沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)參考資料(思考與復(fù)習(xí)題與參考答案)

1、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)參考資料思考與練習(xí)題及參考答案思考與練習(xí) 1什么是沖壓加工？沖壓加工常用的設(shè)備和工藝裝備是什么？答沖壓加工是在室溫下利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力,使其產(chǎn)分離或塑性變形 ,從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件的壓力加工方法。常用的設(shè)備一般有機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、剪切機(jī)和彎曲校正機(jī)。沖壓模具是沖壓加工所用的工藝裝備。沖壓工藝有何特點(diǎn)？列舉幾件你所知道的沖壓制件,說(shuō)明用什么沖壓工序獲的？答：沖壓工藝與其它加工方法相比,有以下特點(diǎn)：本較低。 操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 沖壓加工中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜,生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、成本較高。沖壓加工是一種

2、制件質(zhì)量較好、生產(chǎn)效率高、成本低,其它加工方法無(wú)法替代加工工藝。汽車(chē)覆蓋件、飯盒、不銹鋼茶杯等是通過(guò)落料拉深工序完成； 墊圈是通過(guò)落料沖孔工序完成；電腦主機(jī)箱外殼是通過(guò)落料沖孔、翻邊成形等彎曲工序完成。3簡(jiǎn)單敘述曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理?？v系統(tǒng)離合器、制動(dòng)器及其控制裝置、能源系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)和飛輪、支承部件床 身。盡管曲柄壓力機(jī)有各種類(lèi)型,但其工作原理和基本組成是相同的。如圖 1-2 所示的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)的工作原理見(jiàn)圖 1-659,1011 14簡(jiǎn)單敘述如何選擇沖壓設(shè)備。答：沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的安全以及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)成本等一系列重要問(wèn)題。沖壓設(shè)備的選擇主要包括

3、設(shè)備的類(lèi)型和規(guī)格參數(shù)兩個(gè)方面的選擇。 沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇主要根據(jù)所要完成沖壓工序的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來(lái)選擇沖壓設(shè)備的類(lèi)型。 沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇壓料力等、變形工序以及模具的結(jié)構(gòu)型式和閉合高度、外形輪廓尺寸等選擇沖壓設(shè)備的規(guī) 格。思考與練習(xí) 2板料沖裁時(shí),其斷面有何特征？影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素有哪些？答：過(guò)程所得的沖裁件的斷面并不是光滑平直的。觀察實(shí)際沖裁件的剪切斷面可以發(fā)現(xiàn),在整個(gè)斷面上形成了四個(gè)特征區(qū)：圓角帶,光亮帶,斷裂帶,毛刺。影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素有：材料性能的影響材料塑性,沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)得較材料被剪切的深度較,得斷面光亮帶所占的比例就圓角也大。模具間隙

4、的影響沖裁,斷裂面上下裂紋是否重,與凸、凹模間隙值的大小有 關(guān)當(dāng)凸凹間隙合適凸凹模刃口附近沿最大切應(yīng)力方向產(chǎn)生的裂紋在沖裁過(guò)程中會(huì)合制件的斷面質(zhì)量較好當(dāng)間隙過(guò)大或過(guò)小,都會(huì)使上下裂紋不能重影響斷面質(zhì)量。模具刃口狀態(tài)的影響模具刃口狀態(tài)對(duì)沖裁過(guò)程中的應(yīng)力狀態(tài)及制件的斷面質(zhì)量 有較大影響。當(dāng)刃口磨損成圓角擠壓作用增所以制件塌角帶和光亮帶增大。同, 使沖裁斷面上產(chǎn)生明顯的毛刺當(dāng)凸凹刃口磨鈍即使間隙合理也會(huì)在制件上產(chǎn)生毛刺也較小。確定沖裁工藝方案的依據(jù)是什么？沖裁工藝的工序組合方式根據(jù)什么來(lái)確定？ .括起來(lái),確定工藝方案的主要原則是保證沖裁件質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)性和安全性。沖裁工藝的工序組合方式應(yīng)根據(jù)工件的形狀、

5、尺寸、精度等要求對(duì)各工序進(jìn)行響前道工序的加工精度。題圖 2-1計(jì)算條料寬度和材料利用率。材料： 08F料： 2mm題圖 2-1 底板解：排樣方法：有廢料的直排；搭邊值：查表可知,工件間a1.2mm,側(cè)面a1.5mm ；1條料寬度：52.80mm ；0.5材料利用率：72.1%。計(jì)算略沖裁如圖所示零件,求其壓力中心。材料： 10料： 1.5mm解：計(jì)算略X17.1mm距長(zhǎng)直邊的距離0Y12.3mm距下底邊的距離0么情況？有高精度的模具加工設(shè)備。配合加工常用于形狀復(fù)雜或板料較薄的沖裁件。2-2Q235,1.2mm確定沖裁凸、凹模的刃口尺寸和計(jì)算沖裁力。3 / 11解：計(jì)算略 可以分別加工。材料：

6、Q235料： 題圖2-2 墊片 落料：凸模 79.8000.02mm,59.8200.02mm；凹 模 79.930.030沖孔：凸模 16.0450mm,59.950.03mm。0mm,0.02凹 模 16.1710.030mm。沖裁力：201.8KN2-3D420.35mm,用配合加工方法材料： D42料： 題圖2-3硅鋼片解：計(jì)算略落料以凹模為基準(zhǔn),凹模磨損后尺寸增大的是：A 120010.26mm，A2 9600.26mm ,A3 1600.12mm ,A4 320mm0.70凹模磨損后尺寸減小的是： B 320.18 mm0凹模磨損后尺寸不變的是：C 600mm0.20計(jì)算后落料凹模

7、刃口尺寸為凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作,保證雙面間隙為 0.0250.032。思考與練習(xí) 3.答： 板料彎曲變形區(qū)的應(yīng)力情況：切向應(yīng)力：外層受拉,層受壓寬度方向應(yīng)力：窄板寬度方向應(yīng)力為零。寬板外層為拉應(yīng)力,層為壓應(yīng)力 板料彎曲變形區(qū)的應(yīng)變情況：切向應(yīng)變：外層為拉應(yīng)變,層為壓應(yīng)變寬度方向與度方向產(chǎn)生的應(yīng)變與切向方向相反,但對(duì)寬板,其寬度方向的應(yīng)變?yōu)榱惆鍖挵鍖捦鈧?cè)側(cè)外側(cè)影響彎曲回彈的因素有哪些？采取什么措施能減小彎曲回彈？ s /E r /t 越小,回彈值越小。 彎曲件角度 彎曲件角度 作自由彎曲時(shí),回彈最大。 模具間隙 壓制UU 形件比V減小彎曲回彈的措施： 彎曲件的合理設(shè)計(jì)。 采取補(bǔ)償措施,抵消

8、彎曲回彈變形。響？答：板料彎曲時(shí)的變形程度用相對(duì)彎曲半徑r/t 來(lái)表示。影響極限變形程度的因素： 材料的力學(xué)性能塑性越好,伸長(zhǎng)率值愈大,變形程度越大。 彎曲件角度彎曲件角度越大,最小相對(duì)彎曲半徑越小。 板寬的影響窄板比寬板的變形程度大5 / 11 折彎方向彎曲件的彎曲線(xiàn)與板料的纖維方向垂直時(shí),不易彎裂,最小相對(duì)彎曲半徑的數(shù)值就小。彎曲過(guò)程中引起坯料偏移的原因有哪些？可以采取哪些措施來(lái)防止偏移？答：彎曲過(guò)程中引起坯料偏移的原因： 制件的形狀不對(duì)稱(chēng)造成偏移； 制件的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)造成偏移； 彎曲模的結(jié)構(gòu)圓角不對(duì)稱(chēng)、間隙不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致偏移；安排彎曲件的彎曲工序順序時(shí)要注意什么？VU 對(duì)于批量大而尺寸較小的彎

9、曲件,應(yīng)盡可能采用復(fù)合?；蚨喙の患?jí)進(jìn)模彎曲不能影響前次已彎成的形狀3-1ab題圖 3-1 彎曲件解：計(jì)算略a L63.99mmb L40.16mm3-208t=1mm, =196Mpa,E=186000Mpa,試確定凸模s的工作部分尺寸。題圖 3-2 工件思考與練習(xí) 4圓筒形零件拉深時(shí),坯料變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)是怎樣的？形區(qū) 在凸緣部分產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力 1,產(chǎn)生切向壓應(yīng)力3 ,產(chǎn)生向壓應(yīng)力2 狀態(tài)為徑向拉應(yīng)變1 ,切向壓應(yīng)變 3 ,板方向產(chǎn)生拉應(yīng)變 2 。凹模圓角部分過(guò)渡.區(qū) 徑向受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力 1和拉應(yīng)變1 ,切向受壓產(chǎn)生壓應(yīng)力 3 與壓應(yīng)變 3 ,度方向產(chǎn)生壓應(yīng)力 2 1 的值最大,其相應(yīng)的

10、拉應(yīng)變1 1 1 2 1和切向拉應(yīng)力 3 向形成較大的壓應(yīng)力 2 ,其應(yīng)變狀態(tài)與筒壁部分相同,但其壓應(yīng)變2 引起的變薄現(xiàn)象比筒1 與 3 向的拉應(yīng)變1 和3 和度方向的壓應(yīng)變2 。分別說(shuō)明拉深工序中坯料的哪個(gè)部位容易起皺或拉裂？原因何在？如何防止？影響極限拉深系數(shù)的因素有哪些？極限拉深系數(shù)對(duì)拉深工藝有何意義？s / b 材料的伸長(zhǎng)率 t / D 相對(duì)度t / D小極限拉深系數(shù)。采用合適的凸、凹模圓角半徑與凸、凹模間隙可以減小極限拉深系數(shù)。 拉深次數(shù) 第二次及其以后的各次拉深,其拉深系數(shù)要比首次拉深大得多,而且通常后是制定拉深工藝的重要依據(jù)。有凸緣圓筒形件的拉深與無(wú)凸緣圓筒形件的拉深其本質(zhì)區(qū)別是

11、什么？答：有凸緣圓筒形件拉深時(shí),坯料凸緣部分材料不是全部進(jìn)入凹?？诓砍蔀橥脖?而是7 / 11D縮小到工件所需要的直徑dt d / D 單憑m 1就不能正確反映其變形程度,因?yàn)榧词故峭粋€(gè)m d 或拉深高度h變化,當(dāng)d 愈接近dhttd 愈接近Dhtd 或d /d來(lái)表示。tt4-1材料：08F 料：1mm材料：10料：2mm題圖4-1 a 罩殼題圖4-1 b 軸碗解：計(jì)算略aD毛=122.6mm h=3.8mm m=0.6 m=0.802 次12首次拉深 r r8mmC =1.1mmD凸 =72.560mm D 凹 =74.760.05 mm11110.0310最后拉深 r r6mmC=1.0

12、mmD=580mmD=600.05 mm凹2凸2220.0320bD毛=83.6mmh=3mm m=0.718 次r 5.5mm 6mmC=1.9mmD凹=61.8650.05 mm D凸=58.0650mm凸凹00.034-2材料： 08料： 題圖4-2 外罩解：計(jì)算略m =0.50 m =0.76 m =78 m =0.801234d =50mmd =38mmd =29mmd =23mm1234h =34.6mm h =38.5mm h =48.5mm h =60mm1111凸凸凸r=8mmr=5mmr=4mmr凸凸凸1234凹凹凹r=10mmr=8mmr=5mmr凹凹凹1111思考與練習(xí)

13、 5別？答：圓孔翻邊其變形區(qū)在孔和外圓之間的環(huán)形部分,變形區(qū)材料沿切向伸長(zhǎng),愈靠近孔口伸長(zhǎng)愈大,接近于單向拉伸應(yīng)力狀態(tài),切向應(yīng)變是三個(gè)主應(yīng)變中最大的主應(yīng)變。徑向變形.主要危險(xiǎn)在于孔口邊緣被拉裂。縮口與拉深工序在變形特點(diǎn)上有何相同與不同之處？增加。因而在縮口工序中毛坯變形區(qū)容易沿切向產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。相同之處是都可能在切向壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象。 3翻邊件：汽車(chē)門(mén)外板；客車(chē)腳踏門(mén)壓鐵；客車(chē)中墻板；固定套等。 脹形件：發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管；罩蓋；摩托車(chē)油箱等?？s口件：彈殼；氣瓶；摩托車(chē)前叉支承管；自行車(chē)車(chē)架立管等。 4整形模的結(jié)構(gòu)與前道工序的成形模有何區(qū)別？整形工序一般安排在工件沖壓過(guò)程中的最后位置。用

14、鋼模壓制如題圖5-1成形所需的沖壓力。已知沖壓所用材料為08鋼=380Mpa。b材料： 08料： 題圖5-1 半圓罩解：計(jì)算略該零件能一次起伏成形。沖壓力為 403.15 KN。已知兩個(gè)形狀相似的沖壓件見(jiàn)題圖5-2,其尺寸 D、h 見(jiàn)表中數(shù)值,材料為H62,t=0.8mm,=294Mpab尺件尺件寸號(hào)Dh9 / 11零件 1408零件 2352材料： H62題圖 5-2料： 0.8mm導(dǎo)筒解：計(jì)算略 因?yàn)镠 H110658.4N。max1H H2max2的底部沖孔,再翻邊。5-3題圖5-3脹形工件F pA Np 1.15b2tdmaxMpa取 120Mpa則F=10399.68N=10.4KNb6答：沖模裝配后進(jìn)行試沖的目的在于：壓力機(jī)的安全操作規(guī)程是哪些？答：沖模安裝的一般程