1、沖壓工藝及模具設計一、填空題1、在沖壓變性過程中，材料需要最小 變形力的區域為變形的弱區,在沖壓工藝和模具結構設計時，應使變形區成為弱區 。2、沖裁變形過程分為彈性變形階段、塑性變形 階段和斷裂分離階段。3、板料彎曲時，變形發生在 彎曲圓角 部位、直邊部分 不變形 。4、當彎曲變形結束卸載后，由于 彈性恢復,使工件彎曲半徑與 模具尺寸 不同，這一現象稱為彎曲回彈。、5、盒形件拉深拉深時，直邊部分變形 近似于彎曲變形,圓角部分近似于筒形件拉深。6、高盒形件拉深時，方盒形件毛坯一般為 圓形、各中間工序為 圓筒形件 拉深、最后一次拉深成方盒形；矩形件毛坯一般為 長圓形 或 橢圓形； ,先拉成 橢圓筒

2、形件,最后一道拉深成矩形件。7、內圓孔翻邊屬伸長類翻邊，變形區材料受切向拉應力、徑向拉應力，在孔的邊緣處切向拉長 、厚度方向 變薄 ，是開裂的危險處。當豎邊高度不能一次翻出時 ,可采用 拉深 、預沖底孑L再 翻動的方法。8、筒形件拉深過程中，凸緣部分的切向壓應力使凸緣材料易產生起鉞,主要防止措施：采用壓邊圈 和施加大小合適的 壓邊力 。9、沖裁工件的校平模具主要有平面 模和 齒形 模兩種。10、沖壓模具主要分為單工序模、級進連續模和復合模。單工序模是 單 工 序、 單 工位:級進連續模是 多 工序 多 工位；復合模是 經 工序、 單 工位。11、沖裁件的剪切斷面一般由圓角帶 、 光亮帶、 斷裂

3、帶和 毛刺四部分組成。12、彎曲成形中，長度保持不變的金屬層叫中性層,它偏向 ；凹模（或內）側。13、彎曲成形中，常用 彎曲系數（或最小彎曲半徑）來表示變形程度。14、筒形件拉深時，底部圓角處的材料厚度 厚度最小強度最低以及一兩折一壓的應力狀態，使其成為最薄弱處，最易發生開裂015、任何直徑的半球形件拉深系數都為定值0 71,均可拉 成。16、復雜形狀的拉深件，應先做 拉深 模,經確定毛坯尺寸后，再做 落料 模。17、與筒形件拉深相比，板料起伏成形的最大變形特點是：外部材料 不進入; 變形區，變形區材料受兩向拉應力，產生 拉伸 變形,材料厚度變H 018、寬凸緣件是指d緣/d大干 1.4 的凸

4、緣件；凸緣直徑 d緣在 首次拉出，以后各次拉深中d緣保持 不變。19、整形模與成形模結構相似，但 精度 更高:圓角半徑 較小:工件與模具剛性接觸產生校正力 。20、降低沖裁力的方式主要有：階梯沖、 斜刃口 和 局部加熱 。21、冷沖壓模具是實現冷沖壓工藝的一種工藝裝備。22、落料和沖孔屬于分離工序 ,拉深和彎曲屬于成形工序023、變形溫度對金屬塑性的影響很大，一般來說，隨著變形溫度的升高，塑 性 提高 、變形抗力降低 。24、壓力機的標稱壓力是指滑塊在 離下匕點前某一特定位置時，滑塊上所容許承受的最大作用力。25、材料在塑性變形中，變形前的體積 等于變形后的體積.用公式來表小即： J1+ &#

5、163; 2 + e 3=0026、沖裁的變形過程分為彈的變形、塑性變形、斷裂分離 二個階段。27、沖裁模工作零件 刃口尺寸計算時.落料以 凹模 為基準,沖孔以 凸模一為基準，凸模和凹模 的制造精度比工件高2-3級 。1.冷沖壓的優點有： 生產率高、操作簡便，尺寸穩定、互換性好，材料利用率高。2 .冷沖壓是利用安裝在壓力機上的 43 對材料 施加壓力一 ，使其產生.分離或塑性變形_ ,從而獲得所需零件的一種加工方法。3 . 一般的金屬材料在冷塑變形時會引起材料性能的變化。隨著變形程度的增加，所有的強度、硬度都 提高，同時塑性指標 降低，這種現象稱為冷作硬化。4 .拉深時變形程度以 拉深系數m

6、表示,其值越小，變形程度一大越。5 .材料的屈強比一小，均勻延伸率一人一有利于成形極限的提 高。6 .沖裁件的斷面分為圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺區四個區域。7 .翻孔件的變形程度用 翻孔系數K 表示，變形程度最大時，口部可能出現.開裂8 .縮孔變形區的應力性質為 雙向壓縮應力 ,其可能產生的質量 問題是一失穩起皺9 .精沖時沖裁變形區的材料處于三向壓應力，并且由于采用了極小 的間隙，沖裁件尺寸精 度可達IT8-IT6級。二、判(V) 1 .模具裝配后，卸料彈簧的預(X) 2,選擇標準模架規格的依據是(X) 3.單工序模、級進模、復合模 (X) 4,彎曲線的方向與板料的軋制 (X) 5.失穩起

7、皺是壓縮類變形存在 力越大，效果越好。(V) 6.模具裝配后，卸料彈簧的預(X) 7,選擇標準模架規格的依據是(X) 8.單工序模、級進模、復合模 (X) 9.彎曲線的方向與板料的軋制 (X) 10.其力越大，(V) 11.(X) 12.(V) 13.(X) 14.題是起皺。(X) 15.壓力應大于卸料力。凸模的尺寸。中，操作安全性最高的是復合模。方向垂直有利于減少回彈。的質量問題。壓料裝置可以防止起皺，其壓力應大于卸料力。凸模的尺寸。中，操作安全性最高的是復合模。方向垂直有利于減少回彈。失穩起皺是壓縮類變形存在的質量問題。壓料裝置可以防止起皺校正彎曲可以減少回彈。沖裁間隙越小，沖裁件精度越高

8、，所以沖裁時間隙越小越好。在生產實際中，倒裝式復合模比正裝式復合模應用更多一些。脹形時，坯料變形區受兩向拉應力的作用，因此可能產生的最大問拉深凸模上開通氣孔的目的是為了減輕模具的重量。(V) 11、成形工序是使毛坯在不破壞的條件下發生塑性變形而得到所需零件(X) 12、設計落料模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。(X) 13、極限拉深系數就是使拉深件拉裂的最小拉深系數。(X) 14、在拉深過程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。(V) 15、在確定工序順序時，一般是先拉深再沖孔。三、名詞解釋1、沖裁：是使板料沿封閉曲線相互分離的工序。2、連續模：又稱級進模，是在壓力機一次行程中依一定順序在

9、同一模具的不同工位上完成兩道以上工序的模具3、起皺：在拉深時凸緣變形區內的材料受到壓應力的作用后，凸緣部分特別是 凸緣外邊部分的材料可能會失穩而沿切向形成高低不平的皺折，這種現象叫起皺。4、復合模：在模具的一個工作位置上，同時完成兩道或兩道以上工序的模具稱 為復合模。5、壓力中心：沖裁力合力的作用點稱為壓力中心。6、帶料連續拉深：在一副模具上使用帶料進行連續拉深，完成單工序生產需多 副模具才能完成的拉深加工稱為帶料連續拉深。四、問1、彎曲的變形程度用什么來表示？為 什么可用它來表示？彎曲極限變形程度受 哪些因素的影響？答：彎曲的變形程度用彎曲系數 k來表示，k= r/t 。Q分)r越小，t越大

10、，k越小。而板料外側伸長率 6： 6=1/(2k+1) ； k越小, 6越大。 6超過臨界值，外側發生開裂。最小相對彎曲半徑：會造成外側開 裂的相對彎曲半徑(彎曲系數)r/t。其影響因素：材料塑性：材料塑性好，能承受的變形量大，最小彎曲半徑可減小。材料的纖維方向：彎曲線與纖維方向垂直，最小彎曲半徑可減小。彎曲角：彎曲角增大，最小彎曲半徑可減小。板材表面質量：質量越好，最小彎曲半徑可減小。17.影響極限拉深系數的原因有哪些？答：(1)材料的組織與力學性能(2)板料的相對厚度t/D(3)摩擦與潤滑條件(4)模具的幾何參數除次之外還有拉深方法，拉深次數，拉深速度，拉深件形狀等。2、寫出拉深變形時筒形

11、件底部圓角處 的應力、應變，可能產生的失效形式和預 防措施。答：底部圓角部分：徑向拉應力 ；切向拉應力(T3；厚向壓應力(7 2。在拉、 壓應力作用下，徑向產生拉應變，厚向產生壓應變，底部圓角變薄。此處，材料厚度最小，抗拉強度最低(加工硬化最小)，部粒一壓的應力 狀態，成為最薄弱部分，筒壁與凸模圓角相接處容易破裂，即開裂。防止措施：控制合理的變形程度；選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑；采用中間退火，消除加工硬化；合理潤滑。3、何為彎曲回彈？其產生的原因是什 么？可采用哪些措施來減少回彈？答：當彎曲變形結束卸載后，由于彈性恢復，使工件彎曲半徑與模具尺寸不同, 即為彎曲回彈，角度回彈量用 A a表

12、示；曲率回彈量用Ar表示。卸載后，工件變形區產生相反的彈性應力：外側壓應力，內側拉應力。在 外側壓應力、內側拉應力作用下，工件產生回彈。減少回彈的方法：(1)、改變應力狀態(校正彎曲)：改變凸、凹模形狀，加大變形區彎曲力, 使變形區全部呈壓應狀態；(1分)(2)、采用模具補償，減小回彈；(3)、改善彎曲件結構：在彎曲區加加強筋；(4)、用橡皮或聚氨脂凹模。4、與筒形件拉深相比，起伏成形的變 形有何特點？其變形程度如何表示？答：起伏成形：通過材料局部拉伸變形，形成局部凹進或凸起。外部材料不進入變形區，變形區材料受兩向拉應力作用，產生拉伸變形，材料變薄，表面積增大。起伏成形的變形程度用變形區的延伸

13、率表示。£=(L-L0)/L o起伏成形的極限延伸率不超過材料伸長率的(0.70.75)倍。5、什么叫沖裁間隙？沖裁間隙的取向原則是什么？答：在沖裁過程中，凸模與凹模孔口尺寸之差稱為沖裁間隙。取向原則是沖孔時，尺寸以凸模為基準，間隙取在凹模上；落料時尺寸以凹模為基準，間隙取在凸模上。7、拉深過程中的主要失效形式是什么？怎樣避免？答：主要失效形式為：起皺與拉裂。采用壓邊裝置可有效防止起皺。采用有效的潤滑、增大凸、凹模圓角半徑可防止拉裂。8、壓力機標牌為JB23-63C各字母的含義。答：J表示：機械式壓力機；B:次要參數與基本型號不同的第二種變型23:第2歹I，第3組，表示開式雙柱可傾式

14、壓力機；63:壓力機的標稱壓力為630KNC:結構與性能比原型作了第三次改進。2 .沖壓非對稱零件時，模柄都要加騎縫銷(防轉銷)。回答：1)對2)錯理由：騎縫銷的作用是防止上模座相對模柄轉動。如果沖壓非對稱零件不加騎縫銷，則上模部分轉 動一個角度后，凸模和凹模的相對位置會發生變化，這樣會造成工作零件發生啃傷等安全問題。3 .復合模沖裁精度比級進模高。回答：1）對2）錯理由：由于復合模是同一副模具的同一位置上完成 多道工序的沖壓，不會存在條料送進時的定位誤 差，所以精度比在同一副模具不同位置上完成多 道工序的級進模的要高。4 .彎曲時，工件折彎線的方向最好與板料的軋制 方向一致。回答：1）對2）

15、錯理由：板料存在各向異性，順著軋制方向的力學性能 最好,不容易拉裂。當彎曲線與軋制方向垂直時， 彎曲最大拉應力的方向正好與軋制方向一致，此時 彎曲允許的變形程度最大，最不容易開裂。5 .拉深時為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限變形程度，因此，常常在凸模與毛坯的接觸面 上加潤滑。回答：1）對2）錯理由：為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限變 形程度，常常在凹模與毛坯的接觸面上加潤滑。為 了防止凸模與毛坯接觸面之間產生相對滑動并造成 危險斷面的過度變薄或拉裂，應避免在凸模與毛坯 的接觸而h加潤滑。6 .凸模與固定板之間的配合通常采用過盈配合。回答：1)對2)錯理由：凸模與固定板之間一般是采用

16、H7/m6的過 渡 配合。當采用彈壓導板模時，可以采用間隙配合7 .因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致。回答：1)對2)錯理由：工件的內形由凸模決定，外形由凹模決定， 因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致47用配合加工法計算下圖零件的凸模和凹模刃口尺寸。已知： Zmin=0.246 Zmax=0.360答：考慮到工件 形狀復雜，宜采用配作法加工 凸、凹模。此制 件為落料件，故以凹模為基準件來 配作凸模。凹模 磨損后其尺寸變化有三種情況，見 圖bo(1)凹模磨損后尺寸變大的：70± 0.37、53 0 0.37 ；其計算公式：A=( max-xA) +產A查表 3-5 得：1

17、=0.5, X2=0.75 ,取 a=x8A/4將已知數據代入公式得：Aia =(70- 0.5 X 0.4)嚴4=69.8 00.2mmA2A=(53- 0.75 X 0.37) 00.37/4=52.72 0 0.09mm(2)凹模磨損后尺寸變小的：320 0.79；其計算公式：A=(Bmin+xA ) 0-SAB查表 3-5 得 x=0.5，取 S a= A/4將已知數據代入公式得：R=(32+0.5 X0.79) °0.7g4= 32.4 002mm(3)凹模磨損后尺寸不變的：300 0.52;其基本公式為 CA=(Cmin+0.5 A)0.5 Sa取 S a= A/4將已知

18、數據代入公式得：Ca= X30+0.5X0.52)±0.5 x 0.52=30.26± 0.07mm4查表得：Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm 凸模 刃口尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙 值為(0.246 0.360) mm49.試述沖裁間隙是重要性。(10分)答：沖裁間隙對中裁件質量、m功大小及模 具壽命都會產生影響。D沖裁間隙對質量的影響：間隙對斷面質量的影響 模具間隙合理時，沖裁 件斷面塌角較小，光面所占比例較寬，對于軟鋼板及 黃銅約占板厚的三分之一左右，毛刺較小，容易去除。 斷面質量較好；間隙過大時，使塌角增大，毛面增寬, 光面減少，毛刺肥而長

19、，難以去除，斷面質量較差； 間隙過小時，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質 量最好。因此，對于普通沖裁來說，確定正確的沖裁 間隙是控制斷面質量的一個關鍵。沖裁間隙對尺寸精度的影響 材料在沖裁過 程中會產生各種變形，從而在沖裁結束后，會產生 回彈，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。 其結果，有的使制件尺寸變大，有的則減小。其一 般規律是間隙小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖由的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時，落料件尺寸小 于凹模尺寸，沖由的孔徑大于凸模尺寸。同時，在 一般情況下，間隙越小，制件的尺寸精度也越高。2）沖裁間隙對沖壓力的影響：沖裁力隨著問 隙的增大雖然有一定程度的降低，但當單邊間隙在

20、5%1喇厚時，沖裁力降低并不明顯，因此，T殳 來說，在正常7峨情況下，間隙對沖裁力的影口斜 不大，但間隙對卸料力、推件力的影響卻較大。 沖裁間隙對沖模壽命的影響：間隙是影響模具壽命 的主要因素，由于沖裁時，凸模與凹模之間，材料 與模具之間都存在摩擦。而間隙的大小則直接影響 到摩擦的大小。間隙越小，摩擦3）造成的磨損越嚴重，模具壽命就越短，而 較大的間隙，可使摩擦造成的磨損減少，從而提高 了模具的壽命。綜上所述，沖裁間隙較小，沖裁件質量較高，但 模具壽命短，沖壓力有所增大；而沖裁間隙較大，沖 裁件質量較差，但模具壽命長，沖壓力有所減少。因 此，我們應選擇合理間隙。50.壓力機標牌 為JB23-6

21、3C各字母的含義。5分） 答：J表示：機械式壓力機；B:次要參數與基本型號不同的第二種變型23:第2列，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機;63:壓力機的標稱壓力為630KNC:結構與性育比匕原型作了第三次改進。六、計算題1、沖制如圖所示墊圈，材料為 Q235鋼。分別計算落料和沖孔的凸模和凹模 工 作部分尺寸。已知：模具間隙 Zmin=0.46mm Zmax=0.64mm落料模制造偏差 6凹=+0.03mm 6凸=一 0.02mm沖孔模制造偏差 6凹=+0.025mm 6凸=0.02mm落料、沖孔模的磨損系數均為 0.5。1、答：(1)落料：Zmax min=0.05mm; | 6 凹 | + | 6 凸 | =0.05mmc 0.05mm,且模具形狀簡單，因肚明凸、凹用K可分別加為8+0.03口凹=max xA)=(320.5 X0.62)=31.69 mm口凸二(D凹一Zmin) -5 凸=(31.69 -0.10) -0.02 =31.59-0.02 mm(2