2011年模具设计与制造A卷全答案(草稿)资料(共17页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 西北农林科技大学本科课程考试试题（卷）20102011学年第二学期 模具设计与制造 课程A卷专业班级：机制08级 命题教师： 张 炜 审题教师：学生姓名： 学号： 考试成绩： 一、填空题（每空1分，共20分） 得分： 分1弯曲过程中，工件发生偏移的原因是工件在模具中成型过程中所受到的摩擦力不同所致。如：弯曲件不对称、凹模圆角半径过大，两圆角有差异以及工件尺寸高度不同、凸凹模装配不正或间隙不一致以及模具粗糙度、斜度、深度不同（或不对称）等都会发生弯曲工件偏移现象。2 造成塑件误差的主要因素是：成型收缩率偏差并与波动的误差；模具制造；模具使用后成型零件磨损；模具装配与安

2、装误差；水平飞边厚度误差等。3 设计冲模时，选择冲模结构应主要考虑模具类型、操作方式、进出料方式、压料与卸料方式、模具精度保证难易程度、维修方便、工人操作水平，此外，还必须考虑冲裁件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度、成产条件等方面的因素。4.塑料注射模的浇注系统一般由 主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。5冲裁件的断面具有明显的区域性特征，在断面上可明显地区分为圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四部分。端面质量受以下因素影响：材料机械性能、冲裁间隙、模具结构等。6.压塑模具按模具加料室和分型面的配合特征来分类主要有敞开式、闭合式和半闭式。7多工位级进模一般设计步骤是工艺分析；必要的工艺计算

3、，画出冲压件展开图；设计排样图；进行模具结构设计（凹模组件、凸模组件、导正销、卸料板、模架、其它）；设计后审查。8在连续冲裁模中，侧刃的作用是控制进距实现定位。1具有过载保护功能的压力机是 摩擦压力机，行程可调的冲床是 偏心 冲床。2注塑模浇口截面形状常见的有矩形和 圆形 截面，一般浇口截面积与分流道截面积之比约为3%-9%，浇口表面粗糙度值一般不低于0.4m 。设计时可先选偏小尺寸，通过 试模 逐渐增大。3对复杂、精密和表面光泽度要求高的塑件的注塑模成型零件可采用r12oV钢或Cr5MoSiV钢，它们是加工性好和极好抛光性的钢材。4塑料模的凹模结构形式主要有整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶

4、嵌式凹模、拼块式组合凹模。5降低冲裁力的主要方法有 阶梯凸模冲裁 、 斜刃口冲裁 、 加热冲裁（红冲） 。6注塑模的排气方式有 开设排气槽排气 和利用分型面排气或模具零件的配合间隙自然排气等。排气槽通常开设在型腔的 最后被填充 的部位。最好开设在 分型面 上，并在凹模 一侧，这样即使排气槽内生产飞边，也容易随塑件一起脱出。7冲模的装配是模具制造的关键工序，其要点有要合理选择装配 基准面 ；要合理选择装配 组件 ；要合理 总体装配 。8压塑模具按模具加料室和分型面的配合特征来分类主要有敞开式、闭合式 、半闭式。二、判断题（每小题1分，共10分） 得分： 分1影响U型件弯曲的最小弯曲半径影响因素有

5、：材料的机械性能、弯曲时材料弯曲线方向的选取、板材表面质量和侧面质量、弯曲角度的大小等而与弯曲模间隙无关。（）2吹塑成型又称中空成型，主要用于吹塑塑料瓶、罐、管和薄膜等制品。一般要设计制作两套模具，一套制作管坯。另一套是吹塑型腔模。（）3大多数注塑模利用分型面或模具零件配合间隙自然排气。当需要开设排气槽时，通常在分型面凹模一侧开设排气槽。一副塑料注塑模可能有一个或两个分型面，分型面可能是平行、垂直或倾斜与合模方向。并且为了排气，注塑模一般选择分型面在熔体流动的末端。（）4冲裁件的断面区域四部份在冲裁件整个断面上所占比例不是固定的，是随材料的机械性能、凸模和凹模之间的间隙，模具结构等不同而变化。

6、（）5.冲压材料搭边的概念就是排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料。搭边可以补偿定位误差，保证冲出合格零件，所以给定的搭边值越大越好。（）6.内孔翻边模凸模圆角半径一般做的较大，有的做成球形或抛物线形的头部，以利于翻遍时金属材料的流动。（）7在其它条件相同情况下，金属材料中，硬材料的冲裁合理间隙小于软材料的冲裁合理间隙。（）8一般来说实现精密冲裁的主要条件是：压板带齿圈、凹模（落料）或凸模（冲孔）带小圆角、间 隙极小、压边力和反顶力较大。（）9注塑机最大注塑量是以注塑聚苯乙烯为标准而规定的，由于各种塑料的密度和压缩比不同，因而实际最大注塑量是随塑料不同而不同的。（）10对于局部是圆筒

7、形或中心带圆孔的圆筒形的塑件，最好用推杆推出机构来实现脱模。（）1注塑模的分流道较长时，末端也应设置冷料井（）。2冲裁时条料的搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。（）3注塑模的浇口的截面尺寸越大越好（）4在其它条件相同情况下，金属材料中，硬材料的冲裁合理间隙小于软材料的冲裁合理间隙。（）5顶杆与型芯的配合应选间隙配合，配合间隙应小于塑料的溢料值；应设在脱模力大的位置，如侧壁、深筋、凸台等。（）6一般情况下，从拉深变形的特点考虑，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸模圆角表面粗糙度大些；并且拉深模的凹模的圆角半径应比凸模圆角半径大些。（）7普通冲裁模具的落料

8、凹模在上模的叫正装复合模，而落料凹模在下模的叫倒装复合模，其中正装复合模多一套打料装置。（）8拉深变形程度用拉深系数m表示，越小变形程度越小 。（）9对于局部是圆筒形或中心带圆孔的圆筒形的塑件，最好用推杆推出机构来实现脱模。（）10注塑机最大注塑量是以注塑聚苯乙烯为标准而规定的，由于各种塑料的密度和压缩比不同，因而实际最大注塑量是随塑料不同而不同的。（）三、选择题（每小题2分，共20分） 得分： 分1根据塑件注塑模分型面一般选择原则的尽可能少用或不用侧抽芯机构以及侧抽芯距离最短原则，图1和图2中件1、件2两个零件分别各有两种分型方式，其中 b c 选择的较合理（本题是多选题）。 （ A ） （

9、B） 图1 （C） （D） 图22.冲孔冲裁时，凸、凹模间隙选取方向的原则是：B 。 A.冲孔模以凹模为设计制作基准，间隙也就取在凸模上。B.冲孔模以凸模为设计制作基准，间隙取在凹模上。C.冲孔模以凹模为设计制作基准，间隙同样取在凹模上。D.冲孔模以凸模为设计制作基准，间隙取在凸模上。3.拉伸模中的压边圈的作用是 D 。A.拉深过程中，压边圈夹持板料使得材料在凸模圆角部位滑动时产生较大的弯曲变形，进入直壁部分的材料被拉直的作用。B.主要是为了防止拉伸筒体底部材料变薄而底部断裂。C.主要是为了防止拉伸筒体凸模圆角处材料变薄而断裂。D.防止拉深毛料在拉深过程中变形区（主要是凸缘区域）应切向压应力过

10、大造成厚度方向材料失稳而起皱。 4.某一拉伸零件如图1所示，材料08钢，厚度2mm，查表知修边余量7mm,带入数学计算公式得到展开尺寸为直径283mm的圆片，并且有才表知道可能的拉伸系数为m1=0.54， m2=0.77，m3=0.80，m4 =0.82。由此通过计算判断，该零件要经过 四次 普通拉伸才能得到合格零件。 A.一次（该零件的总拉深系数小于第一次拉伸系数） B.三次图1 C.四次 D.可能五次5.通常为防止拉伸件拉裂一般制作凸模时，多采用 D 。A.较小的粗糙度值 B.无要求C.与凹模一样的粗糙度值 D. 较大的粗糙度值6曲柄压力机可分为曲轴压力机和偏心压力机，其中偏心压力机具有

11、B 特点。 A压力在全程中均衡； B闭合高度可调，行程可调； C闭合高度可调，行程不可调； D不需过栽保护。7.普通曲柄压力机的闭合高度是指： C 。A.冲模处于闭合状态时，模具上模座上平面至下模座啊平面之间的距离。B.压力机释放压力最大点所对应滑块位置和最小点所对应滑块位置之差。C.滑块在下止点位置时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。D.滑块从上死点到下死点所走的距离。8. 塑料挤出成型工艺与注塑成型工艺的最大区别在： 。挤出成型有牵引装置、冷却装置和切割装置，而注塑成型没有；挤出成型模具不用预热，而注塑成型模具需预热；挤出成型适用于热固性塑料，而注塑成型适用于热塑性塑料；挤出成型过程是连

12、续的，而注塑成型过程是有间隔的9图4中有四种浇口形式，其中 B 是直接浇口。(a) (b) (c) (d)图410硬质塑料要比软质塑料脱模斜度： C 。 A相等； B小； C大； D不能确定。1拉伸过程中，坯料的凸缘部分材料因受到 B 作用而可能产生起皱现行。 A径向压应力 B切向压应力C厚向压应力 D静水压力。3弯曲件在变形区出现断面为扇形的是 B 。 A.宽板； B窄板；C薄板； D.任何板材均如此。5材料的塑性好，则反映了弯曲该种材料的板件时允许 B 。A回弹量大 B变形程度大C 相对弯曲半径大 D6图1是一种带弹性推料装置的冲压落料冲孔复合模的上模。其中1号件是橡胶块、2号件推板、3号

13、件推杆，那么4号件是推件块它起 A 作用。 A是起到将可能冲入大凹模中、卡在小凸模中的零件推出卸料以及预压条料的作用。B是起到冲制零件外型的凸模作用。C只是起将可能冲入复合凹模中的零件推出卸料的作用。D起到预压定位条料的作用。7图2注塑模浇口是什么类型的浇口： B A点浇口，它位于塑件的侧边； B边缘（也叫侧浇口），它位于塑件的侧边；C直浇口，它位于塑件的侧边； D 护耳浇口，它位于塑件的侧边。8塑料压缩模主要用于加工（B）的模具。 A热塑性塑料； C热固性塑料；B通用塑料； D工程塑料。 图1 图29塑料压缩模与注塑模的结构区别在于压缩模有（B）而没有（D）。 A成型零件； B加料室； C导

14、向机构； D浇注系统。10在连续冲裁模中，侧刃的作用是 D 。 A侧面压紧条料； B对卸料板导向； C控制条料送进时的导向； D控制进距（送进时的距离）实现定位。四、简答题（共25分） 得分： 分1.什么是弯曲回弹？影响回弹值大小的主要因素有哪些？（本题6分）答：1） 当变形结束时，工件从模具中取出以后，由于弹性恢复，零件外层纤维将发生收缩、内层发生伸长，使弯曲后工件的弯曲角和弯曲半径发生变化，因而所得工件与模具的形状尺寸不一致，这种现象称为弯曲件的回弹。2） 影响回弹值大小的主要因素是： 工件材料的机械性能。材料的屈服强度越高，弹性模量越小，则回弹越大。 相对弯曲半径（也即变形程度）。相对弯

15、曲半径越大（也即变形程度越小）回弹角也就越大。 弯曲角。弯曲中心角越大，表明变形区的长度越长，故回弹的积累值越大，其回弹角越大。 弯曲方式及弯曲模具结构。采用校正弯曲时，工件的回弹小。 弯曲件形状 。工件形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，材料各部分牵扯使回弹困难，因而回弹角减小。 模具间隙 。在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。 非变形区的影响。如:弯曲线长度越长,回弹值也越大； V形件凹模槽口的宽度对回弹影响也很大等。 2. 图5是带活动镶件的塑料模具，此外，注塑模按总体结构特征还分为哪五类模具。试说出图2中件1至11号零件名称。（本题7

16、分）答：按总体结构特征来分类注塑模，除带活动镶件的注塑模外还有单分型面注塑模；双分型面注塑模；带有侧向分型面与抽芯机构的注塑模；机动脱螺纹的注射模；热流道注射模以及定模推出机构注射模。图2件1至11号零件分别是：1-定模板；2-导柱；3-活动镶块；4-型芯；5-动模板；动模垫板；7-支架；8-弹簧；9-推板；10-推板固定板；11-推板。图5 带活动镶件的注塑模结构图3.什么是极限拉深系数？影响极限拉深系数的因素有哪些？。（本题6分）答：拉深工件在危险断面不至拉裂的条件下，所能达到的最小拉深系数，称为极限拉深系数。影响极限拉深系数的因素有：（1）材料的机械性能：愈小，对拉深愈有利，材料薄厚和毛

17、料的表面状态都影响拉伸极限系数（2）材料的相对厚度t/D：相对厚度愈大，拉深愈有利。（3）润滑润滑条件良好对拉深有利，可以减小工件拉深系数（4）模具的几何参数：凸凹模的圆角半径和凸凹模之间的间隙、凹模形状，以及压边圈的形式等都影响极限拉深系数；（5）工件形状。越复杂拉伸变形越不均匀等拉裂起皱的可能性也越大。4塑料成型的注射速率（或注射速度或注射时间）的选定很重要，它的快慢是如何影响制品的质量和生产率的？ （本题6分） 答： 1)注射速率过低（即注射时间过长），制品易形成冷接缝，不易充满复杂的模腔。2)注射速率过高，熔料高速流经喷嘴时，易产生大量的摩擦热，使物料发生热解和变色，模腔中的空气由于被

18、急剧压缩产生热量，在排气口处有可能出现制品烧伤现象。2.什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁件有哪些影响？答：冲裁间隙即冲裁摸凸、凹模之间的间隙。冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有影响。间隙过大或过小都会使上、下两方的裂纹不能重合，从而影响冲裁件质量；间隙过大或过小，材料所受拉伸作用增大或减小，冲裁完成后因材料的弹性回复使落料件尺寸增大或减小，冲孔尺寸增大或减小，间隙影响着尺寸精度，从而也影响到冲裁件质量；间隙很小时，冲裁力必然较大，随着冲裁间隙的增大，冲裁力将降低，间隙对卸料力、推件力及顶件力的影响比较显著；间隙过小，冲裁力及摩擦力都增大，使刃口所受应力增大，造成刃口变形与端面磨损加剧，甚

19、至甭刃；间隙过大，将会因弯矩及拉应力的增大导致刃口损坏。 防止拉裂的措施： .可根据板材的成形性能，采用适当的拉深比和压边力； .增加凸模的表面粗糙度（有时在凸模园角与零件处垫砂布）； .改善凸缘部分变形材料的润滑条件； .适当合理设计模具工作部分的形状； .适当合理的毛料展开尺寸； .选用拉深性能好的材料。 .如果是多次拉深，尤其表面会产生冷作硬化现象，用中间退火来消除。图3 单分型面注射模（两板式）结构图1这是一个单分型面注射模（两板式）结构图，试说出1至19号件的零件名称。（本题9分）1-导柱2-导套3-顶料杆4-凸模5-定模底板6-凹模7-定位环8-主流道体9-拉料杆10-顶杆11-导

20、套12-导柱13-动模板14-动模垫板15-模脚16-顶出板17-顶出底板18-动模底板19-顶杆 2造成冲压拉伸件底部破裂的可能有哪些原因？（本题5分） 答： 凹模圆角过小,材料向凹模流动困难; 凸模圆角过小，材料弯曲变形过大造成材料疲劳而到时材料断裂； 选用制件材料的拉伸系数过小； 凸凹模间隙不均，局部磨损； 润滑不良。3任何避免塑料成型产生应力开裂现象？（本题6分）答：有些塑料较脆，成型时生产内应力而导致开裂，为防止这一缺陷的生产，一方面可在塑料中加入增强材料加以改性，另一方面应注意合理设计成型工艺过程和模具，如成型前的物料预热干燥，金属嵌件的预热，正确规定成型工艺条件，对塑件进行后处理

21、，提高塑件的结构工艺性等。五、设计论述题（共25分） 得分： 1.已知冲裁件厚度为6mm，材料为45钢，请计算所用冲裁模的刃口尺寸及其制造公差，并画出落料模刃口的结构草图。（本题15分）解：落料时应以凹模为基准件来配作凹模，当凹模磨损后变大的尺寸有R60， 查表2-3可知零件精度为IT14，则 对 有： 则所以 = 对 有： 则所以 = 当凹模磨损后变小的尺寸有。所以 则所以 = 当凹模磨损后没变化的尺寸有 因为 又所以尺寸为 则凹模刃口尺寸为5.注塑模一次推出机构中推杆的布置原则是什么？（本题10分）答：在保证塑件成型质量和顺利脱模的情况下，推杆数量应尽可能少，并尽量设置在塑件的内侧，以免因

22、顶出痕迹而影响塑件外观。合理布置推杆的原则如下：1） 尽可能是推杆位置均匀对称，使塑件所受的顶出力均衡，并避免推杆弯曲变形；2） 应注意将推杆设在脱模阻力最大处。若塑件上有细长的凸台或肋，除设置边缘推杆外，还需在凸台或肋的底部设置推杆，以便可靠脱模；若在塑件里面设置推杆，应尽量靠近侧壁；如仅在中心部位顶出，可能会使塑件开裂或被顶透，有时因脱模力过大，塑件上被顶推部位往往会有“发白”想象。3） 在顶推塑件的边缘时，为了增加推杆与塑件的接触面积，应尽量采用直径较大的推杆。推杆的边缘应至少与凸模侧壁相隔0.1-0.15mm，以免因推杆孔的磨损而把凸模侧壁擦伤。1设计注塑模时，选择浇注系统类型的主要依

23、据原则是什么。（8分） 顺利引导熔融塑料充满型腔,并将腔内气体排出; 流程短,少折弯,压力损失小,缩短填充时间； 尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属，防止型芯位移或变形； 浇口料易清除，整修方便，无损制品外观和使用； 设法防止因浇注系统长或两个以上浇口带来的收缩不均的翘曲变形； 在一模多腔时，应使各腔同步连续浇注，保证各制品的一致性； 合理设置冷料井，溢流槽。使冷料不得直接进入行腔及减少毛边； 浇注系统的断面和长度尽量取小值，以减少塑料的占用量，从而减少回收料。 2试完成图4所示弯曲制件的毛坯展开尺寸的计算和冲压工序安排。制件材料厚度2。（中性层取板料厚度的一半）。（本题8分）图4 1）展开尺寸 L=2（202.52）+2（2.5+1）/2+（322.5222）=31+10.99+23=65 （2分）2) 弯曲模工作尺寸 弯曲模凸凹模单边间隙Z=t+ct=2+0.052=2.1 凸凹模制造偏差、可取为/4=0.62/4=0.1550.16因为本题标注外形尺寸，故此应以凹模为基准，间隙取在凸模上。所以凹模尺寸=凸模尺寸 = = （6分） 八某金属垫片零件，内圆尺寸为26，外圆尺寸10，料厚2，材料为Q235。制造精度IT10,磨损系数X=1.0。试确定凸凹模分别加工时的刃口尺寸并画出该零件复合模工作部分示意图。（10分）专心-专注-专业