冲压工艺与模具设计.docx
- 文档编号:28958826
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:56
- 大小:195.14KB
冲压工艺与模具设计.docx
《冲压工艺与模具设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冲压工艺与模具设计.docx(56页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
冲压工艺与模具设计
一、填空题
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,有时也采用加热成形方法,加热的目的是提高塑性,增加材料在一次成型中所能达到的变
形程度;降低变形抗力提高工件的成形准确度。
6•冲压工艺中采用加热成形方法,以增加材料塑性能达到变形程度的要求。
7•材料的冲压成形性能包括成型极限和成型质量两部分内容。
8•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。
9•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。
10•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。
11•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。
12•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r和板平面方向性系数△r。
13•在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△r越大,则凸耳的高度越大。
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的。
15•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。
16•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。
17•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。
18•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。
19•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
时,在最大拉应力
方向上的变形一定是伸长变
形,在最小拉应力
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
时,在最小压应力
方向上的变形一定是伸长变形
,在最大压应力
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)、化学成分及组织的影响;
(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:
,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•什么是材料的机械性能?
材料的机械性能主要有哪些?
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。
5•什么是板厚方向性系数?
它对冲压工艺有何影响?
由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素,板料的塑性会因为方向不同而出现差异,这种现象称为板料的塑性各项异性。
各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。
厚度方向的各向异性用板厚方向性系数r表示。
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,这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。
通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明,增大r值均可提高拉深成形的变形程度,故r值愈大,材料的拉深性能好。
6•什么是板平面各向异性指数Δr?
它对冲压工艺有何影响?
板料经轧制后,在板平面内会出现各向异性,即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不相同,也就是常说的板平面方向性,用板平面各向异性指数Δr来表示。
比如,拉深后工件口部不平齐,出现“凸耳”现象。
板平面各向异性制数Δr愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的切边高度愈大。
由于Δr会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此生产中应尽量设法降低Δr。
7•如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?
板料对冲压成形工艺的适应能力,成为板料的冲压成形性能,它包括:
抗破裂性、贴模性和定形性。
所谓的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。
返回
一.填空题
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•冲压工艺中采用加热成形方法,以增加材料塑性能达到变形程度的要求。
3•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。
4•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。
5•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。
6•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。
7•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。
8•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。
9•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。
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•物体某个方向上为正应力时,该方向的应变一定是正应变。
(×)
4•材料的塑性是物质一种不变的性质。
(×)
5•当坯料受三向拉应力作用,而且
时,在最大拉应力
方向上的变形一定是伸长变形,
在最小拉应力
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)、化学成分及组织的影响;
(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:
,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•什么是材料的机械性能?
材料的机械性能主要有哪些?
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•什么是板厚方向性系数?
它对冲压工艺有何影响?
由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素,板料的塑性会因为方向不同而出现差异,这种现象称为板料的塑性各项异性。
各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。
厚度方向的各向异性用板厚方向性系数r表示。
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,这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。
通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明,增大r值均可提高拉深成形的变形程度,故r值愈大,材料的拉深性能好。
5•什么是板平面各向异性指数Δr?
它对冲压工艺有何影响?
板料经轧制后,在板平面内会出现各向异性,即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不相同,也就是常说的板平面方向性,用板平面各向异性指数Δr来表示。
比如,拉深后工件口部不平齐,出现“凸耳”现象。
板平面各向异性制数Δr愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的切边高度愈大。
由于Δr会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此生产中应尽量设法降低Δr。
返回
一、填空题
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。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.塑性差的材料,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,塑性好的
材料,光亮带所占比例较大。
10.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。
11.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。
12.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。
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。
15.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。
16.冲裁间隙越大,冲裁件断面光亮带区域越小,毛刺越大;断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。
17.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、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,形成厚而大的拉长毛刺。
19.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。
20.所选间隙值的大小,直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。
21.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。
22.当间隙值较大时,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。
23.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。
24.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。
25.冲模的制造精度越高,则冲裁件的精度越高。
26.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。
27.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。
28.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。
29.冲裁间隙的数值,等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。
30.在设计和制造新模具时,应采用最小的合理间隙。
31.材料的厚度越大,塑性越低的硬脆性材料,则所需间隙Z值就越大;而厚度越薄、塑性越好的材料,所需间
隙值就越小。
32•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。
33•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。
34•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。
35•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。
36•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。
37•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。
38•落料时,因落料件的大端尺寸与澳模尺寸相等,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。
39•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,故从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。
40•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。
41•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。
42•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。
43•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。
44•凸、凹模分开制造时,它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin的条件。
45•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≤Zmax
-Zmin的条件,并且可放大基准件的制造公差,使制造容易。
46•冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的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,同时在零件图的技术要求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Zmin~Zmax。
47•冲裁件的经济公差等于不高于IT11级,一般落料件公差最好低于IT10级,冲孔件最好低于IT9级。
48
•所谓冲裁件的工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
49•分析冲裁件的工艺性,主要从冲裁件的结构工艺性、冲裁件的精度和冲裁件的断面质量等三方面进行
分析。
50•冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙刃口锐钝情况以及冲模的结构有关。
当
冲裁厚度为2mm以下的金属板料时,其断面粗糙度Ra一般可达12.5~3.2。
51•冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。
52•排样是否合理将影响到材料的合理利用职务之便、冲件质量、生产率、模具的结构及使用寿命等。
53•材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比,它是衡量合理利用材料的指标。
54•冲裁产生的废料可分为两类,一类是结构废料,另一类是工艺废料。
55•减少工艺废料的措施是:
设计合理的排样方案,选择合理的板料规格和合理的搭边值;利用废料作小
零件。
56•排样的方法,按有无废料的情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,冲裁件的尺寸完全由冲模来保证,因此制件的精度高,模具寿命高,但材料利用率
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,冲件的质量精度要差一些,但材料利用
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,冲裁件的质量和精度要差一些,但材料
的利用率高。
59•排样时,冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。
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,确保制件合格;搭边还可增加条刚
度,提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙,从而提高模具寿命。
•硬材料的搭
边值可小一些;软材料、脆材料的搭边值要大一些。
冲裁件尺寸大或者有尖突复杂形状时,搭边值取大一些
;材料厚的搭边值要取大一些。
61•手工送料,有侧压装置的搭边值可以小,刚性卸料的比弹性卸料的搭边值大。
62•冲裁件尺寸大或是有尖角时,搭边值取大一些;材料厚的搭边值要取大一些。
63•在冲裁件过程中,冲裁力是随凸模进入材料的深度而变化的。
通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。
64•在冲裁结束时,由于材料的弹性回复及磨擦的存在,将使冲落部分的材料梗塞在凹模内,而冲裁剩下的材
料则紧箍在凸模上。
65•从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称卸料力,将梗塞在凹模内的废料或冲件顺冲裁方向推出所需
的力称,逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称顶料力。
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的震动,常用阶梯凸模冲裁法、斜刃口冲裁
法和加热冲裁法来降低冲裁力。
68•在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下,为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生
的折断或倾斜现象,凸模应采用阶梯布置,即将小凸模做短一些。
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,由于抗剪强度降低,从而降低了冲裁力。
72•模具压力中心就是冲压力合力的作用点。
模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。
如果模具的压
力中心不通过压力机滑块的中心线,则冲压时滑块会承受偏心载荷,导致滑块、压力机导轨及模具导向部分零
件不正常磨损;还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件的质量和模具的寿命。
73•冲裁模的形式很多,按送料、出件及排除废料的自动化程度可分为手动模、半自动模和自动模等三种。
74•按工序组合程度分,冲裁模可分为单工序模、级进模和复合模等几种。
75•在压力机的一次行程中,只完成一个冲压工序的冲模称为单工序模。
76•在条料的送进方向上,具有两个或两个以上的工位,并在压力机的一次行程中,在不同的工位上完成两
个或两个以上工位的冲压工序的冲模称为级进模。
77•在压力机的一次行程中,在模具的同一位置上,完成两个或两个以上的冲压工序的模具,叫复合模。
78•冲裁模具零件可分为工艺零件、结构零件。
79•组成冲模的零件有工作零件、定位零件、导向零件、压料、卸料和出件零件,支撑零件,紧固及其
它零件等。
80•在冲模中,直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工艺零件。
81•由于级进模的工位较多,因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位问题,才能保证冲压件的质量。
82•所谓定位零件,是指用于确定条料或工序件在模具中的正确位置的零件。
83•所谓导向零件,是用于确定上、下模相对位置、保证位置精度的零件。
84•级进模中,典型的定位结构有挡料钉及导正销和侧刃等两种。
85•无导向单工序冲裁模的特点是结构简单,制造成本低,但使用时安装调整凸、凹模间隙较不方便,冲
裁件质量差,模具寿命低,操作不安全。
因而只适用于精度不高、形状简单,批量小的冲裁件的冲压。
86•由于级进模生产率高,便于操作,易实现生产自动化,但轮廓尺寸大,制造复杂,成本高,所以一般适用于
批量大、小尺寸工件的冲压生产。
87•由于级进模的工位较多,因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位问题,才能保证冲压件的质量。
常
用的定位零件是挡料钉和侧刃。
88•应用级进模冲压,排样设计很重要,它不但要考虑材料的合理利用,还应考虑制件的精度要求、冲压成
形规律、模具寿命等问题。
89•级进模的排样设计时,对零件精度要求高的,除了注意采用精确的定位方法外,还应尽量减少工位数,以
减少定位累积误差。
孔距公差较小的孔应尽量同
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 冲压 工艺 模具设计