冲压工模考试题与参考答案

冲压工模考试题与参考答案一、单项选择题（每小题2分，共40分）1.下列属于冲压分离工序的是（）A.弯曲B.拉深C.落料D.翻边2.冲裁模中直接决定零件尺寸精度的核心零件是（）A.导柱导套B.凸模与凹模C.卸料板D.定位销3.屈强比（σs/σb）较小的金属材料，其（）性能更优异，适合拉深工序A.强度B.塑性成形C.硬度D.耐磨性4.冲裁力的计算公式F=KLtτ中，τ代表的是材料的（）A.屈服强度B.抗拉强度C.抗剪强度D.弹性模量5.下列模具类型中，可在压力机一次行程内完成落料、冲孔两道工序的是（）A.单工序落料模B.落料-冲孔复合模C.级进落料冲孔模D.弯曲模6.拉深过程中，防止坯料起皱的核心装置是（）A.凸模B.凹模C.压边圈D.定位销7.冲裁间隙过小时，冲裁件的断面质量特点是（）A.断面光亮带宽，但毛刺大B.断面光亮带宽，毛刺小，但模具磨损快C.断面断裂带宽，毛刺大D.断面塌角大，尺寸精度低8.弯曲件的最小弯曲半径是指（）A.弯曲时不会产生裂纹的最小内圆角半径B.弯曲件外侧的圆角半径最小值C.弯曲模凸模的最小圆角半径D.弯曲件内侧与外侧圆角半径的平均值9.级进模（连续模）的最大优势是（）A.零件精度最高B.生产效率高，适合大批量小型零件生产C.模具结构简单，制造成本低D.适合大型复杂零件生产10.拉深系数m=d/D（d为拉深后筒形件直径，D为毛坯直径），当m值越小，说明（）A.拉深变形程度越大，难度越高B.拉深变形程度越小，难度越低C.拉深件质量越好D.材料塑性越差11.冲压模具中，导柱导套的主要作用是（）A.定位零件B.导向、保证凸凹模间隙均匀C.卸料D.传递压力12.下列材料中，最适合作为拉深模凹模材料的是（）A.Cr12MoVB.T10AC.W18Cr4VD.HT20013.冲裁时，凸模刃口的尺寸应与零件的（）尺寸一致（落料工序）A.内形B.外形C.中性层D.断面14.弯曲件回弹的根本原因是（）A.材料的塑性变形B.材料的弹性变形恢复C.模具间隙过大D.弯曲力不足15.压边力的大小对拉深过程的影响是（）A.压边力越大，越能防止起皱，因此越大越好B.压边力过小容易起皱，过大则可能导致拉裂C.压边力对拉深过程无明显影响D.压边力只影响拉深件的表面质量，不影响成形极限16.下列属于冲压成形工序的是（）A.冲孔B.切边C.翻边D.落料17.冲裁模的间隙是指（）A.凸模与凹模刃口尺寸的差值B.凸模与凹模之间的配合间隙C.凸模与凹模的表面距离D.凸模与凹模刃口的重叠量18.当冲裁件的断面质量要求较高时，冲裁间隙应取（）A.合理间隙的上限B.合理间隙的下限C.任意间隙D.无间隙19.拉深时，凹模圆角半径过小会导致（）A.拉深件起皱B.拉深件拉裂C.回弹增大D.表面划痕20.模具寿命的主要评价指标是（）A.模具制造时间B.模具生产的合格零件数量C.模具的使用年限D.模具的维护次数二、判断题（每小题1分，共15分）1.冲裁时，凸模和凹模的间隙越小，冲裁件的断面质量越好，但模具的磨损速度越快，寿命越低。（）2.弯曲件的回弹是由于材料的弹性变形引起的，无法完全消除，只能通过工艺或模具措施减小。（）3.拉深过程中，压边圈的作用是防止坯料起皱，因此压边力越大，拉深效果越好。（）4.复合模的零件定位精度比级进模更高，适合对精度要求高的中小型零件生产。（）5.冲裁件的尺寸精度主要由凸模和凹模的尺寸精度决定，与冲裁间隙无关。（）6.材料的屈强比越小，其拉深性能越好，因为屈强比小的材料塑性变形能力更强。（）7.弯曲时，弯曲件的中性层位置始终处于材料厚度的中心，不受弯曲半径的影响。（）8.拉深件的筒壁拉裂通常发生在筒底与筒壁的过渡圆角处，因为此处的拉应力最大。（）9.单工序模结构简单，制造成本低，适合大批量零件生产。（）10.模具的表面强化处理（如氮化、渗碳）可以有效提高模具的耐磨性和使用寿命。（）11.冲裁时，落料工序的凹模尺寸等于零件的外形尺寸，凸模尺寸等于凹模尺寸减去合理间隙。（）12.弯曲件的弯曲半径越小，弯曲力越大，越容易产生裂纹。（）13.拉深时，采用润滑剂可以减小材料与模具之间的摩擦，提高拉深件的质量，但润滑剂不能涂在凸模表面。（）14.级进模中，送料步距的精度直接影响零件的尺寸精度，因此必须设置可靠的送料定位装置。（）15.冲压生产中，设备的吨位必须大于计算得到的冲裁力或拉深力，同时要考虑卸料力、推件力等附加力的影响。（）三、填空题（每空1分，共20分）1.冲压生产的基本工序可分为______工序和______工序两大类，其中冲孔、落料属于______工序，弯曲、拉深属于______工序。2.冲裁断面通常由______、______、______和______四个区域组成，其中______的宽度直接影响冲裁件的断面质量。3.冲裁模的工作零件主要包括______和______，它们的尺寸精度和表面粗糙度直接决定冲裁件的质量。4.影响弯曲回弹的主要因素有______、______、______和弯曲方式。5.拉深过程中常见的缺陷是______和______，其中______是由于坯料周向压应力过大导致的，______是由于局部拉应力超过材料的抗拉强度导致的。6.冲压模具的定位零件主要包括______、______、定位板等，其作用是保证坯料在模具中的准确位置。7.模具材料的选择应满足______、______、耐磨性和抗疲劳性等要求，常用的模具钢有Cr12MoV、T10A等。四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述合理确定冲裁间隙的重要性及选择原则。2.分析弯曲件产生回弹的主要原因，并列举至少5种减小回弹的工艺措施。3.拉深过程中常见的缺陷有起皱和拉裂，分别分析其产生原因并给出对应的解决措施。4.简述级进模（连续模）与复合模的主要区别及各自的适用场景。五、综合分析题（第1题12分，第2题13分，共25分）1.某机械厂采用落料-冲孔复合模生产厚度为2mm的Q235钢板零件，批量生产过程中出现以下3种故障：（1）冲裁件断面毛刺严重，且外形尺寸超差0.3mm；（2）凸模刃口局部崩裂，崩裂位置位于冲孔凸模的尖端；（3）卸料板无法将冲裁件从凸模上卸下，出现卡料、叠料现象。请逐一分析上述故障的产生原因，并提出具体的解决措施。2.某电器配件厂生产一种U形弯曲件，材料为1mm厚的H62黄铜，弯曲半径R=0.8mm（材料厚度t=1mm），批量生产时出现以下问题：（1）弯曲部位内侧出现明显的开裂现象，开裂率达15%；（2）弯曲件开口尺寸比设计值大1.2mm，回弹量超标，导致与其他零件无法装配；（3）弯曲件表面出现较深的划痕，影响外观质量。请针对上述问题，分析其产生的根本原因，并制定详细的改进方案，包括工艺调整、模具改进、材料处理等方面。---参考答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.B6.C7.B8.A9.B10.A11.B12.B13.A14.B15.B16.C17.B18.B19.B20.B二、判断题1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.√11.√12.√13.√14.√15.√三、填空题1.分离、成形、分离、成形2.塌角带、光亮带、断裂带、毛刺带、光亮带3.凸模、凹模4.材料性能、弯曲半径、弯曲角度5.起皱、拉裂、起皱、拉裂6.定位销、挡料销7.强度、韧性四、简答题1.答案要点：（1）重要性：冲裁间隙直接影响冲裁件的断面质量、模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力的大小。合理的间隙可以保证冲裁件断面光亮带宽、毛刺小，模具磨损小、寿命长，同时降低冲裁力及附加力。（2）选择原则：①根据材料厚度和性能选择：软钢（如Q235）取材料厚度的8%~12%，硬钢（如45钢）取10%~15%，有色金属取5%~8%；②根据零件要求选择：若零件断面质量要求高，取合理间隙的下限；若要求模具寿命长，取合理间隙的上限；③考虑模具制造精度：模具制造精度高时，间隙可适当减小，反之则增大。2.答案要点：（1）回弹原因：弯曲过程中，材料发生塑性变形的同时会产生弹性变形，当弯曲力去除后，弹性变形部分恢复，导致弯曲件的角度和尺寸与模具不一致，形成回弹。（2）减小回弹的措施：①补偿法：在模具设计时，预先将模具的角度或尺寸设计成与回弹量相反的方向，抵消回弹；②校正法：在弯曲行程终点增加校正力，使弯曲件的圆角和直边产生塑性变形，减小弹性变形；③热处理法：对材料进行退火处理，降低其屈服强度，减小回弹；④选择合适材料：选择屈强比小、塑性好的材料，如软钢、黄铜等；⑤采用拉弯工艺：在弯曲过程中施加拉力，使材料的整个断面都处于塑性变形状态，减小回弹；⑥增加弯曲件的刚度：在弯曲件上设置加强筋或凸缘，提高零件的刚度，抑制回弹。3.答案要点：（1）起皱原因：拉深时，坯料的法兰部分受到周向压应力的作用，当压应力超过材料的临界失稳应力时，法兰部分会产生波浪形的起皱。起皱的主要影响因素包括压边力不足、拉深系数过大、凹模圆角半径过小、材料过薄等。解决措施：①增大压边力或采用拉深筋，增加法兰部分的径向拉应力，抑制周向压应力；②减小拉深系数，降低变形程度；③增大凹模圆角半径，减小材料的流动阻力；④采用防皱压边圈，保证坯料均匀流动；⑤对于薄材料，可适当增加材料的厚度或选择屈强比小的材料。（2）拉裂原因：拉深时，筒壁与筒底的过渡圆角处受到最大的拉应力，当拉应力超过材料的抗拉强度时，会产生拉裂。主要影响因素包括拉深系数过小、压边力过大、凸模圆角半径过小、材料塑性差、模具表面粗糙度高、润滑不良等。解决措施：①增大拉深系数，采用多次拉深工艺，每次拉深的变形程度控制在合理范围；②减小压边力，避免坯料被过度压紧；③增大凸模圆角半径，减小局部应力集中；④选择塑性好的材料，如08F、10钢等，或对材料进行退火处理，提高塑性；⑤对模具表面进行抛光处理，减小摩擦，同时在凹模和压边圈表面涂抹润滑剂，改善润滑条件。4.答案要点：（1）主要区别：①工序完成方式：复合模在压力机一次行程内，在同一工位完成两道或两道以上工序；级进模在压力机一次行程内，在不同工位完成多道工序；②零件精度：复合模的零件定位精度高，因为工序在同一工位完成，避免了送料误差；级进模的精度受送料步距的影响，精度略低；③模具结构：复合模结构复杂，有凸凹模等特殊零件，制造难度大；级进模结构相对复杂，但工序分散，制造和维修较方便；④材料利用率：复合模的材料利用率较高，因为工序集中，废料少；级进模的材料利用率受排样方式影响，可能存在一定的废料。（2）适用场景：①复合模：适合生产精度要求高、批量较大的中小型零件，如仪表、电器的小型零件；②级进模：适合生产批量大、尺寸较小的零件，如电子元件、五金配件等，尤其适合形状复杂、需要多道工序的零件生产。五、综合分析题1.答案要点：（1）故障1原因分析：①凸凹模间隙过大或不均匀：Q235钢的合理间隙为2mm×(8%~12%)=0.16~0.24mm，若间隙超过上限，会导致断面断裂带宽、毛刺大，同时凸模与凹模的尺寸差过大，引起尺寸超差；②凸凹模刃口磨损严重：批量生产后，刃口磨损会使凸模尺寸减小、凹模尺寸增大，导致冲裁件尺寸超差，同时毛刺增大；③凸凹模轴线不重合：复合模中凸模与凹模的同轴度误差会导致局部间隙不均匀，引起毛刺和尺寸超差。解决措施：①重新测量凸凹模间隙，采用垫片法或透光法调整间隙至0.18~0.22mm，并保证间隙均匀；②对磨损的凸凹模刃口进行修磨，修磨后重新测量尺寸，保证凸模尺寸=凹模尺寸-2×合理间隙；③检查凸模与凸凹模、凹模与凸凹模的配合精度，校正同轴度，确保误差不超过0.02mm。（2）故障2原因分析：①凸凹模间隙过小：间隙过小会导致凸模与凹模之间的挤压应力增大，刃口受交变应力作用，容易崩裂；②凸模材料韧性不足：若凸模采用Cr12钢，其脆性较大，在冲击载荷下容易崩裂；③原材料存在硬杂质：Q235钢中若存在氧化皮或硬质点，冲裁时会产生冲击载荷，导致刃口崩裂；④设备超载：冲裁力超过设备的额定吨位，会使凸模受到过大的冲击力，引起崩裂。解决措施：①调整凸凹模间隙至合理范围，避免间隙过小；②更换凸模材料为Cr12MoV，进行淬火+回火处理，保证硬度为58~62HRC，同时提高韧性；③对原材料进行预处理，去除氧化皮和硬杂质，保证材料纯净；④重新计算冲裁力：冲裁力F=KLtτ=1.3×(落料周长+冲孔周长)×2×320MPa（Q235的抗剪强度约为320MPa），确保设备吨位大于冲裁力的1.2倍。（3）故障3原因分析：①卸料板与凸模的配合间隙过小：配合间隙小于0.02mm时，卸料板与凸模之间的摩擦过大，导致卸料不畅；②卸料弹簧弹性不足：批量生产后，弹簧疲劳，弹性力减小，无法将冲裁件卸下；③凸模表面磨损产生倒刺：凸模刃口磨损后，表面会产生倒刺，勾住冲裁件；④卸料板导向不良：卸料板未设置导向装置，或导柱导套磨损，导致卸料板倾斜，卡料。解决措施：①增大卸料板与凸模的配合间隙至0.03~0.05mm，保证滑动顺畅；②更换弹性更好的卸料弹簧，或增加弹簧数量，保证总卸料力大于冲裁件与凸模的粘附力；③修磨凸模表面，去除倒刺，并抛光表面，减小摩擦；④在卸料板上设置导柱导套，保证卸料板的导向精度，避免倾斜卡料。2.答案要点：（1）弯曲部位开裂原因分析：H62黄铜的最小弯曲半径Rmin≈1.0t（t=1mm），而设计的弯曲半径R=0.8mm<Rmin，导致弯曲时内侧材料的变形程度超过其塑性极限，产生开裂；同时，弯曲凹模的圆角半径过小，材料流动阻力大，局部应力集中也会加剧开裂。改进措施：①增大弯曲半径至R=1.0~1.2mm，满足最小弯曲半径要求；②增大弯曲凹模的圆角半径至R=1.5~2.0mm，减小材料的流动阻力；③对H62黄铜进行退火处理，加热至600~650℃，保温1~2小时