冲压工艺与模具设计复习题与答案

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.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=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γ和板平面方向性系数△γ。12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ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。215.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0321时，在最大拉应力1方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力3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，而且3210时，在最小压应力3方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力1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：s21_，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、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。如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?3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。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。4.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。5.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。6.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。7.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。8.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。9.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。10.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。11.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。12.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。13.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1/2～1/3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。14.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。15.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。16.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。17.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。18.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。19.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。20.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。21.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。22.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。23.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。24.冲模的制造精度越高，则冲裁件的精度越高。25.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。26.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。27.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。28.冲裁间隙的数值，等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。29.在设计和制造新模具时，应采用最小的合理间隙。30.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。31.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。32.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。433.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。34.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。35.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。36.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。37.落料时，因落料件的大端尺寸与凹模尺寸相等，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。38.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。39.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。40.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。41.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。42.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。43.凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件。44.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δ凸+δ凹≤2cmax-2cmi