模具设计与制造试题库含冷冲压及塑料版.docx
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1、绪论 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 组合工序模具 ,前一种模具在冲压过程中生
2、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 . 复合工序、连续工序、复合连续工序都属
3、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 一 . 填空题1、塑性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成1+
4、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、变形的应力及应变状态、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
5、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,故称这种变形为伸长类变形。14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
6、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材料的屈服强度及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)变形抗力小的软金属,其塑性一定好。 ()物体的塑性仅仅取决于物体的种类,及变形方式和变形条件无关。 ()金属的柔软性好,则表示其塑性好。 ()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。 ()物体某个方向上为正
7、应力时,该方向的应变一定是正应变。 ()物体某个方向上为负应力时,该方向的应变一定是负应变。 ()物体受三向等压应力时,其塑性变形可以很大。 ()材料的塑性是物质一种不变的性质。 ()金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。 ()物体受三向等拉应力时,坯料不会产生任何塑性变形。()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。()当坯料受三向压应力作用,而且时,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
8、)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。4、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及
9、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 复习题答案一 . 填空题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
10、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及板面垂直的光亮部分,它是在塑性变形过程中凸模及凹模挤压切入材料,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,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
11、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
12、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及基本尺寸的差值,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。21.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
13、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,则制件边缘及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。2
14、9.冲裁间隙的数值,等于凹模及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.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;对于断面垂直度及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
15、尺寸。36.落料件的尺寸及凹模刃口尺寸相等,冲孔件的尺寸及凸模刃口尺寸相等。37.冲裁模凸模和凹模的制造公差及冲裁件的尺寸精度、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及凹模尺寸相等,应先确定凹模尺寸,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,因工件的小端尺寸及凸模尺寸一致,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
16、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22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22的条件,并且可放大基准件的制造公差,使制造容易。46
17、.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,保证双面间隙为22。47.冲裁件的经济公差等于不高于11级,一般落料件公差最好低于10级,冲孔件最好低于9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及材料塑性、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2以下的金属板料时,其断面粗糙度值一般可达12.53.2。51.冲裁件在条料、带料或板
18、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。53.材料的利用率是指冲裁件实际面积及板料面积之比,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
19、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及条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。60.搭边是一种工艺废料废料,但它可以补偿定位误差和料宽误差,确保制件合格;搭边还可增加条料刚度,提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙,从而提高模具寿命。61.硬材料的搭边值可小一些;软材料、脆材料的搭边值要大一些。冲裁件尺寸大或者有尖突复杂形状时,搭边值取大一些;材料厚的搭边值要取大一些。62.手工送料,有侧压装置的搭边值可以小,刚性卸料的比弹性卸料的搭边值大。63.冲裁件尺寸大或是有尖角时,搭边值取大一些;材料厚的搭边值要取大一些。在冲裁件过程中,冲裁力是随凸模进入
20、材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。64.在冲裁结束时,由于材料的弹性回复及摩擦的存在,将使冲落部分的材料梗塞在 凹模内,而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。65.从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称卸料力,将梗塞在凹模内的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称推料力,逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称顶料力。66.采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力之和;采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、推料力之和;采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力、顶料力之和。67.为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程
21、平稳以减少压力机的震动,常用阶梯凸模冲裁法、斜刃口冲裁法和加热冲裁法来降低冲裁力。68.在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下,为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象,凸模应采用阶梯布置,即将小凸模做短一些。这样可保证冲裁时,大直径凸模先冲。69.阶梯冲裁时,大凸模长度应比小凸模长度长,可以保证冲裁时大凸模先冲。70.采用斜刃冲裁时,为了保证冲件平整,落料时应将凸模做成平刃;冲孔时应将凹模做成平刃。71.材料加热后,由于抗剪强度降低,从而降低了冲裁力。72.模具压力中心就是冲压力合力的作用点。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。如果模具的压力中心不通过压力
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