冲压工艺与模具设计复习题与答案集合.doc
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1、2011冲压工艺与模具设计复习题与答案集合一 . 填空题1 . 冷冲模是利用安装在 压力机 上的 模具 对材料 施加变形力 ,使 其产生变形或分离 ,从而获得冲件的一种压力加工方法。 2 . 因为冷冲压主要是用 板料 加工成零件,所以又叫板料冲压。 3 . 冷冲压不仅可以加工 金属材料 材料,而且还可以加工 非金属 材料。 4 . 冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压,使其产生 分离或变形 而得到所需要冲件的工艺装备 5 . 冷冲压加工获得的零件一般无需进行 机械加工 加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无 无切屑的加工方法。 6 . 冷冲模按工序组合形式可分为 单工序模具 和 组合工
2、序模具 ,前一种模具在冲压过程中生产率低,当生产量大时,一般采用后一种摸具,而这种模具又依组合方式分为复合模、级进模、复合 - 级进模等组合方式。 7 . 冲模制造的主要特征是单件小批量生产,技术要求高,精度高,是技术密集型生产。 8 . 冲压生产过程的主要特征是,依靠冲模和压力机完成加工,便于实现自动化化,生产率很高,操作方便。 9 冲压件的尺寸稳定,互换性好,是因为其尺寸公差由 模具 来保证。 二 . 判断题(正确的打,错误的打) 1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产,因此冲压件也是单件小批量生产。( ) 2 . 落料和弯曲都属于分离工序,而拉深、翻边则属于变形工序。 ( ) 3 . 复
3、合工序、连续工序、复合连续工序都属于组合工序。 ( ) 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。 ( ) 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。 ( ) 6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。 ( ) 7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。 ( ) 8 . 把两个以上的单工序组合成一道工序,构成复合、级进、复合 - 级进模的组合工序。 ( ) 9 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。 ( ) 10. 冲压加工只能加工形状简单的零件。 ( ) 11 . 冲压生产的自动化就是冲模的自动化。 ( ) 第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案1. 塑性变形的物体
4、体积保持不变,其表达式可写成1+2+3=0。2. 冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。3. 物体在外力的作用下会产生变形,如果外力取消后,物体不能恢复到原来的形状和尺寸,这种变形称为塑性变形。4. 影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。5. 在冲压工艺中,有时也采用加热冲压成形方法,加热的目的是提高塑性, 降低变形抗力。 6. 材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。7. 压应力的数目及数值愈大,拉应力数目及数值愈小,金属的塑性愈好。8. 在同号主应力图下引起的变形,所需的变形抗力之值较大,而在异号主应力图下引起
5、的变形,所需的变形抗力之值就比较小。9. 在材料的应力状态中,压应力的成分愈多,拉应力的成分愈少,愈有利于材料塑性的发挥。10. 一般常用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加,所有强度指标均增加,硬度也增加,塑性指标降低,这种现象称为加工硬化。11. 用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数和板平面方向性系数。12. 在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数越大,则凸耳的高度越大。13. 硬化指数n值大,硬化效应就大,这对于伸长类变形来说就是有利的。14. 当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一定是伸长变形,故称
6、这种变形为伸长类变形。15. 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一定是压缩变形,故称这种变形为压缩类变形。16. 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。17. 材料的冲压性能好,就是说其便于冲压加工,一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大,生产率高,容易得到高质量的冲压件,模具寿命长等。18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。屈强比小,对所有的冲压成形工艺都有利。二、判断题(正确的打,错误的打)1. 变形抗力小的软金属,其塑性一定好。 ()2. 物体的塑性仅仅取决于物体的种类,与变形方式和变形条件无关。 ()3. 金属的柔软性好,则
7、表示其塑性好。 ()4. 变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下,引起塑性变形的单位变形力。 ()5. 物体某个方向上为正应力时,该方向的应变一定是正应变。 ()6. 物体某个方向上为负应力时,该方向的应变一定是负应变。 ()7. 物体受三向等压应力时,其塑性变形可以很大。 ()8. 材料的塑性是物质一种不变的性质。 ()9. 金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。 ()10. 物体受三向等拉应力时,坯料不会产生任何塑性变形。()11. 当坯料受三向拉应力作用,而且时,在最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形,在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形。()12. 当坯料受三向压应力作用,而
8、且时,在最小压应力方向上的变形一定是伸长变形,在最大压应力方向上的变形一定是压缩变形。()三、问答题1. 影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些?影响金属塑性的因素有如下几个方面:(1)化学成分及组织;(2)变形温度;(3)变形速度;(4)应力状态。2. 请说明屈服条件的含义,并写出其条件公式。屈服条件的表达式为:,其含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时,该点才开始屈服。3. 什么是材料的力学性能?材料的力学性能主要有哪些? 材料对外力作用所具有的抵抗能力,称为材料的机械性能。板料的性质不同,机械性能也不一样,表现在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、屈服极限
9、、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?它对冲压工艺有何影响? 金属在室温下产生塑性变形的过程中,使金属的强度指标(如屈服强度、硬度)提高、塑性指标(如延伸率)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均匀,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,使得工件的变形均匀,工件不容易出现胀裂现象。5. 什么是板厚方向性系数?它对冲压工艺有何影响?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向异性。各向异性包括厚度方向的和板平
10、面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数表示。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,这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明,增大值均可提高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?它对冲压工艺有何影响? 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相同,也就是常说的板平面方向性,用板平面各向异性指数来表示。比如,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愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的
11、切边高度愈大。由于会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此生产中应尽量设法降低。7. 如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?板料对冲压成形工艺的适应能力,称为板料的冲压成形性能。它包括:抗破裂性、贴模性和定形性。抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力,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取得与模具形状一致性的能力;定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。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。第二章 冲裁工艺及冲裁模设计 复习题答案1. 冲裁既可以直接冲制成品零件,又可以为其他成形工序制备毛坯。2. 从广义来说,利用冲模
12、使材料相互之间分离的工序叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。但一般来说,冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。3. 冲裁根据变形机理的不同,可分为普通冲裁和精密冲裁。4. 冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。5. 冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。6. 圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。7. 光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分,它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料,使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。8. 冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。9. 塑性差的材料,断裂倾向严重,剪裂带增宽,
13、而光亮带所占比例较少,毛刺和圆角带大;反之,塑性好的材料,光亮带所占比例较大。10. 增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为:减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力,此外,还要合理选择塔边、注意润滑等。11. 减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有:尽可能采用合理间隙的下限值,保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。12. 冲裁凸模和凹模之间的间隙,不仅对冲裁件的质量有极重要的影响,而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。13. 冲裁间隙过小时,将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。14. 合理间隙冲裁时,上下刃口处所产生的剪裂纹基本能
14、重合,光亮带约占板厚的1/21/3左右,切断面的塌角、毛刺和斜度均较小,完全可以满足一般冲裁件的要求。15. 间隙过小时,出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些,但易去除,而且断面的斜度和塌角小,在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。16. 冲裁间隙越大,冲裁件断面光亮带区域越小,毛刺越大;断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。17. 影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。18. 间隙过大时,致使断面光亮带减小,塌角及斜度增大,形成厚而大的拉长毛刺。19. 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越小,则精度越高。20. 所选间隙值的大小,直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。2
15、1. 影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面,一是冲模本身的制造偏差,二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件的形状和尺寸、材料的相对厚度t/D等,其中间隙起主导作用。22. 当间隙较大时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸;冲孔件的孔径大于凸模尺寸。23. 当间隙较小时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸大于凹模尺寸,冲孔件的孔径小于凸模尺寸。24. 对于比较软的材料,弹性变形量小,冲裁后的弹性回复值亦小,因而冲裁件的精度较高;对于较硬的材料则正好相反。25. 冲模的制造精度越高,则冲裁件的精度越高。26. 间隙过小,模具寿命会缩
16、短,采用较大的间隙,可延长模具寿命。27. 随着间隙的增大,冲裁力有一定程度的降低,而卸料力和推料力降低明显。28. 凸、凹模磨钝后,其刃口处形成圆角,冲裁件上就会出现不正常的毛刺,凸模刃口磨钝时,在落料件边缘产生毛刺;凹模刃口磨钝时,在冲孔件孔口边缘产生毛刺;凸、凹模刃口均磨钝时,则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。消除凸(凹)模刃口圆角的方法是修磨凸(凹)模的工作端面。29. 冲裁间隙的数值,等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。30. 在设计和制造新模具时,应采用最小的合理间隙。31. 材料的厚度越大,塑性越低的硬脆性材料,则所需间隙c值就越大;而厚度越薄、塑性越好的材料,所需间隙值就越小。32.
17、 合理间隙值和许多因素有关,其主要受材料的力学性能和材料厚度因素的影响。33. 在冲压实际生产中,主要根据冲裁件的断面质量、尺寸精度和模具寿命三个因素给间隙规定一个范围值。34. 在设计模具时,对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件,应选用较小的间隙值;对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件,以提高模具寿命为主,应选用较大的间隙值。35. 冲孔时,凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。36. 落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等,冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。37. 冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的尺寸精度、冲裁间隙、刃口尺寸磨损有关。38. 落料时,因落料件的大端尺寸与凹模尺寸相等,应
18、先确定凹模尺寸,即以凹模尺寸为基础,为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸范围内较小尺寸,而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。39. 冲孔时,因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致,应先确定凸模尺寸,即以凸模尺寸为基础,为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸范围内较大尺寸,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。40. 凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有互换性,制造周期短,便于成批生产。其缺点是模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。41. 配制加工法就是先按设计尺寸加工一个基准件(凸模或凹模),然后根
19、据基准件的实际尺寸再按间隙配作另一件。42. 落料时,应以凹模为基准配制凸模,凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。43. 冲孔时,应以凸模为基准配制凹模,凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。44. 凸、凹模分开制造时,它们的制造公差应符合凸+凹2cmax-2cmin的条件。45. 配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由配制保证,工艺比较简单,不必校核 凸+凹2cmax-2cmin的条件,并且可放大基准件的制造公差,使制造容易。46. 冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小冲裁间隙配制。故在凹模上只标注基本尺寸,不标注公差,同时在零件图的技术要求上注明凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制
20、,保证双面间隙为2cmin2max。47. 冲裁件的经济公差等于不高于IT11级,一般落料件公差最好低于IT10级,冲孔件最好低于IT9级。48. 冲裁件的工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。49. 冲裁件的工艺性分析,主要从冲裁件的结构工艺性、冲裁件的精度和冲裁件的断面质量等三方面进行。50. 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙刃口锐钝情况以及冲模的结构有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时,其断面粗糙度值Ra一般可达12.53.2。51. 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。52. 排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具的结构及使用寿命等。5
21、3. 材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比,它是衡量合理利用材料的指标。54. 冲裁产生的废料可分为两类,一类是结构废料,另一类是工艺废料。55. 减少工艺废料的措施是:设计合理的排样方案,选择合理的板料规格和合理的搭边值;利用废料作小零件。56. 排样的方法,按有无废料的情况可分为有废料排样、无废料排样和少废料排样。57. 对于有废料排样,冲裁件的尺寸完全由冲模来保证,因此制件的精度高,模具寿命高,但材料利用率低。58. 无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件,无任何搭边,冲裁件的质量和精度要差一些,但材料的利用率高。59. 排样时,冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废
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