沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)習(xí)題

1、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)習(xí)題1、 什么叫分離工序和成型工序？其等效應(yīng)力大小在什么范圍？分離：板料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限b，使板料發(fā)生斷裂而相互分開(kāi)的工序，如落料、沖孔、剪切等成型：板料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限s,但未達(dá)到其強(qiáng)度極限b，是材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形工件，如彎曲、拉深、翻邊等2、 什么叫塑性成型的體積不變定理？試寫出其表達(dá)式。塑性變形時(shí)，物體主要是發(fā)生形狀的改變，而體積變化極小，可以忽略不計(jì)，這就是塑性變形的體積不變定理。表達(dá)式：1+2+3=03、 試畫出塑性變形時(shí)各種可能出現(xiàn)的應(yīng)力狀態(tài)圖和應(yīng)變狀態(tài)圖。塑性變形時(shí)，只可能有三向應(yīng)變狀態(tài)及兩

2、向應(yīng)變狀態(tài)，不可能有單向應(yīng)變狀態(tài)。如下圖：4、 什么叫加工硬化？冷塑性加工中，材料表現(xiàn)出的強(qiáng)度指標(biāo)（硬度HB，屈服強(qiáng)度s，抗拉強(qiáng)度b）上升和塑性指標(biāo)（伸長(zhǎng)率，斷面收縮率）下降，以及進(jìn)一步塑性變形抗力增加的現(xiàn)象稱為加工硬化。5、 什么叫模具的閉合高度（hm）？ 指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。Hm應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。6、 什么叫屈雷斯加屈服準(zhǔn)則和密席斯屈服準(zhǔn)則？是寫出其表達(dá)式。屈雷斯加屈服準(zhǔn)則：任意應(yīng)力狀態(tài)下只要最大剪應(yīng)力達(dá)到某臨界值，材料就開(kāi)始屈服。又稱為最大剪切應(yīng)力準(zhǔn)則。表達(dá)式：設(shè)當(dāng)1>2>3時(shí)，max= 1-32 = s2 或1-3=s密席

3、斯屈服準(zhǔn)則：當(dāng)某點(diǎn)的等效應(yīng)力i達(dá)到某臨界值時(shí)材料就開(kāi)始屈服。表達(dá)式：=121-22+2-32+3-12=s 或 1-22+2-32+3-12=2s27、 沖裁變形過(guò)程可分為哪幾個(gè)階段？分別為彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段。8、 沖裁斷面具有哪幾個(gè)明顯的區(qū)域特征？材料的塑性對(duì)它們的影響規(guī)律是什么？圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺帶。塑性好的材料，沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)的比較遲，材料被塑性剪切的深度較大，光亮帶所占的比例較大，圓角、毛刺和穹彎也較大，斷裂帶則窄一些；塑性差的材料，容易被拉斷，材料被塑性剪切不久便會(huì)出現(xiàn)裂紋，時(shí)光亮帶所占比例大、圓角所占比例小，并且大部分是粗糙的斷裂面。9、 沖裁間隙大

4、小對(duì)模具壽命和零件精度的影響規(guī)律是什么？對(duì)模具壽命的影響： 間隙偏小，模具作用的擠壓力打，落料件或廢料往往梗塞在凹模洞口內(nèi)，使模具磨損加劇，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸模與凹模相互啃刃等異常損壞。間隙偏大，可使沖裁力、卸載力等減少，從而使刃口磨損減少；當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，零件毛刺會(huì)增大，從而引起卸料力增大，加劇刃口的磨損。間隙適當(dāng)，模具磨損小，起到延長(zhǎng)模具使用壽命的作用。對(duì)零件精度的影響：沖裁間隙大時(shí)，變形材料受拉應(yīng)力作用大，沖裁結(jié)束后因材料彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使沖孔尺寸大于凸模直徑，落料件尺寸小于凹模尺寸。沖裁間隙小時(shí)，變形區(qū)材料受凹、凸模

5、的擠壓力作用大，壓縮變形大，沖裁后材料必然彈性伸展，時(shí)沖孔尺寸小于凸模，落料件尺寸大于凹模。10、 沖裁間隙大小對(duì)沖裁時(shí)上、下裂紋的走向有何影響？間隙過(guò)小時(shí)：上、下裂紋不重合，在兩條裂紋之間的材料被二次剪切。當(dāng)上裂紋壓入凹模時(shí)，受到凹模壁的擠壓，產(chǎn)生第二光亮帶，同時(shí)部分材料被擠出，在表面形成薄而高的毛刺。間隙合理時(shí)：上、下裂紋重合，斷面斜度很小，圓角及毛刺較小，無(wú)裂紋分層，稍不平坦，有較好的綜合斷面質(zhì)量。間隙過(guò)大時(shí)：上、下裂紋不重合，出現(xiàn)第二次拉裂及斷裂帶；塑性變形階段結(jié)束較早，致使光亮帶較窄，圓角及斜度較大，穹彎厲害，毛刺大，并且斷面會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)斜度，斷面質(zhì)量也不理想。11、 沖裁排樣時(shí)，搭邊

6、的作用是什么？搭邊的作用有三個(gè)：搭邊可以補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料誤差而沖出殘次的廢品，確保沖出合格零件；搭邊可以保持條料在沖裁過(guò)程中的強(qiáng)度和剛度，方便條料送進(jìn)，提高生產(chǎn)效率；搭邊可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入沖裁間隙，從而提高模具壽命。12、 什么叫斜刃沖裁模？在什么情況下，分別在凸模、或凹模上開(kāi)設(shè)斜刃？斜刃沖裁指沖裁時(shí)刃口不是同時(shí)切入材料，而是逐步地將材料切離的沖裁方式。沖孔時(shí)凸模做成斜刃，凹模應(yīng)做成平刃；落料時(shí)凸模做成平刃，凹模做成斜刃。13、 模具的分別加工法和配合加工法分別用于什么場(chǎng)合？分別加工適用于圓形、矩形、方形等簡(jiǎn)單形狀，便于成批量制造，大量生產(chǎn)；配合加工法

7、適用于單件生產(chǎn)，薄料零件、形狀復(fù)雜零件。14、 導(dǎo)正銷擋料銷連續(xù)模具、側(cè)刃定距模具分別用于什么場(chǎng)合？15、 常見(jiàn)的沖裁凹?？卓谛问接兄卓诤湾F孔口，試從刃口強(qiáng)度、模具精度、沖裁力三個(gè)方面進(jìn)行比較。刃口強(qiáng)度：柱孔口刃口強(qiáng)度高，錐孔口刃口強(qiáng)度較低。模具精度：柱孔口精度高，錐孔口精度不高。沖裁力：柱孔口沖裁力大，適用于沖裁精度高、厚度較大的工件；錐孔口沖裁力小，一般用于形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高和較薄的。16、 什么叫正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模？若落料凹模裝在上模上，則稱之為倒裝復(fù)合模；反之，則稱為順裝復(fù)合模。17、 大型凸模、小型凸模通常采用什么樣的固定方式？標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模與凸模固定板之間通常采用怎樣的配合

8、？大、中型凸模采用止口（窩孔）定位，窩孔與模板或凸模為過(guò)渡配合，再用螺釘緊固。小型凸模采用機(jī)械固定，還可以采用低熔點(diǎn)合金固定或環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)固定，裝配時(shí)，將凸模與凹模間隙調(diào)整好，然后在空槽中灌注低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹(shù)脂，冷卻后即可吧凸模緊固住。標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模與凸模固定板通常采用過(guò)渡配合。18、 凸模的最基本固定方式是臺(tái)肩固定與鉚接固定兩種，各適合于什么場(chǎng)合？臺(tái)肩固定適用于強(qiáng)度剛性好的圓形或簡(jiǎn)單凸模，裝配磨修方便；鉚接固定適用于具有復(fù)雜外形的凸模。19、 彈性卸料板、固定卸料板的模具分別應(yīng)用于什么場(chǎng)合？彈性卸料板的模具應(yīng)用于平面要求高、薄材料的工件。固定卸料板的模具應(yīng)用于平板、窄而上的沖件或彎曲成形的較

9、厚工件。20、 浮動(dòng)模柄通常用于什么模具？用于帶有精密導(dǎo)向裝置的高精密模具、硬質(zhì)合金凸、凹模的多工位模具。21、 什么叫應(yīng)變中性層？金屬板料彎曲時(shí)，中性層一般會(huì)發(fā)生什么變化？切向長(zhǎng)度在彎曲前后保持不變的某層金屬纖維稱為應(yīng)變中性層。當(dāng)彎曲變形程度很小時(shí)，應(yīng)變中性層的位置基本處于板料厚度的中部；當(dāng)彎曲變形程度較大時(shí)，應(yīng)變中性層向板坯內(nèi)側(cè)移動(dòng)，變形量越大，內(nèi)移量越大。22、 板料的彎曲特點(diǎn)是什么？（1） 圓角部位是主要變形區(qū)，且其變形不均勻：圓角部位ab的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)由正方形變成扇形；（2） 應(yīng)變中性層內(nèi)移；（3） 變形區(qū)材料厚度變薄、切向長(zhǎng)度增加；（4） 變形區(qū)的截面形狀可能發(fā)生變化：寬板（b/t&g

10、t;3）彎曲時(shí)，相鄰材料彼此制約，寬度方向阻力大，材料流動(dòng)困難，截面形狀幾乎不變，仍為矩形；而窄板（b/t<3）彎曲時(shí)，由于寬度方向的阻力小，內(nèi)層纖維受到壓縮，寬度增加，外層纖維受到拉伸，寬度將減小，最后截面形狀變?yōu)橥庹瓋?nèi)寬的扇形。23、 試分別寫出寬板、窄板塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。窄板（b/t<3）彎曲時(shí)：寬度方向可以自由變形，故其內(nèi)層和外層在寬度方向上的應(yīng)力均可忽略，即b=0；材料的外層為壓縮應(yīng)變，內(nèi)層為拉伸應(yīng)變。所以，板料彎曲時(shí)，內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)是立體的，應(yīng)力狀態(tài)是平面的。寬板（b/t>3）彎曲時(shí)：由于寬度方向材料的內(nèi)層和外層均不能自由變形，寬度基本不變，即b=0

11、；外層材料在寬度方向上收縮受阻，為拉應(yīng)力，內(nèi)層材料在寬度方向上拉伸受阻，為壓應(yīng)力，故板坯彎曲時(shí)內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)試平面的，應(yīng)力狀態(tài)時(shí)立體的。24、 試比較關(guān)鍵折彎線與板料的輾壓方向垂直或平行時(shí)的最小相對(duì)彎曲半徑。順著軋制后纖維方向的塑性指標(biāo)大于垂直纖維方向的塑性指標(biāo)，因此彎曲件的彎曲線（折彎線）與板料的纖維方向垂直時(shí)，rmin/t最小。25、 在板料彎曲時(shí)，怎樣改變內(nèi)、外層的切向應(yīng)力，就可以降低最小彎曲半徑rmin26、 怎樣確定彎曲件毛坯的長(zhǎng)度？（原則）根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變?cè)瓌t來(lái)計(jì)算板坯的尺寸。27、 材料特性對(duì)彎曲回彈a的影響規(guī)律是什么？材料的屈服點(diǎn)s越大，硬化指數(shù)越大，彈性模量E越小，則回

12、彈角a越大。28、 彎曲回彈時(shí)的表現(xiàn)形式是什么？曲率減?。↘）；彎曲角增大。29、 彎曲模、拉深模的橫向尺寸的標(biāo)注原則是什么？30、 在進(jìn)行拉深時(shí)，為了提高極限變形程度，要怎樣潤(rùn)滑模具？31、 多次拉深時(shí)，拉深系數(shù)應(yīng)該怎樣變化？多次拉深時(shí)，后一道工序所允許的mmin要比前一道的大，拉深次數(shù)越多，后續(xù)的mmin越大。32、 鉆孔與沖孔，誰(shuí)的極限翻邊變形程度更大？鉆孔的邊緣表面質(zhì)量好，對(duì)翻邊較有利，所以鉆孔比沖孔極限翻邊變形程度大。33、 脹形變形區(qū)內(nèi)板料的厚度減小是不可避免的嗎？不可避免，因?yàn)槊浶巫冃斡幸韵绿攸c(diǎn)：塑性變形僅局限在局部的范圍，變形區(qū)以外的材料不向變形區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移；材料處于雙向或單向拉應(yīng)

13、力狀態(tài)，厚度方向收縮，板平面屬于伸長(zhǎng)變形。34、 脹形、圓孔翻邊、擴(kuò)口、縮口分別屬于伸長(zhǎng)類變形還是壓縮類變形？脹形、圓孔翻邊、擴(kuò)口屬于伸長(zhǎng)類變形，縮口屬于壓縮類變形。35、 圓筒形件拉深時(shí)，平面凸緣徑向拉1，切向產(chǎn)生壓應(yīng)力3怎樣分布？當(dāng)R=r時(shí)，變形區(qū)邊緣外徑向拉應(yīng)力1最大，則1max=1.1均lnRtR當(dāng)R=Rt時(shí)，在變形區(qū)外邊緣切向壓拉應(yīng)力3最大，則3max=1.1均當(dāng)R=0.6Rt（1=3）為變形區(qū)厚度方向變形時(shí)增厚還是減薄的分界點(diǎn)。36、 拉深過(guò)程中，圓筒形件分成哪幾個(gè)區(qū)域？（1）平面凸緣部分；（2）凹模圓角部分；（3）筒壁部分；（4）凸模圓角部分；（5）圓筒底部。37、 拉深件的凸緣

14、起皺的主要是哪兩個(gè)部分？在模具上通過(guò)采取什么措施來(lái)防止起皺？（1）凸緣部分的相對(duì)厚度：拉深時(shí)的起皺與壓桿西端受壓失穩(wěn)相似，t（Dt-d）相對(duì)厚度越小，起皺越容易。（2）凸緣部分的切向壓力3大小。防止起皺措施：1）在模具上設(shè)置壓力裝置；2）采用錐形凹模；3）采用拉深筋；4）采用反拉深。38、 拉深系數(shù)的意義是什么？拉深系數(shù)是指拉深后工件直徑與拉深前板坯直徑之比，用來(lái)表示板坯拉深前后變形程度的參數(shù)。39、 材料的延伸率、屈強(qiáng)比s/b、厚向異性指數(shù)=b/t值怎樣影響拉深性能？（1） 延伸率：表示板料產(chǎn)生均勻或穩(wěn)定變形的塑性變形的能力。直接影響板料在以伸長(zhǎng)為主的變形的沖壓性能，越大，表示極限變形程度越

15、大；（2） 屈強(qiáng)比（s/b）：若s/b小，則表示允許的塑性區(qū)域大，成形過(guò)程穩(wěn)定性好，斷裂危險(xiǎn)性小，有利于提高極限變形程度；（3） 厚向異性指數(shù)=b/t：值越大，則表明在板平面方向上越容易產(chǎn)生變形，而在厚度方向上較難變形，這對(duì)拉深成形很有利。40、 若使傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度增加或使變形區(qū)的阻力減小，則極限拉深系數(shù)mmin如何變化？均有利于板坯成形，使極限拉深系數(shù)mmin減小41、 多次拉深時(shí)，怎樣確定各次拉深模的基準(zhǔn)件及間隙取向？通過(guò)極限拉深系數(shù)計(jì)算，確定合理的拉深系數(shù)，然后計(jì)算出各次拉深件的直徑，再通過(guò)各次拉深件的尺寸計(jì)算出拉深模的基準(zhǔn)件和間隙取向。42、 對(duì)于中小型寬凸緣件（df<20

16、0mm,df/d>1.4）和大型寬凸緣件（df>200mm,df/d>1.4）,是怎樣分別進(jìn)行多次拉深的？使畫出示意圖并進(jìn)行必要的符號(hào)標(biāo)注。當(dāng)df<200mm時(shí)，通過(guò)減小筒形部位的直徑而增加拉深件高度來(lái)達(dá)到成形的目的，拉深過(guò)程中的rd、rp不變，且最后需增加一次整形工序；當(dāng)df200mm時(shí)，通常減小rd和rp值，逐漸減小筒形部分直徑來(lái)達(dá)到成形目的。拉深件高度在首次拉深后形成，后續(xù)各次拉深一直保持不變。43、 材料的塑性、硬化指數(shù)n、表面粗糙度Ra如何影響脹形極限變形程度？1）材料的塑性指標(biāo)表示板料產(chǎn)生均勻后穩(wěn)定變形的塑性變形的能力，且脹形為伸長(zhǎng)類變形，而直接影響板料在以

17、伸長(zhǎng)類為主的沖壓性能，b越大，極限變形程度越大；2）硬化指數(shù)n大時(shí)，金屬抵抗縮頸能力強(qiáng)，從而阻止局部集中變形的進(jìn)一步發(fā)展，具有開(kāi)展變形區(qū)、時(shí)應(yīng)變均勻化和增大極限變形程度的作用；3）避免粗糙度Ra越小，摩擦力越小，成形越均勻，不易產(chǎn)生局部集中變形，有利于提高極限變形程度。44、 平板毛坯上的翻邊與彎曲有何區(qū)別？彎曲時(shí)將板坯、型材、管材、或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和曲度，形成所需要形狀的沖壓工序。翻邊，即在模具的作用下，將毛坯的控邊緣或外邊緣沖制成有一定角度的直壁或凸緣的成形方法。45、 常用的內(nèi)孔翻邊凸?，F(xiàn)狀有平底形、錐形、拋物線形、球形四種，試從有利于翻孔變形、凸緣加工難易程度分別進(jìn)行排序。從有利于翻孔變形來(lái)看，以拋物線凸模為最好，球形次之，平底模在次之。而從凸模的加工難易程度來(lái)看則相反。46、 如果零件的圓孔翻邊系數(shù)m=d0/D<mmin,或H>Hmax時(shí)，就難于一次直接翻邊成形，這是應(yīng)該如何沖