金属冲压模具工艺考核试卷及答案

金属冲压模具工艺考核试卷及答案一、填空题（共20空，每空1分，满分20分）1.金属冷冲压的四大基本工艺工序为冲裁、______、拉深、______。2.普通冲裁件的断面四个特征区域为圆角带、______、断裂带、______。3.冲裁间隙是指冲裁模凸模与______刃口之间的尺寸差，通常以______（单边/双边）间隙为标注基准。4.冲裁间隙过小时，冲裁件断面会出现______现象；间隙过大时，冲裁件的______宽度占比增大、毛刺粗长。5.弯曲工艺的回弹量通常用______和曲率回弹量两个指标表示；材料的屈服强度越高，回弹量越______（大/小）。6.弯曲时，板料轧制纤维方向与弯曲线______（平行/垂直）时，允许的最小相对弯曲半径更小。7.拉深工艺最常见的两种失效形式是______和______。8.拉深系数是拉深后工件直径与拉深前______的比值，该值越小，拉深变形程度越______。9.防止拉深凸缘起皱最常用的工艺措施是设置______，其施加的力称为______。10.冷冲压模具按工序组合程度分为单工序模、______、级进模三类。11.精冲工艺通过齿圈压板、______和反顶装置的共同作用，使冲裁区处于三向压应力状态。12.模具的刃磨寿命是指相邻两次______之间生产的合格工件数量；模具总寿命是指从投入使用到完全报废的全部合格工件产量。二、单项选择题（共15题，每题2分，满分30分。每题只有一个正确答案，将正确答案的字母填在括号内）1.下列冲压工序中，属于分离工序的是（）。A.弯曲B.拉深C.冲裁D.胀形2.普通冲裁件断面中，尺寸精度最高、表面质量最好的区域是（）。A.圆角带B.光亮带C.断裂带D.毛刺带3.对于料厚t=2mm的Q235钢冲裁件，若采用普通冲裁工艺，合理的双边间隙约为（）。A.0.05mmB.0.28mmC.1.0mmD.1.5mm4.下列卸料装置中，卸料力最大、适用于厚料冲裁的是（）。A.弹性卸料装置B.刚性卸料装置C.气垫卸料装置D.弹簧卸料装置5.弯曲工艺中，下列因素会导致回弹量增大的是（）。A.材料屈服强度降低B.弯曲变形程度增大C.材料相对弯曲半径减小D.材料弹性模量减小6.下列关于最小相对弯曲半径的说法，错误的是（）。A.材料塑性越好，最小相对弯曲半径越小B.板料表面质量越差，最小相对弯曲半径越大C.弯曲线与纤维方向平行时，最小相对弯曲半径越小D.弯曲角越大，最小相对弯曲半径越小7.拉深工艺中，拉深力的最大值出现在拉深过程的（）阶段。A.初始接触B.凸缘变形中期C.凸缘变形末期D.底部成形8.下列因素中，不会导致拉深件产生起皱的是（）。A.毛坯相对厚度（t/D）过小B.压边力过大C.拉深系数过小D.凹模圆角半径过大9.对于形状复杂、同轴度要求高的中小批量冲裁件，应优先选用的模具类型是（）。A.单工序冲裁模B.复合冲裁模C.级进冲裁模D.简易冲裁模10.下列模具材料中，属于冷作合金工具钢的是（）。A.T10AB.Cr12MoVC.YG15D.Q23511.精冲工艺的冲裁间隙约为普通冲裁间隙的（）。A.1/2B.1/5C.1/10~1/20D.1/5012.拉深工艺中，对毛坯进行润滑的主要作用是（）。A.防止起皱B.降低拉深力、减少模具磨损C.防止拉深件回弹D.提高工件表面硬度13.下列冲压成形工序中，属于胀形成形工艺的是（）。A.圆筒形件拉深B.百叶窗冲制C.球形件胀形D.内孔翻边14.级进冲裁模中，用于精确控制条料送进步距的定位零件是（）。A.导料销B.挡料销C.侧刃D.导柱15.下列关于模具寿命的说法，错误的是（）。A.提高模具材料硬度可以提高刃磨寿命B.冲裁间隙越小，模具寿命越长C.模具润滑可以提高总寿命D.工件材料强度越高，模具寿命越短三、多项选择题（共5题，每题3分，满分15分。每题有2个及以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.下列冲压工序中，属于成形工序（变形工序）的有（）。A.落料B.弯曲C.拉深D.冲孔E.胀形2.影响冲裁件断面质量的主要因素有（）。A.冲裁间隙B.材料力学性能C.模具刃口状态D.冲压速度E.送料精度3.下列措施中，可以减小弯曲回弹的有（）。A.采用弹性模量大的材料B.增大相对弯曲半径C.采用校正弯曲代替自由弯曲D.在弯曲区设置加强筋E.提高材料屈服强度4.拉深工艺中，防止拉裂的主要措施有（）。A.合理设计拉深系数B.增大压边力C.合理设计凸凹模圆角半径D.对毛坯进行润滑E.采用中间退火工序5.下列关于精冲工艺特点的说法，正确的有（）。A.冲裁件尺寸精度可达IT6~IT7级B.冲裁件断面全为光亮带C.适合冲裁厚板（t>10mm）D.生产效率高E.模具成本低四、判断题（共10题，每题1分，满分10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.金属冷冲压是在常温下对金属板料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的工件的加工方法。（）2.普通冲裁中，光亮带的宽度占比越大，冲裁件的断面质量越好。（）3.冲裁间隙越大，冲裁力越大。（）4.弯曲时，材料的相对弯曲半径r/t越小，说明弯曲变形程度越小。（）5.拉深系数m≥0.5时，不需要采用压边圈就能防止起皱。（）6.复合冲裁模可以在一次冲压行程中完成多个工序，生产效率高于单工序模。（）7.冷冲模的导柱导套主要作用是保证上模和下模的导向精度。（）8.拉深时，毛坯的凸缘区是主要变形区，传力区基本不产生塑性变形。（）9.硬质合金模具的硬度高、耐磨性好，因此适合用于小批量、高精度的冲裁生产。（）10.精冲工艺因为冲裁间隙极小，所以模具寿命比普通冲裁模高。（）五、简答题（共3题，每题5分，满分15分）1.简述普通冲裁的工作过程及冲裁件断面的形成机理。2.简述影响拉深系数的主要因素及降低拉深系数（提高变形程度）的工艺措施。3.简述级进模与复合模的主要区别及各自的适用范围。六、综合分析题（共1题，满分10分）某企业需生产一批圆筒形拉深件，已知工件内径d=50mm，高度h=80mm，料厚t=1mm，材料为08F钢（屈服强度σs=200MPa，抗拉强度σb=350MPa，断后伸长率δ=35%），经计算毛坯直径D=120mm，计划采用单动压力机生产。请分析以下问题：（1）计算该工件的总拉深系数，并判断能否一次拉深成形（已知08F钢带压边圈时的首次极限拉深系数m1=0.50~0.55）；（3分）（2）若不能一次拉深成形，应采取何种工艺方案？并说明理由；（4分）（3）生产调试阶段发现拉深件凸缘区出现明显起皱，应如何调整工艺参数？（3分）参考答案一、填空题（每空1分，共20分）1.弯曲；成形（顺序可互换）2.光亮带；毛刺带（顺序可互换）3.凹模；双边4.二次光亮带；断裂带5.回弹角（角度回弹量）；大6.垂直7.起皱；拉裂（顺序可互换）8.毛坯直径；大9.压边圈（压边装置）；压边力10.复合模11.极小冲裁间隙（小间隙刃口）12.刃磨（磨刃）二、单项选择题（每题2分，共30分）1.C2.B3.B4.B5.D6.C7.B8.B9.B10.B11.C12.B13.C14.C15.B三、多项选择题（每题3分，共15分）1.BCE2.ABCD3.ACD4.ACDE5.ABD四、判断题（每题1分，共10分）1.√2.√3.×4.×5.×6.√7.√8.√9.×10.×五、简答题（每题5分，共15分）1.普通冲裁是利用凸模与凹模的剪切刃口，对板料施加压力使其产生分离的冲压工序，工作过程及断面形成机理如下：（1）弹性变形阶段（1分）：凸模接触板料后，板料产生弹性压缩、弯曲与拉伸变形，此时材料应力未超过屈服强度，卸载后变形可完全恢复；该阶段对应断面的圆角带初始形成，是板料在刃口处受挤压弯曲产生的。（2）塑性变形阶段（1.5分）：凸模继续下压，材料应力达到屈服强度，进入塑性剪切变形阶段，材料沿刃口侧面产生相对滑移，形成表面光洁、尺寸精确的光亮带；随着变形加深，刃口附近材料应力集中加剧，达到抗剪强度时微裂纹开始萌生。（3）断裂分离阶段（1.5分）：微裂纹沿最大剪应力方向不断扩展，当上下裂纹贯通时，板料完全分离，形成粗糙的断裂带；裂纹扩展过程中，材料在刃口处被撕裂形成毛刺。整体来看，冲裁件断面的圆角带、光亮带、断裂带、毛刺带分别对应不同变形阶段的产物，各区域占比直接反映冲裁质量（1分）。2.拉深系数是指拉深后工件直径与拉深前毛坯直径的比值，是衡量拉深变形程度的核心指标（1分）。影响拉深系数的主要因素包括：材料的塑性与力学性能、毛坯相对厚度（t/D）、凸凹模圆角半径、冲裁间隙、润滑条件、压边力大小等（1分，答出4项及以上即可得满分）。降低拉深系数、提高变形程度的工艺措施包括：（1）选用塑性优良的材料，或在拉深工序间增加软化退火工序，消除加工硬化，恢复材料塑性（1分）；（2）合理设计凸凹模圆角半径，避免圆角过小导致应力集中，降低拉深力峰值（0.5分）；（3）优化毛坯与模具接触面的润滑条件，减少摩擦阻力，降低拉深力（0.5分）；（4）采用合理的压边装置与压边力参数，在防止起皱的前提下避免压边力过大（0.5分）；（5）采用多次拉深工艺，分步减小工件直径，控制单次拉深变形程度在极限范围内（0.5分）。3.级进模与复合模均属于多工序冲压模具，核心区别与适用范围如下：（1）核心区别（3分）：①工序布置方式不同：级进模将多道工序分散在不同工位，压力机一次行程中依次完成各工位工序；复合模将多道工序集成在同一工位，一次行程中同时完成所有工序。②工件精度不同：复合模无工位定位误差，工件同轴度、尺寸精度更高，最高可达IT7级；级进模存在工位间定位误差，精度略低，一般为IT8~IT10级。③生产效率不同：级进模可实现连续自动化生产，工序数量限制小，适合复杂工件的大批量生产；复合模受结构限制，工序数量有限，生产效率低于级进模。④模具成本与维护不同：复杂工件的级进模模具结构更复杂，制造成本更高；复合模结构相对紧凑，中小批量生产时经济性更好。（2）适用范围（2分）：级进模适用于大批量生产、形状复杂、精度要求中等的中小型冲压件，可实现冲裁、弯曲、拉深等多工序连续成形；复合模适用于中小批量生产、形状简单、同轴度等形位精度要求高的中小型冲压件，尤其适合平面类冲裁件的高精度生产。六、综合分析题（共10分）（1）总拉深系数计算与成形性判断（3分）拉深系数按工件中线直径计算，工件中线直径d中=d+t=50+1=51mm（1分）；总拉深系数m总=d中/D=51/120=0.425（1分）；已知08F钢带压边圈的首次极限拉深系数m1=0.50~0.55，由于m总=0.425<0.50，小于首次极限拉深系数，因此无法一次拉深成形（1分）。（2）工艺方案及理由（4分）应采用两次拉深+弹性压边装置的工艺方案，必要时增加中间退火工序（1分）。理由如下：①首次拉深取极限拉深系数m1=0.5（取极限下限以减少拉深次数），则首次拉深后的中线直径d1=D×m1=120×0.5=60mm，对应工件内径为59mm，拉深高度约为42mm，变形程度在安全范围内（1分）；②第二次拉深系数m2=d中/d1=51/60=0.85，08F钢第二次极限拉深系数约为0.72~0.78，0.85远大于极限值，变形安全且留有充足工艺余量，不会发生拉裂（1分）；③由于两次拉深的总变形程度未超过08F钢的加工硬化允许范围，若工件无特殊硬度要求，可无需中间退火；若工件要求高塑性，可在两次拉深之间增加低温去应力退火工序，消除首次拉深的加工硬化（1分）。（3）凸缘起皱的调整措施（3分）拉深件凸缘起皱是由于凸缘区切向压应力超过材料临界失稳应力，可通过以下方式调整：①适当增大压边力：提高压边圈