冲压工艺考试题(含答案)

冲压工艺考试题(含答案)一、填空题（每空1分，共20分）冷冲压加工的三要素是指_、_、____。普通冲裁件的断面从受力侧到出料侧依次由_、_、____、____四个特征区域组成。冲裁模按工序组合程度可分为_、_、____三大类。弯曲变形过程中，去除外载荷后工件产生的角度和尺寸回弹现象，主要是由变形区材料的_和_两部分变形恢复共同引起的。圆筒形件拉深过程中的两大主要失效形式是凸缘区的_和筒壁危险截面的_。条料排样方法根据废料产生情况可分为_、_、____三类，其中材料利用率最高的是无废料排样。冲模压力中心是冲裁过程中____的合力作用点，设计时需使其与压力机滑块中心线重合，避免产生偏心载荷。精密冲裁（简称精冲）的核心工艺原理是通过V形压边圈、反压板等结构，使冲裁变形区材料处于____应力状态，抑制裂纹产生，获得全光亮带的冲裁断面。冲裁模常用的卸料装置分为_、_两类，其中适用于薄料冲裁、可同时提供压料力改善断面质量的是弹性卸料装置。二、单项选择题（每题1分，共15分）普通冲裁过程中，冲裁件光亮带的形成阶段是（）A.弹性变形阶段B.塑性变形阶段C.断裂分离阶段D.卸件回弹阶段下列冲压常用材料中，弯曲回弹量最大的是（）A.08F冷轧钢板B.10号优质碳素钢C.65Mn弹簧钢D.1060纯铝板圆筒形件拉深时，最容易发生拉裂的危险截面位于（）A.毛坯凸缘区B.直壁与筒底凸模圆角过渡位置C.直壁中段位置D.筒口边缘位置复合模区别于单工序模、级进模的核心结构特征是存在（）A.导柱导套导向部件B.凸凹模零件C.侧刃定距零件D.弹性压料装置对于形状不对称的弯曲件，生产中为防止弯曲过程中坯料偏移，最常采用的工艺措施是（）A.增大压料力B.采用定位销定位C.增设工艺定位孔D.将两件对称组合弯曲，成形后剖切分离下列条料排样方式中，材料利用率最高的是（）A.有废料排样B.少废料排样C.无废料排样D.三种排样利用率一致当冲裁双面间隙过大时，冲裁件的断面特征表现为（）A.光亮带宽度占比增大，毛刺薄而小B.圆角带尺寸减小，断裂带变窄C.断裂带宽度占比增大，断面斜度大，毛刺厚而大D.出现双层光亮带，断面平整无毛刺下列拉深工艺措施中，无法有效降低筒壁传力区拉应力的是（）A.增大凸模圆角半径B.增大凹模圆角半径C.在保证不起皱的前提下减小压边力D.在凸缘接触的凹模、压边圈表面涂抹润滑剂多工位级进模中，用于精确控制送料步距、适用于薄料高速冲压的常用定位零件是（）A.导料销B.固定挡料销C.侧刃D.定位板弯曲件的最小相对弯曲半径是指保证弯曲件外层纤维不发生（）的前提下，弯曲内半径与材料厚度的最小比值。A.回弹B.偏移C.拉裂D.起皱普通冲压工艺中，同尺寸、同材料的冲件，下列模具结构中冲裁精度最高的是（）A.敞开式单工序模B.导板式单工序模C.带导正销的级进模D.导柱式复合模实际生产中选择压力机公称压力时，考虑到模具刃口磨损、材料性能波动、操作误差等因素，一般需在计算总冲压力的基础上乘以安全系数，推荐的安全系数取值范围是（）A.0.7~0.8B.1.0~1.1C.1.3~1.5D.2.0以上拉深过程中，若压边力取值过大，最容易引发的零件缺陷是（）A.凸缘区起皱B.筒壁危险截面拉裂C.零件表面划伤D.回弹量超标无凸缘圆筒形拉深件的总拉深系数大于材料首次极限拉深系数时，该零件可采用的工艺方案是（）A.一次拉深成形B.至少2次拉深成形C.必须加热拉深D.无法通过冷拉深成形冷冲压生产中常用的Q235钢属于哪类冲压用材（）A.有色金属合金B.碳素结构钢C.合金结构钢D.电工硅钢三、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）下列冲压工序中，属于分离工序类别的有（）A.冲孔B.落料C.切边D.弯曲影响普通冲裁件尺寸精度的主要因素有（）A.冲裁间隙取值B.模具刃口磨损状态C.模具工作零件的制造精度D.冲压材料的力学性能弯曲工艺中，可有效减小回弹量的措施有（）A.优先选用屈服强度低、硬化指数小的材料B.采用校正弯曲替代自由弯曲C.根据回弹规律在模具工作部分预留补偿角D.对曲率半径大的弯曲件采用拉弯工艺圆筒形件拉深时，可有效防止凸缘区起皱的措施有（）A.装设压边圈并提供合适的压边力B.在材料性能允许的范围内适当增加料厚C.减小拉深系数，增大单次拉深变形程度D.对大型复杂拉深件在凹模面设置拉深筋下列零件中，属于弹性卸料装置组成部分的有（）A.卸料板B.弹性元件（弹簧、聚氨酯橡皮等）C.卸料螺钉D.冲孔凸模冲压工艺对原材料的基本性能要求包括（）A.良好的塑性，成形极限高B.较低的表面粗糙度，无氧化皮、划伤等缺陷C.厚度均匀，公差符合标准要求D.较高的硬度，保证零件使用强度下列关于多工位级进模的特点描述，正确的有（）A.生产效率高，一次行程可完成多道冲压工序B.适合中小型复杂零件的大批量生产C.操作安全性高，易实现自动化冲压生产D.模具结构简单，制造周期短、成本低冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算需遵循的基本原则有（）A.落料件尺寸由凹模刃口尺寸决定，设计时以凹模为基准件B.冲孔件尺寸由凸模刃口尺寸决定，设计时以凸模为基准件C.刃口尺寸需考虑磨损规律，保证模具在磨损范围内仍能冲出合格零件D.凸、凹模的制造公差需比冲件公差高2~3级，保证冲件尺寸精度要求下列冲压工序中，属于成形工序类别的有（）A.内孔翻边B.空心毛坯胀形C.平板零件校平D.零件边缘切口制定冲压工艺方案时，需要综合考虑的核心因素有（）A.零件的生产批量B.零件的尺寸精度、形状特征和技术要求C.零件所用材料的冲压成形性能D.车间现有设备条件、模具制造加工能力四、判断题（每题1分，共15分，正确打√，错误打×）冲裁间隙越小，冲裁件断面质量越好，模具使用寿命越高。（）弯曲成形时，当材料轧制纤维方向与弯曲线平行时，允许的最小相对弯曲半径更小，更有利于防止外层纤维拉裂。（）拉深系数是拉深后工件直径与拉深前毛坯（或工序件）直径的比值，拉深系数越小，代表单次拉深的变形程度越大。（）复合模冲压时条料需经过多工位进给，定位误差累积大，因此冲件精度低于普通级进模。（）弹性卸料装置除起卸料作用外，还可在冲裁过程中对条料施加压料力，抑制材料翘曲，改善薄料冲裁的断面质量。（）压力机的闭合高度是指滑块处于下死点位置时，滑块底面到工作台垫板上表面的垂直距离。（）弯曲件的回弹量随弯曲中心角的增大而减小，中心角越大，变形区积累的弹性变形量越小。（）拉深成形时，在凸模与毛坯接触的表面涂抹高粘度润滑剂，可有效降低筒壁拉应力，防止危险截面拉裂。（）采用侧刃定距的级进模，定距精度高，适合冲裁厚度0.1mm以下的薄料、窄长形状零件以及带复杂多工序的小型零件。（）冲裁件的毛刺是在塑性变形阶段，材料受刃口挤压形成的，与间隙大小无关。（）对于带孔的弯曲件，当孔边缘位于弯曲变形区以外时，可在弯曲工序前冲孔，弯曲过程中孔不会发生变形。（）无废料排样的材料利用率可接近100%，但受条料公差、送料误差影响，冲件精度较低，模具刃口单边受力磨损较快。（）冷冲压加工仅能加工形状简单的金属板料零件，无法加工纸板、塑料板、橡胶板等非金属材料。（）拉深模的凸、凹模工作间隙显著大于普通冲裁模的工作间隙，以减小材料流动阻力，避免拉裂。（）校平、整形等校形工序通常安排在所有冲压工序的最后阶段，用于修正零件的平面度、圆角半径等形状误差，提高尺寸精度。（）五、简答题（每题5分，共20分）简述普通冲裁件四个断面特征区域的形成原因及影响因素。简述圆筒形拉深件起皱、拉裂缺陷的产生原因及核心预防措施。简述冲模设计中确定压力中心的目的，以及不同类型零件压力中心的确定方法。简述弯曲件设计需满足的核心结构工艺性要求。六、工艺分析与计算题（共10分）需冲制一无凸缘圆筒形拉深件，材料为08F冷轧钢板，料厚t=1mm，零件内形尺寸为筒径d=50mm，筒体高度h=75mm，底部内圆角半径r=4mm，忽略料厚对尺寸计算的影响，无凸缘圆筒形件毛坯直径计算公式为D=d2+4dh−1.72dr−判断该零件是否可一次拉深成形，若不能请确定所需的拉深次数；（4分）确定各次拉深的工序件直径（需保证各次拉深系数均大于对应极限拉深系数）。（3分）参考答案一、填空题冲压设备（压力机）、冲压模具、冲压原材料圆角带、光亮带、断裂带、毛刺区单工序模、级进模（连续模）、复合模弹性变形恢复、塑性变形回弹起皱、拉裂有废料排样、少废料排样、无废料排样各工序冲压力（变形力）三向压刚性卸料装置、弹性卸料装置二、单项选择题1.B2.C3.B4.B5.D6.C7.C8.A9.C10.C11.D12.C13.B14.A15.B三、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABD5.ABC6.ABC7.ABC8.ABCD9.ABC10.ABCD四、判断题1.×（间隙过小会导致刃口磨损加剧，模具寿命降低，且易产生二次剪切，断面质量下降）2.×（纤维方向与弯曲线平行时，材料横向塑性低，最小相对弯曲半径需增大，否则易开裂）3.√4.×（复合模为单工位一次成形，无定位累积误差，冲件精度高于级进模）5.√6.√7.×（弯曲中心角越大，变形区长度越长，弹性变形积累越多，回弹量越大）8.×（凸模表面需保持适当粗糙度增大摩擦力，阻止筒壁材料变薄，润滑剂仅需涂抹在凹模、压边圈与毛坯接触的表面）9.√10.×（毛刺在断裂分离阶段形成，间隙过大或过小、刃口磨钝都会导致毛刺增大）11.√12.√13.×（冲压可加工复杂形状金属零件，也可加工多种非金属板料）14.√15.√五、简答题普通冲裁件断面四个区域的形成原因及影响因素如下：（1）圆角带：位于断面靠近模具刃口的进料侧，是冲裁初期弹性、塑性变形阶段，材料受弯矩作用被拉入凸凹模间隙，产生弯曲、拉伸变形形成的；材料塑性越好、冲裁间隙越大，圆角带宽度越大。（2）光亮带：位于断面中部，是塑性变形阶段凸模切入材料后，材料在刃口侧面受强烈挤压作用，在裂纹产生前形成的光洁垂直区域，表面粗糙度低，是决定冲裁件尺寸精度的核心区域；塑性好的材料、间隙取值合理时，光亮带宽度占比更大。（3）断裂带：位于断面靠近出料侧，是断裂分离阶段刃口处产生的微裂纹不断扩展、汇合，材料受拉应力作用断裂形成的，表面粗糙带有斜度；冲裁间隙越大，断裂带宽度越大、断面斜度越明显。（4）毛刺区：位于断面最边缘，是由于微裂纹并非在刃口尖端产生，而是在距离刃口侧面一定位置起裂，材料断裂后形成的尖锐凸起；间隙不均匀、刃口磨钝都会导致毛刺高度增大。起皱与拉裂的产生原因及预防措施如下：（1）起皱：产生原因是拉深时凸缘区材料受切向压应力作用，当压应力超过材料临界失稳应力时，凸缘材料发生切向拱起失稳；凸缘相对厚度越小、拉深系数越小、压边力不足、凹模圆角过大都会加剧起皱。预防措施：采用压边装置提供合适压边力；适当增加材料厚度提升抗失稳能力；合理设计拉深系数避免单次变形程度过大；大型覆盖件可通过设置拉深筋调整进料阻力，抑制起皱。（2）拉裂：产生原因是筒壁传力区（尤其凸模圆角过渡的危险截面）承受的拉应力超过材料抗拉强度，导致材料断裂；压边力过大、凹模圆角过小、润滑不良导致进料阻力过大、凸模圆角过小造成应力集中、拉深系数过小都会引发拉裂。预防措施：合理选择拉深系数，变形程度过大时采用多次拉深；合理设计凸凹模圆角半径；在保证不起皱的前提下尽量减小压边力；凹模侧涂抹润滑剂降低摩擦阻力；凸模侧保持适当粗糙度，利用摩擦力阻止危险截面变薄；必要时拉深前对材料进行退火处理提升塑性。压力中心确定的目的与方法：（1）确定目的：压力中心是冲裁过程中所有变形力的合力作用点，设计模具时需使压力中心与模柄轴线、压力机滑块中心线重合，避免产生偏心载荷，防止滑块、导轨不均匀磨损，保证凸凹模间隙均匀，提升模具寿命和冲件质量。（2）确定方法：①对称形状零件的压力中心与轮廓几何中心重合，可直接通过对称关系确定；②复杂形状冲裁件、多凸模冲孔模、多工位级进模采用解析法（力矩平衡法）：建立平面坐标系，将冲裁轮廓分解为若干直线、圆弧等简单单元，以各单元长度（料厚、材料一致时可替代冲裁力）为权重，按力矩平衡公式计算压力中心坐标x0=∑Lixi/∑L（1）弯曲半径要求：弯曲内半径需大于材料允许的最小相对弯曲半径，避免外层纤维拉裂；若设计要求半径小于最小值，可采用先弯大半径再整形、两次弯曲中间退火的工艺方案；弯曲半径不宜过大，否则回弹难以控制。（2）形状对称性要求：弯曲件形状尽量对称，两侧弯曲半径一致，防止因受力不均产生坯料偏移；不对称零件可采用成对弯曲后剖切的工艺方案。（3）直边高度要求：弯曲直边高度需满足h≥2t，若直边高度过小，弯曲时无法有效夹紧坯料，易产生翘曲、尺寸不稳定，可通过预先压槽、增加工艺余料弯曲后切除的方案解决。（4）孔边距要求：零件上的孔需避开弯曲变形区，孔壁到弯曲圆角边缘的距离需满足：t<2mm时s≥t，t≥2mm时s≥2