冲压基本工艺及冲模设计复习要点.doc
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1、第一章 冲压变形基本原理 复习题答案 一 、填空题1 塑性变形物体体积保持 不变 ,其表达式可写成 1 + 2 + 3 =0 。2 冷冲压生产惯用材料有 黑色金属 、有色金属 、非金属材料 。3 物体在外力作用下会产生变形,如果外力取消后, 物体不能恢复到本来形状和尺寸 这种变形称为塑性变形。4 影响金属塑性因素有金属组织、变形温度、变形速度 、变形应力与应变状态 、金属尺寸因素。5 在冲压工艺中,有时也采用加热成形办法,加热目是 提高塑性 , 增长材料在一次成型中所能达到变形限度;减少变形抗力 提高工件成形精确度。6 冲压工艺中采用加热成形办法,以增长材料 塑性 能达到变形限度规定。7 材料
2、冲压成形性能涉及 成型极限 和 成型质量 两某些内容。8 压应力数目及数值愈 大 ,拉应力数目及数值愈 小 ,金属塑性 愈好 。9 在 同号主应力图 下引起变形,所需变形抗力之值较大,而在 异号主应力图 下引起变形,所需变形抗力之值就比较小。10 在材料应力状态中,压应力成分 愈多 ,拉应力成分 愈少 ,愈有助于材料塑性发挥。11 普通惯用金属材料在冷塑性变形时,随变形限度增长,所有强度指标均 增长 ,硬度也 增长 ,塑性指标 减少 ,这种现象称为加工硬化。12 用间接实验办法得到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r 和板平面方向性系数 r 。1
3、3 在筒形件拉深中如果材料板平面方向性系数 r 越大,则 凸耳 高度 越大 。14 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。15 当作用于坯料变形区拉应力绝对值最大时,在这个方向上变形一定是 伸长 变形,故称这种变形为伸长类 变形。16 当作用于坯料变形区压应力绝对值最大时,在这个方向上变形一定是 压缩 变形,故称这种变形为压缩类 变形。17 材料对各种冲压加工办法适应能力称为材料 冲压成形性能 。18 材料冲压性能好,就是说其便于冲压加工,一次冲压工序 极限变形限度 和 总极限变形限度 大,生产率高,容易得到高质量冲压件,模具寿命长等。19 材料屈服强度与抗拉强度
4、 比值称为屈强比。屈强比 小 ,对所有冲压成形工艺均有利。二、判断题(对的打,错误打)1 变形抗力小软金属,其塑性一定好。 ()2 物体塑性仅仅取决于物体种类,与变形方式和变形条件无关。 ()3 金属柔软性好,则表达其塑性好。 ()4 变形抗力是指在一定加载条件和一定变形温度下,引起塑性变形单位变形力。 5 物体某个方向上为正应力时,该方向应变一定是正应变。 () 6 物体某个方向上为负应力时,该方向应变一定是负应变。 ()7 物体受三向等压应力时,其塑性变形可以很大。 ()8 材料塑性是物质一种不变性质。 ()9 金属材料硬化是指材料变形抗力增长。 ()10 物体受三向等拉应力时,坯料不会产
5、生任何塑性变形。 ()11 当坯料受三向拉应力作用,并且 时,在最大拉应力 方向上变形一定是伸长变形,在最小拉应力方向上变形一定是压缩变形 ()12 当坯料受三向压应力作用,并且 时,在最小压应力 方向上变形一定是伸长变形,在最大压应力 方向上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因素有哪些? 影响金属塑性因素有如下几种方面:( 1 )、化学成分及组织影响;( 2 )、变形温度;( 3 )变形速度;( 4 )、应力状态;2 请阐明屈服条件含义,并写出其条件公式。 屈服条件表达式为: ,其含义是只有当各个应力分量之间符合一定关系时,该点才开始屈服。3 什么是材料机械性能?材
6、料机械性能重要有哪些? 材料对外力作用所具备抵抗能力,称为材料机械性能。板料性质不同,机械性能也不同样,体当前冲压工艺过程冲压性能也不同样。材料重要机械性能有: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重要因素。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过程中,使金属强度指标 ( 如屈服强度、硬度 ) 提高、塑性指标 ( 如延伸率 ) 减少现象,称为冷作硬化现象。材料加工硬化限度越大,在拉伸类变形中,变形抗力越大,这样可以使得变形趋于均匀,从而增长整个工件容许变形限度。如胀形工序,加工硬化现象,使得工件变形均匀,工件不容易浮现胀裂现象。5 什么是板
7、厚方向性系数?它对冲压工艺有何影响? 由于钢锭结晶和板材轧制时浮现纤维组织等因素,板料塑性会由于方向不同而浮现差别,这种现象称为板料塑性各项异性。各向异性涉及厚度方向和板平面各向异性。厚度方向各向异性用板厚方向性系数 r 表达。 r 值越大,板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中,加大 r 值,毛坯宽度方向易于变形,而厚度方向不易变形,这样有助于提高拉深变形限度和保证产品质量。 通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料实验表白,增大 r 值均可提高拉深成形变形限度,故 r 值愈大,材料拉深性能好。6 什么是板平面各向异性指数 r ?它对冲压工艺有何影响? 板料经轧制后,在板平面内会浮现各向异性,
8、即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不相似,也就是常说板平面方向性,用板平面各向异性指数 r 来表达。例如,拉深后工件口部不平齐,浮现“凸耳”现象。板平面各向异性制数 r 愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后切边高度愈大。由于 r 会增长冲压工序(切边工序)和材料消耗、影响冲件质量,因而生产中应尽量设法减少r 。7 如何鉴定冲压材料冲压成形性能好坏 ? 板料对冲压成形工艺适应能力,成为板料冲压成形性能,它涉及:抗破裂性、贴模性和定形性。所谓抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂能力,普通用成形极限这样参数来衡量;贴模性是指板料在冲压成形中获得与模具形状一致性能力;定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得
9、能力。很明显,成形极限越大、贴模性和定形性越好材料冲压成形性能就越好。返 回第二章 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 ,又可觉得其她 成形工序 制备毛坯。2.从广义来说,运用冲模使材料 互相之间分离工序 叫冲裁。它涉及 冲孔 、落料 、切断 、修边 、等 工序。但普通来说,冲裁工艺重要是指 冲孔 和 落料 工序。3.冲裁依照变形机理不同,可分为 普通冲裁 和 精密冲裁 。4.冲裁变形过程大体可分为 弹性变形 、塑性变形 、断裂分离 三个阶段。5.冲裁件切断面由 圆角带 、光亮带 、剪裂带 、毛刺 四个某些构成。6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近材料
10、 被牵连拉入变形 成果。7.光亮带是紧挨圆角带并与 板面垂直 光亮某些,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 作用而形成。8.冲裁毛刺是在刃口附近側面上材料浮现 微裂纹 时形成。9.塑性差材料,断裂倾向严重, 剪裂带 增宽,而 光量带 所占比例较少,毛刺和圆角带 大 ;反之,塑性好材料,光亮带所占比例较大 。10.增大冲裁件光亮带宽度重要途径为: 减小冲裁间隙 、用压板压紧凹模面上材料 、对凸模下面材料用顶板 施加反向压力,此外,还要合理选取塔边、注意润滑等。11.减小塌角、毛刺和翘曲重要办法有: 尽量采用合理间隙下限值保持模具刃口锋利 、合理选取塔边值、采
11、用 压料板和顶板 等办法。12.冲裁凸模和凹模之间 间隙 ,不但对冲裁件质量有极重要影响,并且还影响模具 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,上下刃口处所产生剪裂纹基本能重叠,光亮带约占板厚 1/2 1/3 左右,切断面塌角、毛刺和斜度 均较小 ,完全可以满足普通冲裁件规定。15.间隙过小时,浮现毛刺比合理间隙时毛刺 高某些 ,但易去除,并且断面斜度和塌角 小 ,在冲裁件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 ;断面上浮现二次光亮带是因间隙太 小
12、 而引起。17.影响冲裁件毛刺增大因素是 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 拉长毛刺。19.冲裁件尺寸精度是指冲裁件 实际尺寸与基本尺寸 差值,差值 越小 ,则精度 越高 。20.所选间隙值大小,直接影响冲裁件 断面 和 尺寸 精度。21.影响冲裁件尺寸精度因素有两大方面,一是 冲模自身制造偏差 ,二是冲裁结束后冲裁件相对于 凸模或凹模 尺寸偏差。影响冲裁件尺寸精度因素有 间隙 、材料 性质 、工件 形状和尺寸 、材料 相对厚度 t/D等,其中 间隙 起主导作用。22.当间隙值较大时,冲裁后因材料弹性回答使 落料件尺寸不大于 凹模
13、尺寸;冲孔件孔径 不不大于凸模尺寸 。23.当间隙较小时,冲裁后因材料弹性回答使落料件尺寸 不不大于凹模尺寸 ,冲孔件孔径 不大于凸模尺寸 。24.对于比较软材料,弹性变形量 小 ,冲裁后弹性回答值亦 小 ,因而冲裁件精度 较高 ;对于较硬材料则 正好相反 。25.冲模制造精度 越高 ,则冲裁件精度 越高 。26.间隙过小,模具寿命 会缩短 ,采用较大间隙,可 延长 模具寿命。27.随着间隙增大,冲裁力有 一定限度 减少,而卸料力和推料力 减少明显 。28.凸、凹模磨钝后,其刃口处形成 圆角 ,冲裁件上就会浮现不正常毛刺, 凸模 刃口磨钝时,在落料件边沿产生毛刺; 凹模 刃口磨钝时,在冲孔件孔
14、口边沿产生毛刺;凸、凹模刃口均磨钝时,则 制件边沿与孔口边沿 均产生毛刺。消除凸(凹)模刃口圆角办法是 修磨凸 (凹)模工作端面 。29.冲裁间隙数值, 等于 凹模与凸模刃口某些尺寸 之差 。30.在设计和制造新模具时,应采用 最小 合理间隙。31.材料厚度越大,塑性越低硬脆性材料,则所需间隙 Z 值就 越大 ;而厚度越薄、塑性越好材料,所需间隙值就 越小 。32 合理间隙值和许多因素关于,其重要受 材料力学性能 和 材料厚度 因素影响。33 在冲压实际生产中,重要依照冲裁件 断面质量 、尺寸精度 、和 模具寿命 三个因素给间隙规定一种范围值。34 在设计模具时,对尺寸精度、断面垂直度规定高工
15、件,应选用 较小 间隙值;对于断面垂直度与尺寸精度规定不高工件,以提高模具寿命为主,应选用 较大 间隙值。35 冲孔时,凸模刃口尺寸应 接近 或 等于 冲孔件 最大 极限尺寸。36 落料件尺寸与 凹模 刃口尺寸相等,冲孔件尺寸与 凸模刃口 尺寸相等。37 冲裁模凸模和凹模制造公差与冲裁件 尺寸精度 、冲裁间隙 、刃口尺寸磨损 关于。38 落料时,因落料件大端尺寸与澳模尺寸相等,应先拟定凹模尺寸,即以凹模尺寸为基本,为保证凹模磨损到一定限度仍能冲出合格零件,故落料凹模基本尺寸应取 工件尺寸范畴内较小尺寸 ,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,因工件小端尺寸与凸模尺
16、寸一致,应先拟定凸模尺寸,即以凸模尺寸为基本,为保证凸模磨损到一定限度仍能冲出合格零件,故从孔凸模基本尺寸应取 工件孔尺寸范畴内较大尺寸 ,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸 加最小初始间隙 。40 凸、凹模分别加工长处是凸、凹模具备 互换 性,制造周期 短 ,便于 成批生产 。其缺陷是 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 加工一种基准件(凸模或凹模),然后依照基准件 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变化
17、规律分别进行计算。44 凸、凹模分开制造时,它们制造公差应符合 凸 + 凹 Z max -Z min 条件。45 配制加工凸、凹模特点是模具间隙由 配制 保证, 工艺 比较简朴,不必校核 凸 + 凹 Z max-Z min 条件,并且可放大 基准件 制造公差,使制造容易。46 冲孔用凹模尺寸应依照凸模 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 ,同步在零件图技术规定上注明 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制,保证双面间隙为 Z min Z max 。47 冲裁件经济公差等于不高于 IT11 级,普通落料件公差最佳低于 IT1 0 级,冲孔件最佳低于 IT9 级。4
18、8 所谓冲裁件工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺 适应性 。49 分析冲裁件工艺性,重要从冲裁件 构造工艺性 、冲裁件 精度 和冲裁件 断面质量 等三方面进行分析。50 冲裁件断面粗糙度与材料 塑性 、材料 厚度 、冲裁模 间隙 刃口 锐钝 状况以及冲模 构造 关于。当冲裁厚度为 2mm如下金属板料时,其断面粗糙度 Ra 普通可达 12.5 3.2 。51 冲裁件在条料、带料或板料上 布置方式 叫排样。52 排样与否合理将影响到材料 合理运用职务之便 、冲件 质量 、生产率、模具 构造及使用寿命 等。53 材料运用率是指 冲裁件实际 面积与 板料 面积之比,它是衡量合理运用材料指标。54 冲裁产生废
19、料可分为两类,一类是 构造废料 ,另一类是 工艺废料 。55 减少工艺废料办法是:设计合理 排样方案 ,选取合理 板料规格 和合理搭边值;运用 废料作小零件 。56 排样办法,按有无废料状况可分为 有废料 排样、无废料 排样和 少废料 排样。57 对于有废料排样,冲裁件尺寸完全由 冲模 来保证,因而制件精度 高 ,模具寿命 高 ,但材料运用率低 。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 ,冲件质量 精度 要差某些,但 材料运用率 最高。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 ,冲裁件质量和 精度 要差某些,但材料 运用率 高。59 排样时,冲裁件之间以
20、及 冲裁件与条料侧边之间 留下工艺废料叫搭边。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,保证制件合格;搭边还可 增长条刚度 ,提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边沿毛刺被 拉入模具间隙 ,从而提高模具寿命。 硬材料搭边值可 小某些 ;软材料、脆材料搭边值要 大某些 。冲裁件尺寸大或者有尖突复杂形状时,搭边值取 大某些;材料厚搭边值要取 大某些 。61 手工送料,有侧压装置搭边值可以 小 ,刚性卸料比弹性卸料搭边值 大。62 冲裁件尺寸大或是有尖角时,搭边值取 大某些 ; 材料厚搭边值要取 大某些 。63 在冲裁件过程中,冲裁力是随凸模进入材料深度 而变化 。普通
21、说冲裁力是指冲裁力 最大值 。64 在冲裁结束时,由于材料弹性回答及磨擦存在,将使冲落某些材料梗塞在 凹模内 ,而冲裁剩余材料则紧箍在 凸模上 。65 从凸模或凹模上卸下废料或冲件所需力称 卸料力 ,将梗塞在凹模内废料或冲件顺冲裁方向推出所需力称,逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需力称 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平稳以减少压力机震动,
22、惯用 阶梯凸模冲裁 法、斜刃口冲裁法和 加热冲裁 法来减少冲裁力。68 在几种凸模直径相差较大、距离又较近状况下,为了能避免小直径凸模由于承受材料流动侧压力而产生折断或倾斜现象,凸模应采用 阶梯 布置,即将 小凸模 做短某些。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 减少,从而减少了冲裁力。72 模具压力中心就是冲压力 合力 作用点。模具压力中心应当通过压力机滑块 中心线 。如果模具压力中心
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