冲压工艺与模具设计知识要点

冲压工艺及模具设计一重要学问点

L影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？

答：影响金属塑性的因素有如下几个方面：

1）化学成分及组织的影响；

2）变形温度；

3）变形速度；

4）应力状态。2.请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。

答：屈服条件的表达式为：。「。3二£。“其含义是只有当各个应力重量之

间符合肯定的关系时，该点才起先屈服。

3.什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？

答：材料对外力作用所具有的反抗实力，称为材料的机械性能。

板料的性质不同，机械性能也不一样，表现在冲压工艺过程的冲压性能也

不一样。材料的主要机械性能有：塑性、弹性、屈服极限、强度极限等，这些

性能也是影响冲压性能的主要因素。

4.什么是加工硬化现象？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（如延长率）降低的现象，称为冷作硬化现象。

材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变膨中，变形抗力越大，这样可以

使得变形趋于匀称，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，使得工件的变形匀称，工件不简洁出现胀裂现象。

5.什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？

答：由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板料的塑性会因为方

向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各项异性。各向异性包括厚度方

向的和板平面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数r表示。

r值越大，板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中，加大r值，

毛坯宽度方向易于变形，而厚度方向不易变形，这样有利于提高拉深变形程度

和保证产品质量。通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的试验表明，增大r值

均可提高拉深成形的变形程度，故r值愈大，材料的拉深性能好。

6.什么是板平面各向异性指数Ar?它对冲压工艺有何影响？

答：板料经轧制后，在板平面内会出现各句异性，即沿不同方向，其力学

性能和物理性能均不相同，也就是常说的板平面方向性，用板平面各向异性指

数△r来表示。比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。

板平面各向异性指数Ar愈大，“凸耳”现象愈严峻，拉深后的切边高度

愈大。由于会增加冲压工序（切边工序）和材料的消耗、影响冲件质量，

因此生产中应尽量设法降低Aro

7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏？

答：板料对冲压成形工艺的适应实力，成为板料的冲压成形性能，它包括：

抗裂开性、贴模性和定影性。所谓的抗裂开性是指冲压材料反抗裂开的实力，

一般用成形极限这样的参数来衡量；贴模性是指板料在冲压成形中取得及模具

形态一样性的实力；定脑性是指制件脱模后保持其在模具内既得形态得实力。

很明显，成形极限越大、贴模性和定形性越好材料的冲压成形性能就越好。

8.什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？

答：利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分别的

加工方法，就称为冲裁工序。

冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各

种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形

工序打算坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行切边。

9.冲裁的变形过程是怎样的？

答：冲裁的变形过程分为三个阶段如图图2.L3所示：从凸模起先接触坯

料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段（第一阶

段）；假如凸模接着下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料起先产生塑性

变形直至在刃口旁边由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性变形阶

段（其次阶段）；从在刃口旁边产生裂纹直到坯料产生分别，这就是称之为

断裂分别阶段（第三阶段）。

10.一般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：一般冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图2.1.5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，刃口旁边的材料产生

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

在冲裁过程的其次阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料及模具

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

面粗糙并带有肯定的斜度。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肯定深度时，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。随着冲压过程的深化，

在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对一般冲裁来说，毛刺

是不行避开的，但我们可以通过限制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。

1L什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁件断面质量有哪些影响？

答：冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。

该间隙的大小，干脆影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的运

用寿命。当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模及凹模刃口所产生的裂纹在扩展

时能够相互重合，这时冲裁件切断面平整、光滑，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛

刺等缺陷，如图2.1.6所示。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。凸模接着压下时，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，如图4-5b所示，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，但及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。

12.降低冲裁力的措施有哪些？

答：当采纳平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满意冲裁力的须要时，

可以实行以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的：

1、采纳加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可

以将板材加热到肯定温度（留意避开板料的“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、采纳斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，

可采纳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，如图4.10所示。

3、采纳阶梯凸模冲裁的方法:招1多凸模的凸模高度作成凹凸不同的结构，

如图4.10所示。由于凸模冲裁板料的时刻不同，将同时剪断全部的切口分批

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

中运用。

13.什么是冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义？

答：冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合

力的作用点位置，也就是冲模在工作时所受合力的作用点位置。

在设计模具时，必需使冲模的压力中心及压力机滑块的中心线重合，否则，

压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块及导轨产生不匀称的磨损，从

而影响压力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不匀称，甚至使冲模不能正常

工作。因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是非常重要的，在实际生产

中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。

14.什么叫搭边？搭边有什么作用？

答：排样时，工件及工件以及工件及条料侧边之间留下的工艺余料，称为

搭边。

搭边的作用是：补偿送料误差，使条料对凹模型孔有牢靠的定位，以保证

工件外形完整，获得较好的加工质量。保持条料有肯定的刚度，以保证零件质

量和送料便利。搭边太大，奢侈材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件

的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模及凹模的间隙里，造成冲模刃

口严峻磨损。影响模具寿命。

15.怎样确定冲裁模的工序组合方式？

答：确定冲裁模的组合方式时，一般依据以下条件：

1、生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级

进模结构要比选择单工序模好得多。一般来说，小批量和试制生产时采纳单工

序模具，中批和大批生产时，采纳复合冲裁模和级进冲裁模。

2、工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高

可达IT12〜IT13级，复合模由于避开了多次冲压时的定位误差，其尺寸精

度最高能达到IT9级以上，再加上复合模结构本身的特点，制件的平整度也较

高。因此，工件尺寸公差等级较高时，宜采纳复合模的结构。

3、从实现冲压生产机械化及自动化生产的角度来说，选用级进模比选用

复合模和单工序模具简洁些。这是因为，复合模得废料和工件解除较困难。

4、从生产的通用性来说，单工序模具通用性最好，不仅适合于中小批量

的中小型冲压件的生产，也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的

生产。

5、从冲压生产的平安性来说，级进模比单工序模和复合模为好。综

上所述，在确定冲裁模的工序组合方式时，对于精度要求高、小批量及试制生

产或工件外形较大，厚度又较厚的工件，应当考虑用单工序模具。而对精度要

求高、生产批量大的工件的冲压，应采纳复合模；对精度要求一般，又是大批

量生产时，应采纳级进模结构。

16.怎样选择凸模材料？

答：凸模的刃口要求有较高的研磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此，

凸模应当有较高的硬度及适当的韧性。一般，膨态简洁、模具寿命要求不高的

凸模，可选用T8A、T10A等材料；形态困难、模具寿命要求高的凸模，应当

选用Crl2、Crl2MoV.CrWMn等材料；要求高寿命、高耐磨模具的凸模，

可选用硬质合金制造。凸模的硬度，一般为HRC58〜62o

17.什么条件下选择侧刃对条料定位？

答：一般在下列状况下，采纳侧刃来限制条料的送进步距：

1、级进模中，一般采纳侧刃来限制条料的送进步距。这样，可以提高生

产率。

2、当冲裁窄而长的工件时，由于步距小，采纳定位钉定位困难，这时也

采纳侧刃来限制条料的送进步距。

3、当须要切除条料的侧边作为工件的外形时，往往采纳侧刃定距。

4、当被冲材料的厚度较薄(t<0.5mm)时，可以采纳侧刃定距。

18.什么状况下采纳双侧刃定位？

答：当被冲材料的宽度较大而厚度较小、工位数目较多以及冲裁件的精度

要求较高时，可以采纳双侧刃。采纳双侧刃时，两个侧刃可以对称布置。这时，

可以降低条料的宽度误差，提高工件的精度。这种布置方法常用于带料或卷料

冲压中。而将两个侧刃一前一后的布置，往往用于工步较多的条料冲压中，这

样可以节约料尾。用双侧刃定距时，定位精度高，但材料的利用率要低一些。

19.凸模垫板的作用是什么？如何正确的设计垫板？

答：冲模在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过凸模的固定端

传递到上模座。假如作用在模座上的力大于其许用应力时，就会在模板上压出

凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避开模座的损坏，在凸模固定板和上模

座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板及模座之间，因为同样

的缘由也须要加装一块垫板。

设计时，一般依据须要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的的形态

和尺寸大小及凹模板相同。材料选用T7、T8钢，热处理的淬火硬度为48〜

52HRC,上下表面的粗糙度为RaO.8以下。

20.常用的卸料装置有哪几种？在运用上有何区分？

答：常用的卸料装置分为刚性卸料装置和弹压卸料装置两大类。

1、刚性卸料装置：刚性卸料装置常用固定卸料板的结构形式，即：卸料板

是用螺钉将其固定在下模部分，再用销钉定位这样一种安装方式。刚性卸料装

置的卸料板在工作时，不能将被冲材料压住，所以工件的有明显的翘曲现象，

但卸料力大。因此，常用于较厚、较硬且精度要求不高的匚件冲裁模中。

2、弹压卸料装置：弹压卸料装置中的弹压卸料板具有卸料和压料的双重作

用，主要用于冲裁厚度在1.5mm以下的模具中。冲裁前，弹压卸料板首先将毛

坯压住，当上模随压力机的滑块接着向下运动时，凸模再伸出弹压卸料板的下

端面进行冲压加工。所以，工件的平整度较好。

21.卸料板型孔及凸模的关系是怎样的？

答：(1)在固定卸料装置中，当卸料板仅仅起卸料作用时，卸料板型孔及

凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，一般取单边间隙(0.2〜0.5)t。当

固定卸料板除卸料的作用外，还要对凸模进行导向，这时，卸料板型孔及凸模

的协作间隙应当小于冲裁间隙。

(2)弹压卸料装置中，卸料板型孔及凸模之间的单面间隙取(0.1〜

0.2)to若弹压卸料板还要起对凸模的导向作用时，同样，卸料板型孔及凸

模的协作间隙应当小于冲裁间隙。

22.什么是顺装复合模及倒装复合模？

答：依据落料凹模是在模具的上模还是下模，将复合模分成顺装复合模和

倒装复合模。其中，落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模，落料凹模在上

模的复合模称为倒装复合模。27.什么是最小相对弯曲半径？

答：板料在弯曲时，弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大。假如板

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rniin表示。最小弯曲半径及板料厚度

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。

28.影响最小相对弯曲半径的因素有哪些？

答：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）材料的机械性能及热处理状态材料的机械性能及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纳加热弯

曲的方法，以提高弯曲变形程度。

2）弯曲件的弯曲中心角。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，直边部分不参及变形。但

白于材料的相互牵制作用，接近圆角的直边也参及了变形，扩大了弯曲变形区

的范围，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）板料表面及侧表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，从而使得材料简洁裂开。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淌阻

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。

29.影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？

答：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E愈小，

弯曲变形的回弹也愈大C

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缘由。

3）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）模具间惊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）弯曲件的形态弯曲件的几何形态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，使变形区的应力及应变

状态及自由弯曲时有所不同。

31.弯曲模的设计要点是什么？

答：在设计弯曲模时，一般应当留意以下几点：

1、弯曲模的凹模圆角半径的大小应当一样，否则在弯曲时简洁使坯料产

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、留意防止弯曲过得中坯料的偏移，为此可以实行以下措施：1）弯曲前

坯料应有一部分处于弹性压紧状态，然后再弯曲。2）尽量采纳毛坯上的孔定

位。

4、留意防止弯曲过程中工件变形1）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。2）模具设计时，应能保证模具弯曲到下死点时，

能对坯料有校正的作用，即实现校正弯曲。3）、模具结构设计应充分考虑到

消退回弹的影响。

5、对于形态困难的弯曲件须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平安、便利。

7、模具应当有足够的刚性，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。

32.常用弯曲模的凹模结构形式有哪些？

答：1）回转式弯曲凹模；

2）斜楔式凹模；

3）摇摆式凹模；

4）滑轮式凹模；

5）可换式凹模；

6）折板式弯曲凹模。33.拉深变形的特点？

答：拉深件的变形有以下特点：

1）变形区为毛坯的凸缘部分，及凸模端面接触的部分基本上不变形；

2）毛坯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

向拉伸的“一拉一压”的变形。

3）极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载实力的限制:

4）拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危急断面”（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，加工硬化现象最严峻）

34.拉深的基本过程是怎样的？

答：如下图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。其凸模及凹模的结构和形

态及冲裁模不同，它们的工作部分没有锐利的刃口，而是做成圆角。凸模及凹

模的间隙稍大于板料的厚度。在拉深起先时，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，最终使得坯料被拉深成开口的筒形件。

36.什么是拉深的危急断面？它在拉深过程中的应力及应变状态如何？

答：拉深件的筒壁和圆筒底部的过渡区，是拉深变形的危急断面。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。

37.什么状况下会产生拉裂？

答：当危急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。

38.试述产生起皱的缘由是什么？

答：拉深过程中，在坯料凸缘内受到切向压应力。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缘由之一。因此，

防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。

39.影响拉深时坯料起皱的主栗因素是什么？防止起皱的方法有哪些？

答：影响起皱现象的因素很多，例如：坯料的相对厚度干脆影响到材料的

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J的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，则越简洁产生起皱现象。在拉深过程

中，稍微的皱摺出现以后，坯料仍可能被拉入凹模，而在筒壁形成褶痕。如出

现严峻皱褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圆角处或凸模圆角上方旁边侧

壁（危急断面）产生裂开。

防止起皱现象的牢靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施

是在拉深时采纳压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈及

凹模平面之间，坯料虽受有切向压应力。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淌时的稳定性。另外，由于压边力的作用，使坯料

及凹模上表面间、坯料及压边圈之间产生了摩擦力。这两部分摩擦力，都及坯

料流淌方向相反，其中有一部分抵消了o3的作用，使材料的切向压应力不会

超过对纵向弯曲的抗力，从而避开了起皱现象的产生。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。

40.影响拉深系数的因素有哪些？

答：拉深系数是拉深工艺中一个重要参数。合理地选定拉深系数，可以削

减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、材料的性质及厚度：材料表面粗糙时，应当取较大的拉深系数。材料塑

性好时，取较小的拉深系数。材料的相对厚度t/DX100对拉深系数影响更大。

相对厚度越大，金属流淌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，拉深系数应渐渐加大；

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、泗滑：具有良好的润滑，较低的拉深速度，均有利于材料的变形，可选

择较小的拉深系数。但对凸模的端部不能进行涧滑，否则会减弱凸模表面摩擦

对危急断面的有益影响c上述影响拉深系数的很多因素中，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。

42.为什么有些拉深件必需经过多次拉深？

答：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限制在允许范围内，让坯料形态渐渐发生变更，最终

得到所需形态。

43.什么是拉深间隙？拉深间隙对拉深工艺有何影响？

答：拉深间隙是指拉深凹模及凸模直径的差值的，用Z表示。

拉深间隙z的大小，对拉深工作有很大影响，主要表现在以下几个方面：

1、对拉深力影响间隙越小，其所需的拉深力越大，这是因为较小的

间隙使坯料变形的阻力增大。

2、对工件的质量及精度影响拉深模的间隙对拉深工件筒壁部分具有校直

作用，拉深间隙越大，则校直作用越小，易使工件筒壁弯曲，并成为口大底小

的锥形。当间隙过小时，工件表面很简洁被磨损，使表面光滑度降低，同时过

小的拉深间隙会使得工件变薄，影响工件尺寸精度。

3、对模具寿命的影响过小的拉深间隙，加大了模具及坯料之间的接触应

力，易使模具磨损，从而使模具寿命降低。

44.盒形件拉深时有何特点？

答：非旋转体直壁工件又称盒形件，其形态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态特点动身，可以认为是由圆角及直边

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

直边部分相当于简洁的弯曲变形。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，它们之间必定有相互作用和影响，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洁的直边弯曲。

45.拉深过程中工件热处理的目的是什么？

答：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

械性能发生变更，其强度、硬度会明显提高，而塑性则降低。为了再次拉深成

形，须要用热处理的方法来复原材料的塑性，而不致使材料下次拉深后由于变

形反抗力及强度的提高而发生裂纹及裂开现象。冲压所用的金属材料，大致上

可分一般硬化金属材料和高硬化金属材料两大类。一般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，模具设计及制造得

正确，一般拉深次数在3〜4次的状况下，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，就须要进行中间热处理，否则会影

响拉深工作的正常进行c

46.拉深过程中润滑的目的是什么？如何合理润滑？

答：坯料在拉深时，润滑的目的有以下几方面：

1、降低材料及模具间的磨擦系数，从而使拉深力降低。阅历证明，有润

滑剂及无润滑剂相比，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，从而削减拉深次数。

3、润滑后的冲模，取件简洁。

4、爱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。运用泄滑剂时，一般在凹模及

材料之间加润滑剂，而对于筒形件内表面，在及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。

47.拉深过程中工件为什么要进行酸洗？酸洗的工艺过程是怎样的？

答：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，因此必需进行酸洗清理。酸洗工艺过程为：工件退火冷却——稀酸中浸蚀

----冷水中冲洗弱碱中中和热水冲洗烘干。

48.什么是胀形工艺？有何特点？

答：胀形是利用压力将直径较小的筒形件在直径方向上向外扩张使其直径

变大的一种冲压力口工方法。胀形的特点是：

1、胀形时，板料的塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向

变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。

2、胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般

都是要变薄。因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。

3、胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。材料塑性越好，延长率

越大，则胀形的极限变形程度越大。

4、胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般状况下，变形区的工件不会

产生失稳或起皱现象。胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。

49.胀形的方法有哪几种？

答：1、钢模胀形法；

2、软模胀形法；

3、液压胀形法。50.什么是孔的翻边系数K?影响孔极限翻边系数

大小的因素有哪些？

答：在圆孔的翻边中，变形程度确定于毛坯预孔直径d0及翻边直径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值小到材料即将裂开时，这时的翻边系

数称为极限翻边系数Kmin。

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（&/t）越小，即材料越厚，翻边时越

不简洁裂开，极限翻边系数可以取得越小。

4、凸模的形态及翻边系数也有很大的关系，翻边时采纳底面为球面的凸模

要比底部为平面的凸模的翻边系数取得小一些，低碳钢的极限翻边系数见教材

表5.2.1。

51.什么是缩口？缩口有何特点？

答：缩口是指通过缩口模使圆筒形件或管状毛坯的口部直径缩小的成形工

序。缩口工序的应用非常广泛，是子弹壳、钢制气瓶等零件的主要成形方法。

缩口工序主要有以下特点：

1、管件毛坯缩口时，主要受切向压应力的作用，使其直径减小而壁厚和高

度增加。

2、缩口时毛坯由于切向压应力的作用，易于失稳而发生起皱现象。同时在

非变形区的筒壁，由于压应力的作用，也易失稳弯曲。因此。在缩口工序中，

必须要实行措施防止毛坯的起皱和弯曲。

3、缩口工序一般支配在拉深半成品经过修边或管材下料后进行，必要时还

需进行局部的退火处理C

4、缩口工件的质量及材料的机械性能、润滑状况、匚件口部质量、模具工

作部分形态及表面质量有关。

52.什么是校形？校形的作用是什么？

答：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态还

不能达到零件的要求，这时，就须要在其形态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膨，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意图纸要求。一般

来说，对于表面形态及尺寸要求较高的冲压件，往往都须要进行校形。

53.校形工艺的特点是什么？

答：校形工艺有如下特点：

1、校形的变形量都很小，而且多为局部的变形；

2、校形工件的尺寸精度都比较高，因此要求模具成形部分的精度相应地也

应当提高；

3、校形时的应力、应变的性质都不同于前几道工序的应力应变。校形时的

应力状态应有利于削减回弹对工件精度的影响，即有利于使工件在校形模作用

下形态和尺寸的稳定。因此校彩时工件所处的应力应变要比一般的成形过程困

难得多。

4、校形时，都须要在压力机滑块在下死点位置时进行。因此，校形对所运

用设备的刚度、精度要求高，通常在专用的精压机上进行。假如在一般压力机

进行校形，则必需设有过载爱护装置，以防损坏设备。

54.什么是局部起伏成膨？有何特点？

答：局部起伏成形是使材料局部发生拉深而形成部分的凹进或凸出，借以

变更坯料形态的一种冲压加匚方法。用这种方法加匚的零件，不仅可以增加其

刚性，而且可做为表面装饰起到美化零件的作用。

局部起伏成形工序有如下特点：

1、局部起伏成形时，可以简洁看成是深度不大的局部胀形。它主要依靠材

料的延长作用。因此，变形时材料主要是受拉而发生变形，其变形部位受双向

拉应力，而变形态况则是两向拉长，厚度变薄。

2、局部起伏成形时由于材料主要是受拉伸变形，因此其破坏的特点主要表

现为材料被拉裂。

3、局部起伏成形的极限变形程度主要受材料的延长率大小影响。

4、局部起伏成形后，可以使薄板工件刚性增加。

5、局部起伏成形大多数是用金属模局部胀形，对于大而薄的工件可以用橡

皮及软金属铅等进行成形。局部成形工艺目前已被广泛地应用在汽车、电器、

电子及飞机制造工业之中。

55.汽车上的哪些件是覆盖件？

答：汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、

裁盖、车门的内外板、发动机盖、水箱、行李箱盖等零件都属于覆盖件。

56.覆盖件的成形工序有哪些？

答：覆盖件的成形一般要经过落料、拉深、修边、翻边、冲孔等多道工序

才能完成。拉深、修边和翻边是最基本的工序，其中拉深工序是比较关键的一

道工序，它干脆影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。

58.汽车覆盖件拉深模具有何特点？

答：汽车覆盖件拉深模具主要有以下特点：

1、覆盖件拉深模的凸模、凹模、压边圈一般都是采纳铸铁铸造而成，为了

减轻重量，其非工作部位一般铸成空心形态并有加强筋，以增加其强度和刚性；

2、在工件底部压筋部分相对应的凹模压边圈的工作面，-一般采纳嵌块结构,

以提高模具寿命和便于修理；

3、为了防止拉深件起皱，在凸缘部分应采纳拉深筋。拉深筋凸起部分一般

设置在压边圈上，而把拉深筋槽设置在凹模上。

4、对于拉深形态圆滑、拉深深度较浅的覆盖件，一般不须要顶出器，拉深

后只需将零件手工撬起即可取出；而对于拉深深度较深的直壁长度较大的拉深

件，需用顶件器进行卸料。

5、在设计覆盖件拉深模时，应留意选择冲压方向，尽量使压边面在平面上,

以便于模具的制造；

6、依据生产条件的不同，其冲模结构应采纳不同的类型。在大批量生产状

况下，模具应采纳金属冲模或金属嵌块冲模；在中、小批量生产状况下，也可

采纳焊接拼模、低熔点合金模或塑料、木材、水泥、橡皮等作为冲模材料。

59.如何确定大型覆盖件模具的拉深方向？

答：合理的拉深方向应符合如下原则：

1、保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成，不应有凸模接触

不到的死角或死区；

2、凸模及毛坯的接触面积应当尽可能的大，保证较大的接触面积，防止

材料应力集中，造成局部材料胀形变形太大而发生裂开，如图6.2.3(a);凸

模两侧的包涵角尽可能作到基本一样(a=6),使由两侧流入凹模的材料

保持匀称地流入凹模内，如图6.2.3(b);凸模表面同时接触毛坯的点要多而

分散，并尽可能分布匀称，以防止局部变形过大，防止毛坯窜动，如图6.2.3

(c);当拉深方向没有选择地余地，而凸模及毛坯地接触状态又不志向时，应

通过变更压料而来改善凸模及毛坯地接触状态。如图6.2.3(d)所示，通过变

更压料面，使凸模及毛坯的接触点增多，接触面积增大，以保证零件的成形质

量。但是，也要避开凸模表面及毛坯以大平面接触造成的变形区拉应力不足，

材料得不到充分得塑性变形，影响工件的刚性，并简洁起皱。

3、尽可能减小拉深深度，而且使深度匀称。

60.什么是拉深筋？

答：设置在压料面上的多条筋状结构就是拉深筋。依据其形态的不同，将

拉深筋又分为一般的拉深筋和拉深槛。

1、拉深筋拉深筋的剖面呈半圆弧形态，如图6.3.6所示。由于拉深筋比

拉深槛在运用数量上、形式上都敏捷，故应用比较广泛。但对毛坯变形时的流

淌阻力不如拉深槛高。

2、拉深槛拉深槛的剖面呈梯形，如图6.3.7所示，类似门槛，安

装于凹模的洞口。它的流淌阻力比拉深筋大，主要由于拉深深度浅而外形平滑

的零件，这样可削减压边圈下的凸缘宽度及毛坯尺寸。

61.覆盖件模具中拉深槛（拉深筋）的作用是什么？

答：拉深槛（拉深筋）的作用如下：

1、增加进料阻力，使拉深件表面承受足够的拉应力，提高拉深件的刚度

和削减由于回弹而产生的凹面、扭曲、松弛和水纹等缺陷；

2、调整材料的流淌状况，使拉深过程中各部分流淌阻力匀称，或使材料

流入模具的量适合工件各处的须要，防止“多则皱，少则裂”的现象；

3、扩大压边力的调整范围。在双动压力机上，调整外滑块四个角的凹