冲裁基本工艺及冲裁模具的设计复习题.doc

冲裁工艺及冲裁模具设计
一、填空题
1. 冲裁工序涉及两种工序，分别是 落料 与 冲孔 。
2. 冲裁变形涉及了三个阶段变形过程，分别是 弹性变形阶段 、塑性变形阶段、剪裂分离阶段。
3. 普通冲裁件断面具备塌角带、光亮带、断裂带和毛刺四个明显区域。
4. 冲裁模总冲压力涉及冲裁力、卸料力、推件力和顶件力。　　
5. 冲裁排样从废料角度来分，可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种 。　
6. 落料凹模在下半模复合模称为 正装 复合模，构造上有 三 套打料除件装置。
7. 落料凹模在上模叫 倒装 复合模，而落料凹模在下模叫 正装 复合模，其中 正装 复合模多一套打料装置，
8. 冲模装配是模具制造核心工序，其要点有：（1）要合理选取装配 基准件 ，（2）要合理选取装配 组件 ，（3）要合理 进行总体装配
9. 弹性卸料装置除了起卸料作用外，还兼起 压料 作用，它普通用于材料厚度相对 较薄 材料卸料。
10. 侧刃常被用于 定距精度和生产效率规定高持续 模中，其作用是控制条料进给方向上 进给步距 ，
11. 普通模架在“国标”中，按照导柱导套数量和位置不同可分为： 对角导柱 模架、 中间导柱 模架、四角导柱 模架、后侧导柱 模架四种。
12. 减少冲裁力重要办法有 阶梯凸模冲裁 、 斜刃冲裁 、 加热冲裁（红冲） 等。
13. 模具 压力中心 就是冲压力合力作用点，求 压力中心 办法就是求空间平行力系合力作用点。

二、选取题
1. 在冲裁模各种凹模洞孔形式中，刃磨后工作某些尺寸将产生变化是 B 。
A. 圆柱形洞口　　　B. 圆锥孔口　　　C. 具备过度圆柱形洞口　　D. 以上三种
2. 在冲模正倒装关系中，正装指是 A 。
A 凸模装上模,凹模装下模 B凹模装上模,凸模装下模
C凸凹模同装上模 D凸凹模同装下模
3. 在普通冲裁中，光亮带宽度约占整个断面 C 。
A. 1/5~1/4以上 B. 1/4~1/3以上
C. 1/3~1/2以上 D. 1/2~2/3以上
4. 为防止冲裁时凸模折断，普通冲裁模冲孔最小孔径与材料厚度比较关系是 A 。
A 不不大于 B不大于 C 等于 D无所谓
5. 在冲裁工序中，搭边起到一定工艺作用，下面各点中，不属于搭边作用是 B 。
A 补偿定位误差，保证冲出合格制品；
B 减小冲裁力，保证冲出合格制品；
C 保持条料具备一定刚性，便于送料；
D 保护模具，以免模具过早磨损而报废。
6. 在持续模中，侧刃作用是 D 。
A. 侧面压紧条料　　 　B. 对卸料板导向
C. 控制条料送进时导向　　　　D. 控制进距（送进时距离）实现定位
7. 在复合冲裁模中，下面属于倒装复合模是 B 。
A 凸凹模在上模，凹模在下模；
B 凸凹模在下模，凹模在上模；
C 凸凹模与凹模均在上模；
D 凸凹模与凹模均在下模。
8. 模具压力中心是指冲压力合力作用点。下面各种陈述中，不属于计算压力中心目是 C 。
A 使冲裁压力中心与冲床滑块中心相重叠，避免会产生偏弯距，减少模具导向机构不均匀磨损；
B 保持冲裁工作间隙稳定性，防止刃口局部迅速变钝，提高冲裁件质量和模具使用寿命；
C 提高材料运用率；
D 合理布置凹模型孔位置。
9. 下面各种零件中，不属于冲压模挡料销构造是 D 。
A.固定挡料销　　 B.活动挡料销 C.始用挡料销　 　　D.导正销
10. 冲裁模试冲时，浮现剪切断面光亮带太宽，甚至浮现二次光亮带及毛刺，其重要因素是 A 。
A. 冲裁间隙太小 B. 冲裁间隙太大
C. 冲裁间隙不均匀 D. 刃口不锋利
11. 在冲裁模中，落料件最大极限尺寸为Dmax，制造公差为Δ，磨损系数为x，则凹模刃口直径基本尺寸Dd是 B 。
A. Dd =Dmax + xΔ B. Dd =Dmax – xΔ C. Dd =Dmax + Δ D. Dd =Dmax - Δ
12. 若采用滚珠导柱和导套，则滚珠与导柱、导套之间采用配合类型是 B 。
A 间隙配合 B 过盈配合 C 过渡配合 D 都可以
13. 在冲裁模中，凹模洞孔形式有各种，在下面各图中，其中不对的是 C 。

14. 在冲裁模中，冲裁力是P=KLtτ,其中，τ是代表 B 。
A 弹性模量 B 材料抗剪强度
C 材料抗拉强度 D 屈服强度
15. 在冲裁模中，冲裁力是P=KLtτ,其中，K取值是 B 。
A. K=1 B. K=1.3 C. K=1.5 D. K=2.0
16. 在冲裁模中，推料力是P=nK推P,若凹模刃口直边高为h=10mm，材料厚度t=2mm，则n 取值是 D 。
A. n=2 B. n=3 C. n=4 D. n=5
17. 在采用滚珠导柱、导套中，若滚珠夹持圈长度为L，则导套长度L1应为 B 。
A. L1=L B. L1=L + (5~10) C. L1=L - (5~10) D. L1=L±5
18. 在冲裁模中，若凹模刃口直径为Dd，凸模刃口为Dp，则冲裁间隙是 A 。
A. Dd-Dp B.（Dd-Dp)/2 C. Dd+Dp D.（Dd+Dp)/2
19. 冲裁模间隙应当 C 模具导向件间隙。
A、不大于； B、等于； C、不不大于； D、不大于等于。
20. 冲裁间隙对冲裁件尺寸有一定影响，普通状况下，若采用间隙过大时，落料件尺寸 B 凹模尺寸
A、不不大于； B、不大于； C、等于。

三、判断题
1. 冲压件冲压总压力普通不不大于或等于压力机公称压力。 ( × )
2. 惯用卸料装置有：刚性卸料装置和弹性卸料装置。　　 ( √ )
3. 冲裁棋中凸模、凹模间隙不大于导柱、导套间隙。 ( × )
4. 冲压模使用刚性卸料（退料）重要长处是卸料可靠；卸料力大。　　 ( √ )
5. 在冲压件生产中，材料运用率是指一种进距内制件实际面积与所需板料面积之比百分率。 ( √ )
6. 落料是用模具沿封闭线冲切板材，冲下某些为废料。 ( × )
7. 挡料销作用是保证条料送进时有精确送进距。 ( √ )
8. 连接弹压卸料板时，可以选用圆柱普通螺钉， （ × ）
9. 搭边值作用是补偿定位误差，保持条料有一定钢度，以保证零件质量和送料以便。 （　√　）
10. 在持续模中，侧刀作用是控制材料送进时导向。 （ × ）
11. 普通冲裁最后分离是塑性剪切分离。 （ × ）
12. 精密冲裁重要条件是：压板带齿形凸梗（齿圈）、凹模（落料）或凸模（冲孔）带小圆角、间隙极小、压边力和反顶力较大。 （ √ ）
13. 在其她条件相似状况下，金属材料中，硬材料冲裁合理间隙不不大于软材料合理间隙。 （ V ）
14. 冲裁力较大冲裁模，凸模或凹模只用螺钉固定在模座上即可。 （ × ）
15. 冲裁变形过程中，微裂纹最早出当前凹模端面。 （ × ）
16. 冲裁模间隙应当不大于模具导向件间隙。 （ × ）
17. 在减少冲裁力诸多办法中，采用阶梯布置凸模时，为了保护小凸模，应使小凸模比大凸模高某些。 （ × ）
18. 采用刚性卸料装置和下出件模具时，其总工艺力为P∑=P+P卸+P推。 （ × ）
19. 原则件就是从原则件厂购买来直接装配在模具上不需进行任何加工零件。 （ × ）
20. 斜刃比平刃冲裁力大。 　（ × ）

四、简答与计算题
1．什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁有哪些影响？
答：（1）冲裁模凸、凹模刃口某些尺寸之差称为冲裁间隙。
（2）冲裁间隙大小对冲裁件断面质量、冲裁力、模具寿命等影响很大，因此冲裁间隙是冲裁模设计中一种很重要工艺参数。

2．冲孔工序和落料工序中，凸、凹模刃口尺寸计算应如何区别对待？
答：落料件外径尺寸等于凹模内径尺寸，冲孔件内径尺寸等于凸模外径尺寸。故落料模应以凹模为设计基准，再按间隙值拟定凸模尺寸；冲孔模应以凸模为设计基准，再按间隙值拟定凹模尺寸。

3．为什么要计算压力中心？
在设计冲裁模时，其压力中心要与冲床滑块中心相重叠，否则冲模在工作中就会产生偏弯矩，使冲模发生歪斜，从而会加速冲模导向机构不均匀磨损，冲裁间隙得不到保证，刃口迅速变钝，将直接影响冲裁件质量和模具使用寿命，同步，冲床导轨与滑块之间之间也会发生异常磨损。

4．冲裁模重要涉及哪些构造零件？
答：各种构造冲裁模，普通由工作零件（凸模、凹模）、定位零件（挡料销。导尺等）、卸料零件（卸料板）、导向零件（导柱、导套）和安装固定零件（上下模座、垫板、凸凹模固定板、螺钉和定位销）等5种基本零件构成。

5．高质量冲裁件断面具备有什么特性？
答：较高质量冲裁件断面，应当是光亮带较宽，约占整个断面1／3以上．塌角、断裂带、毛刺和锥度都很小，整个冲裁零件平面无穹弯现象。

6． 复合模与级进模各有什么特点？
答：（1）复合模是在冲床滑块一次行程中，在冲模同一工位上能完毕两种以上冲压工序。在完毕这些工序过程中不需要移动冲压材料。在复合模中，有一种一身双职重要零件就是凸凹模。由于在冲压过程中，制品坯料不必移动，因此冲压出来制品质量较高。
（2）级进冲裁模又称级持续或跳步模。这种冲裁模是按照一定冲裁程序，在冲床滑块一次行程中，可在冲模不同工位上完毕两种以上冲压工序。由于级进模工位数较多，因而级进模冲制零件，必要解决条料或带料准拟定位问题，才有也许保证冲压质量。

7．如图所示零件，材料为Q235，料厚为2mm。模具采用正装、下出料、刚性卸料装置，凹模洞口直边高8mm。试计算该工序总冲压力。（其中：抗剪强度=350MPa，K卸=0.04，K推=0.05，K顶=0.06，）
解：（1）冲裁力计算

由图分析，零件落料及冲孔边长L是：
L=80*2+60*2+3.14*16*2=380.48（mm）
因此，冲裁力P是：
P= KLtτ=1.3*380.48*2*350=346.24（KN）
（2）由于模具采用正装、下出料、刚性卸料装置，
故，冲床总冲压力PΣ=P +P推
其中，推料力P推是：
P推=nK推P=（8/2）*0.05*346.24=69.25（KN）
（3）所需总冲压力PΣ是：
PΣ=P+P推=346.24+69.25=415.49（KN）

8． 如下图所示，是某落料工序排样图，试计算出该工序材料运用率。

解：单件零件用料面积S是：S=（38-8）x8+（16-8）x8+3.14x82/4=354(mm)
那么，该工序材料运用率η是：η=（354*12）/（122*52）=0.67
即η=0.67x100%=67%

9． 如图所示零件，材料为10F，料厚为2mm。请计算该制件冲裁工序力。（其中：抗剪强度=260~340MPa，抗拉强度=300~440MPa）

解：该冲裁件周长是：L=38x2+(58-8x2-38)x2+(30-8x2)x2+3.14x2x8=162(mm)
该材料抗剪强度取τ=300MPa，修正系数K=1.3
则该制件冲裁工序力P是：
P=KLtτ=1.3x162x2x300=126360（N）=126.36（KN）

10． 试计算下面冲裁件压力中心，并在图中用“O”点标出位置及尺寸。

解：由图可看出，该零件左右对称，
即其X方向上压力中心位于对称轴上。
现如下方边作为Y方向零点，如图所示，
则其各基本线段重心距离X轴距离分别是：
Y1=18mm
Y2=50/2=25mm
Y3=18+(50-18)/2=34mm
Y4=40mm
Y5=50mm
因此，Y方向上压力中心Y0是
Y0=（l1*Y1+ l2*Y2+ l3*Y3+ l4*Y4+ l5*Y5）/（l1+ l2+ l3+ l4+ l5+ l6）
=﹝（64-18*2）*18+50*2*25+（50-18）*2*34+3.14*4*2*2*40+18*50*2﹞/﹝（64-18*2）+50*2+（50-18）*2+3.14*4*2*2+18*2+64﹞

答 案

=﹝504+2500+2176+.6+1800﹞/﹝28+100+64+50.24+36+64﹞
=8989.6/342. 24
=26.27（mm）
“O”点位置如图所示

11． 如图所示零件，材料为D42硅钢板，料厚为0.35mm。用配做加工办法，试拟定凸、凹模刃口尺寸。
（其中：，Zmin=0.246，Zmax=0.36，磨损系数X=0.75）

解：冲裁间隙Z是：Z= Zmax- Zmin=0.36-0.246=0.114mm
那么，δd=0.6 x 0.114=0.07mm
δp=0.4 x 0.114=0.05mm
（1）磨损后凹模尺寸将增大尺寸计算
因此，处凹模尺寸A1d是
A1d=（A1max- XΔ）+δd =（128 - 0.75x0.26）=
处凹模尺寸A2d是
A2d=( A2max- XΔ）+δd =（96 - 0.75x0.23）=
处凹模尺寸A3d是
A3d= (A3max- XΔ）+δd =（36 - 0.75x0.12）=
（2）磨损后凹模尺寸将减小尺寸计算
因此，处凹模尺寸B1d是
B1d=（B1min+ XΔ）-δd =（56+0.75x0.18）=
（3）该落料模处，凹模磨损后尺寸不变，
因而，处凹模尺寸C1d是
C1d=（C1max –Δ/2）±δd/2=（60-0.2/2）±0.07/2=59.9±0.04
依照已计算出来凹模尺寸，则其相应凸模尺寸在原有凹模尺寸基本上，加上或减去双边间隙Z即可。

（解法二）：
解：（1）凹模刃口尺寸：
尺寸及分类
尺寸转换
冲裁间隙
磨损系数
计算公式
制造偏差
成果
尺寸变小

Zmin=0.246
Zmax=0.36
Zmax-Zmin=
0.36-0.246
=0.114mm
X=0.75

Δ=0.18
Aj=
尺寸变大

X=0.75

Δ=0.23
Bj=

X=0.75
Δ=0.26
Bj=

X=0.75
Δ=0.12
Bj=

X=0.5
Δ=0.7
Bj=
尺寸不变

X=0.5
Cj=(Cmin+0.5Δ )±Δ/8
Δ=0.2
Cj=60.1±0.03

（2）凸模刃口尺寸：
查表得Zmin=0.246 mm，Zmax=0.36mm，故凹模刃口尺寸按凸模相应部位实际尺寸配制，保证双边最小间隙为0.246 mm，最大间隙为Zmax=0.36mm。

12. 板料冲裁时，其断面特性如何？影响冲裁件断面质量因素有哪些？
答：板料冲裁时，冲裁件断面明显地提成四个特区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。
影响断面质量因素有：
（1） 材料性能
（2） 模具间隙
（3） 模具刃口状态

13. 影响冲裁件尺寸精度因素有哪些？
答：影响冲裁尺寸精度因素有：压力机精度、冲模制造精度、材料性质、冲裁间隙、模具刃口状态等。

14. 拟定冲裁工艺方案根据是什么？冲裁工艺工序组合方式依照什么来拟定？
答：拟定冲裁工艺方案根据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序组合方式可依照下列因素拟定：
（1） 生产批量
（2） 冲裁件尺寸和精度级别
（3） 冲裁件尺寸形状适应性
（4） 模具制造安装调节难易和成本高低
（5） 操作与否以便与安全。

15. 分析下图所示零件（材料：65Mn，料厚为1mm，未注尺寸公差为IT12）冲裁工艺性，拟定其工序性质、数量及组合方式，画出冲裁排样图。

解：该零件材料为65Mn钢，是弹簧钢，具备良好冲压性能。它形状简朴、构造对称。从零件图上 尺寸精度属IT13级，别的未注公差尺寸按IT12级拟定，普通冲压工艺均能满足其尺寸精度规定，可以冲裁。由于该零件 孔孔边距不大于凸凹模容许最小壁厚（查表得a=2.7mm）,且1.5槽太窄，因此该零件不能采用复合冲裁模，应采用持续冲裁模加工。冲裁排样图如下所示：