沖壓工藝及模具設(shè)計考試題

沖壓工藝及模具設(shè)計考試題PAGEPAGE5沖壓工藝及模具設(shè)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(qū)域為變形的弱區(qū)，在沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使變形區(qū)成為弱區(qū)。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(fā)生在彎曲圓角部位，直邊部分不變形。4、當彎曲變形結(jié)束卸載后，由于彈性恢復(fù),使工件彎曲半徑與模具尺寸不同，這一現(xiàn)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；，先拉成橢圓筒形件，最后一道拉深成矩形件。7、內(nèi)圓孔翻邊屬伸長類翻邊，變形區(qū)材料受切向拉應(yīng)力、徑向拉應(yīng)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(yù)沖底孔再翻邊的方法。8、筒形件拉深過程中，凸緣部分的切向壓應(yīng)力使凸緣材料易產(chǎn)生起皺，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(xù)模和復(fù)合模。單工序模是單工序、單工位；級進連續(xù)模是多工序多工位；復(fù)合模是多工序、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(nèi)）側(cè)。13、彎曲成形中，常用彎曲系數(shù)（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、強度最低以及兩拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)，使其成為最薄弱處，最易發(fā)生開裂。15、任何直徑的半球形件拉深系數(shù)都為定值0.71，均可一次拉成。16、復(fù)雜形狀的拉深件，應(yīng)先做拉深模，經(jīng)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(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力，產(chǎn)生拉伸變形，材料厚度變薄。18、寬凸緣件是指d緣/d大于1.4的凸緣件；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(jié)構(gòu)相似，但精度更高；圓角半徑較??；工件與模具剛性接觸產(chǎn)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(xiàn)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。23、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止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，用公式來表示即：ε1+ε2+ε3=0。26、沖裁的變形過程分為彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個階段。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(yōu)點有：生產(chǎn)率高、操作簡便，尺寸穩(wěn)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模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)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(xiàn)象稱為冷作硬化。4．拉深時變形程度以拉深系數(shù)m表示，其值越小，變形程度越大。5．材料的屈強比小，均勻延伸率大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(qū)四個區(qū)域。7．翻孔件的變形程度用翻孔系數(shù)K表示，變形程度最大時，口部可能出現(xiàn)開裂8．縮孔變形區(qū)的應(yīng)力性質(zhì)為雙向壓縮應(yīng)力，其可能產(chǎn)生的質(zhì)量問題是失穩(wěn)起皺9．精沖時沖裁變形區(qū)的材料處于三向壓應(yīng)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、判斷題（√）1．模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)壓力應(yīng)大于卸料力。（×）2．選擇標準模架規(guī)格的依據(jù)是凸模的尺寸。（×）3．單工序模、級進模、復(fù)合模中，操作安全性最高的是復(fù)合模。（×）4．彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。（×）5．失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質(zhì)量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，效果越好。（√）6．模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)壓力應(yīng)大于卸料力。（×）7．選擇標準模架規(guī)格的依據(jù)是凸模的尺寸。（×）8．單工序模、級進模、復(fù)合模中，操作安全性最高的是復(fù)合模。（×）9．彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。（×）10．失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質(zhì)量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，（√）11．校正彎曲可以減少回彈。（×）12．沖裁間隙越小，沖裁件精度越高，所以沖裁時間隙越小越好。（√）13．在生產(chǎn)實際中，倒裝式復(fù)合模比正裝式復(fù)合模應(yīng)用更多一些。（×）14．脹形時，坯料變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力的作用，因此可能產(chǎn)生的最大問題是起皺。（×）15．拉深凸模上開通氣孔的目的是為了減輕模具的重量。

（√）11、成形工序是使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形而得到所需零件。（×）12、設(shè)計落料模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。（×）13、極限拉深系數(shù)就是使拉深件拉裂的最小拉深系數(shù)。（×）14、在拉深過程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。（√）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(xù)模：又稱級進模，是在壓力機一次行程中依一定順序在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(qū)內(nèi)的材料受到壓應(yīng)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(wěn)而沿切向形成高低不平的皺折，這種現(xiàn)象叫起皺。4、復(fù)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(fù)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(xù)拉深：在一副模具上使用帶料進行連續(xù)拉深，完成單工序生產(chǎn)需多副模具才能完成的拉深加工稱為帶料連續(xù)拉深。四、問答題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(shù)k來表示，k=r/t。（2分）r越小，t越大，k越小。而板料外側(cè)伸長率δ：δ=1/(2k+1)；k越小，δ越大。δ超過臨界值，外側(cè)發(fā)生開裂。最小相對彎曲半徑：會造成外側(cè)開裂的相對彎曲半徑（彎曲系數(shù)）r/t。其影響因素：⑴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。⑵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。⑶彎曲角：彎曲角增大，最小彎曲半徑可減小。⑷板材表面質(zhì)量：質(zhì)量越好，最小彎曲半徑可減小。17．影響極限拉深系數(shù)的原因有哪些？答：（1）材料的組織與力學(xué)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(shù)除次之外還有拉深方法，拉深次數(shù)，拉深速度，拉深件形狀等。2、寫出拉深變形時筒形件底部圓角處的應(yīng)力、應(yīng)變，可能產(chǎn)生的失效形式和預(yù)防措施。答：底部圓角部分：徑向拉應(yīng)力σ1；切向拉應(yīng)力σ3；厚向壓應(yīng)力σ2。在拉、壓應(yīng)力作用下，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)變，厚向產(chǎn)生壓應(yīng)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），兩拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)，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：①控制合理的變形程度；②選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑；③采用中間退火，消除加工硬化；④合理潤滑。3、何為彎曲回彈？其產(chǎn)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(jié)束卸載后，由于彈性恢復(fù)，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Δα表示；曲率回彈量用Δr表示。卸載后，工件變形區(qū)產(chǎn)生相反的彈性應(yīng)力：外側(cè)壓應(yīng)力，內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力。在外側(cè)壓應(yīng)力、內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力作用下，工件產(chǎn)生回彈。減少回彈的方法：（1）、改變應(yīng)力狀態(tài)（校正彎曲）：改變凸、凹模形狀，加大變形區(qū)彎曲力，使變形區(qū)全部呈壓應(yīng)狀態(tài)；（1分）（2）、采用模具補償，減小回彈；（3）、改善彎曲件結(jié)構(gòu)：在彎曲區(qū)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(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力作用，產(chǎn)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(qū)的延伸率表示。ε=(L-L0)/L。起伏成形的極限延伸率不超過材料伸長率的(0.7~0.75)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?？卓诔叽缰罘Q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(shù)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動。如果沖壓非對稱零件不加騎縫銷，則上模部分轉(zhuǎn)動一個角度后，凸模和凹模的相對位置會發(fā)生變化，這樣會造成工作零件發(fā)生啃傷等安全問題。3．復(fù)合模沖裁精度比級進模高?；卮穑?）對2）錯理由：由于復(fù)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?；卮穑?）對2）錯理由：板料存在各向異性，順著軋制方向的力學(xué)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(yīng)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?；卮穑?）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(chǎn)生相對滑動并造成危險斷面的過度變薄或拉裂，應(yīng)避免在凸模與毛坯的接觸面上加潤滑。6．凸模與固定板之間的配合通常采用過盈配合?；卮穑?）對2）錯理由：凸模與固定板之間一般是采用H7/m6的過渡配合。當采用彈壓導(dǎo)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?；卮穑?）對2）錯理由：工件的內(nèi)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(fù)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b。（1）凹模磨損后尺寸變大的：70±0.37、53；其計算公式：AA=(Amax-xΔ)+0δA查表3-5得：x1=0.5,x2=0.75,取δA=Δ/4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：A1A=(70-0.5×0.4)=69.8mmA2A=(53-0.75×0.37)=52.72mm（2）凹模磨損后尺寸變小的：32；其計算公式：BA=(Bmin+xΔ)0-δA查表3-5得x=0.5，取δA=Δ/4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：BA=(32+0.5×0.79)=32.4mm(3)凹模磨損后尺寸不變的：30；其基本公式為CA=(Cmin+0.5Δ)0.5δA取δA=Δ/4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：CA=（30+0.5×0.52）±0.5×=30.26±0.07mm查表得：Zmax=0.360mmZmin=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）mm。49．試述沖裁間隙是重要性。（10分）答：沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力大小及模具壽命都會產(chǎn)生影響。沖裁間隙對質(zhì)量的影響：間隙對斷面質(zhì)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(zhì)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，難以去除，斷面質(zhì)量較差；間隙過小時，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質(zhì)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(zhì)量的一個關(guān)鍵。沖裁間隙對尺寸精度的影響材料在沖裁過程中會產(chǎn)生各種變形，從而在沖裁結(jié)束后，會產(chǎn)生回彈，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其結(jié)果，有的使制件尺寸變大，有的則減小。其一般規(guī)律是間隙小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖出的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖出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。沖裁間隙對沖壓力的影響：沖裁力隨著間隙的增大雖然有一定程度的降低，但當單邊間隙在5%~10%料厚