冲压工艺及模具设计02218复习资料.docx
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1、1、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;)变形速度; 4 )、应力状态;2、请说明屈从条件的含义,并写出其条件公式。答:屈从条件的表达式为:,其含义是只有当各个应力重量之间符合肯定的关系时,该点才开场屈从。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,表如今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、屈从极限、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
2、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 ( 如屈从强度、硬度 ) 进步、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,在拉伸类的变形中,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。
3、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,这样有利于进步拉深变形程度和保证产品质量。通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的试验说明,增大 r 值均可进步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 r ?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向异性,即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不一样,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。比方,拉深后工件口部不平齐,出现“凸耳”现象。板平面各向异性制数 r 愈大,“凸耳”现象愈严峻,拉深后的切边高度愈大。由
4、于 r 会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此消费中应尽量设法降低r 。7、如何断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、贴模性和定形性。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获得及模具形态一样性的实力;定形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?它在消费中有何作用?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
5、序。冲裁工序是在冲压消费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展切边。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 2.1.3 所示:从凸模开场接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈从极限,这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ;假如凸模接着下压,坯料内部的应力到达屈从极限,坯料开场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 ( 第二阶段 ) ;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
6、) 。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第二阶段(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
7、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。11、什么是冲裁间隙?冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响?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
8、纹在扩展时可以互相重合,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,外表较粗糙。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
9、冲裁力的需要时,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,从而到达降低冲裁力的目的。 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:将多凸模的凸模高度作成凹凸不同的构造,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
10、这种构造不便于刃磨,所以仅在小批量消费中运用。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,对模具压力中心确实定是非常重要的 , 在实际消费中,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
11、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,以保证工件外形完好,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,一般根据以下条件: 1 、消费批量的大小。从进步冲压件消费率角度来考虑,选用复合模和级进模构造要比选择单工序模好得多。一般来说,小批量和试制消费时采纳单工序模具,中批和大批消费时,采纳复合冲裁模和
12、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,复合模由于避开了屡次冲压时的定位误差,其尺寸精度最高能到达 IT9 级以上,再加上复合模构造本身的特点,制件的平整度也较高。因此,工件尺寸公差等级较高时,宜采纳复合模的构造。 3 、从实现冲压消费机械化及自动化消费的角度来说,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 、从消费的通用性来说,单工序模具通用性最好,不仅合适于中小批量的中小型冲压件的消费,也合适大型冲压件的消费。级进模不合适大型工件的消费。 5 、从冲压消费的平安性来说,级进模比单
13、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、小批量及试制消费或工件外形较大,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、消费批量大的工件的冲压,应采纳复合模;对精度要求一般,又是大批量消费时,应采纳级进模构造。16、怎样选择凸模材料?答:凸模的刃口要求有较高的耐磨性,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,形态简洁、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 Cr12 、 Cr12MoV 、 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
14、。凸模的硬度,一般为 HRC58 62 。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,可以进步消费率。 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 、当需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 0.5 mm )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。
15、这时,可以降低条料的宽度误差,进步工件的精度。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,因为同样的缘由也需要加装一块垫板。设计时,一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。
16、一般垫板的的形态和尺寸大小及凹模板一样。材料选用 T7 、 T8 钢,热处理的淬火硬度为 48 52HRC ,上下外表的粗糙度为 Ra0.8 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构造形式,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工件冲裁模中。 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
17、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展冲压加工。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,还要对凸模进展导向,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 ) t 。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
18、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:根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。23、什么是带齿圈压板的精冲法?答:带齿圈压板的精冲法,又叫强力压边精冲法,是目前国际上应用最为广泛的精冲方法。它除了采纳微小的间隙、凸模或凹模刃口带有小圆角外,又采纳了一个强有力的顶件装置和带有“ V ”形凸梗的压边装置。被冲材料处于三向压应力状态,进步了材料的塑性,抑制的裂纹的产生,其结果就是工件断面几乎都是光亮带,并且断面及板平面垂直,工件的尺寸精度可达 IT7 级
19、左右,断面粗糙度可达 Ra1.6 0.2 m 。24、什么是齿圈压板?精冲模中的齿圈压板有何作用?答:精冲模和一般冲模的最大区分就在于采纳了 V 形齿圈压板。所谓齿圈压板是指在压板或凹模上,围绕工件轮廓肯定间隔 设置的V形凸梗。齿圈压板的作用就是阻挡剪切区以外的金属板料,在冲裁过程中进入到剪切区内,以便在剪切区内的材料处于三向压应力状态;压紧被冲材料,避开板料的弯曲和拉伸变形;冲裁完成后又起卸料的作用。25、精冲工艺对压力机有哪些特殊要求?答:精冲工艺的实现,要求压力机要供应三种压力,即:使材料分别的剪切力、压料力和顶件力。但这三种力不是同时产生的,而是需要压力机按精冲工艺的要求依次产生。所以
20、精冲工艺对压力机有如下特殊要求: 1 、三种压力按精冲工艺的要求依次产生,并且可以单独进展调整; 2 、精冲压力机要有足够的刚性; 3 、精冲压力机的滑块应当可以精细的上下调整; 4 、精冲压力机要有足够的导向精度; 5 、精冲压力机的滑块速度要低,且可以调整。26、弯曲变形的过程是怎样的?答:虽然各种弯曲件的形态及其运用的弯曲方式有所不同,但从其变形的过程和特点来看却有共同的规律。其中的板料压弯工艺是弯曲变形中运用最多的一种,板料从平面弯曲成具有肯定角度和形态,其变形过程是围围着弯曲圆角区域绽开的,所以弯曲件的圆角部分是弯曲变形的主要变形区。弯曲变形的过程如图 5-1 所示。将毛坯 4 放在
21、凹模 1 上面的定位板 2 上面,如图 (a) 所示,凸模 3 在压力机滑块的带动下向下运动,凸模就渐渐将平板毛坯向下压,板料受压产生弯曲变形。随着凸模的不断下压,板料弯曲半径渐渐减小,如图( b )所示。直到压力机滑块下降到下死点位置时,板料被紧紧地压在凸模、凹模之间,如图( c )所示。这时,板料地内圆半径及凸模地圆角半径一样,弯曲变形完毕。1 )弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分从图( b )中我们看到,弯曲变形后板料两端平直部分的网格没有发生变更,而圆角部分的网格由原来的方形变成了扇形网格,这就说明弯曲变形集中在圆角部分。 2 )弯曲变形区存在一个变形中性层从对两图中的网格视察,明显的看见
22、弯曲圆角部分的网格发生了显著的变更:靠近凸模一边的金属纤维层 (aa) 因为受到压缩而缩短;靠近凹模一边的纤维层( bb )因为受到拉伸而伸长。也就是说,弯曲变形时变形区的纤维由内、外外表至板料中部,其缩短及伸长的程度渐渐变小。由于材料的连续性,在两个伸长及缩短的变形区域之间,必定有一层金属纤维层的长度在弯曲前后保持不变(如图中的 OO ),这一金属层就称为应变中性层。 3 )形区材料厚度变薄的现象 板料弯曲时,假如弯曲变形程度较大,变形区外侧材料受拉而伸长,使得厚度方向的材料流淌过来进展补充,从而使厚度减薄,而内侧材料受压,使厚度方向的材料增厚。由于应变中性层的内移,外层的减薄量大于内层区域
23、的增厚量,因此使弯曲变形区的材料厚度变薄。变形程度愈大,变薄现象愈明显。 4 )、变形区横断面的变形对于相对宽度 b/t ( b 为板料的宽度, t 为板料的厚度)较窄的坯料( b/t 3 的窄板),在弯曲变形过程中,板料宽度方向的形态及尺寸也会发生变更:在应变中性层以内的压缩区横截面的宽度和高度都增加,而在应变中性层以外的拉伸区横截面的宽度和高度都减小,使整个横截面变成扇形。对宽度较大的板料( b/t 3 的宽板),在弯曲时横向变形受到大量材料的阻碍,宽度方向的尺寸及形态根本保持不变。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,板料外外表的变形程度越大。假如板料的弯曲半径过
24、小,则板料的外外表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外表不发生破坏的前提下,弯曲件的内外表所能弯成的最小圆角半径,用rmin 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。所以在消费实际中,都将冷作硬化的材料,用热处理方法进步其塑性,以获得较小的弯曲半径,增大弯曲变
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