的限制，防止失稳是缩口工艺要解决的主要问题50. 校平和整形工序大都是在冲裁、弯曲、拉深等工序之后进行，以便使冲压件的平面度、 圆角半径或某些形状尺寸经过校形后达到产品的要求。51. 校形与整形工序的特点之一是：只在工序件局部位置使其产生不大的塑性变形，以达到 提高零件的形状与尺寸精度的要求。八、判断题（正确的打，错误的打X）由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态， 所以变形区的材料不会产生破裂。（X ）由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，所以变形区的材料不会产生失稳现象，成形 以后的冲件表面光滑、质量好。（V ）胀形变形时，由于变形区材料截面上的拉应力沿厚度方向分布比较均匀，所以卸载时

54、的 弹性回复很小，容易得到尺寸精度高的冲件。（V ）胀形变形时，由于变形区材料截面上的拉应力沿厚度方向分布比较均匀，所以坯料变形 区内变形的分布是很均匀的。（x ）校形工序大都安排在冲裁、弯曲、拉深等工序之前。（X ）为了使校平模不受压力机滑块导向精度的影响， 其模柄最好采用带凸缘模柄。（X ）压缩类外缘翻边与伸长类外缘翻边的共同特点是：坯料变形区在切向拉应力的作用下，产 生切向伸长类变形，边缘容易拉裂。（X ）压缩类外缘翻边特点是：变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易起皱，其变形 程度用；压来表示。（V ）翻孔凸模和凹模的圆角半径尽量取大些，以利于翻孔变形。（X ）翻孔的变形程度以翻孔前孔径d与翻孔后孔径D的比值K来表示。K值愈小，则形程度 愈大。（V ）胀形