1、冲压工艺与模具设计复习要点总结一填空题1冷冲压的优点有： 生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高 。2冷冲压是利用安装在压力机上的 模具 对材料 施加压力 ，使其产生 分离或塑性变形 ，从而获得所需零件的一种加工方法。3一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加，所有的强度、硬度都 提高 ，同时塑性指标 降低 ，这种现象称为冷作硬化。4拉深时变形程度以 拉深系数m 表示，其值越小，变形程度越 大 。5材料的屈强比 小 ，均匀延伸率 大 有利于成形极限的提高。6冲裁件的断面分为 圆角，光面，毛面，毛刺 四个区域。7翻孔件的变形程度用 翻孔系数K 表示，变形程
2、度最大时，口部可能出现 开裂 8缩孔变形区的应力性质为 双向压缩应力 ，其可能产生的质量问题是 失稳起皱 9精冲时冲裁变形区的材料处于 三向压应力 ，并且由于采用了 极小 的间隙，冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。10冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种 工艺装备 。11落料和冲孔属于 分离工序 ，拉深和弯曲属于 成形工序 。12变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性 提高 ，变形抗力 降低 。14材料在塑性变形中，变形前的体积 等于 变形后的体积，用公式来表示即： 1+2+3=0 。15冲裁的变形过程分为 弹性变形 ， 塑性变形 ， 断裂分离 三个阶段。 16冲裁模工
3、作零件刃口尺寸计算时，落料以 凹模 为基准，冲孔以 凸模 为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高 2-3级 。 17冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作 搭边 。它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保 冲出合格的制件 。18弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于 弯曲回弹而引起的 ，校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度 要高 。19拉深时可能产生的质量问题是 起皱和开裂 21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。22冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。
4、24变形温度对金属的塑性有重大影响。就大多数金属而言，其总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。25以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。27加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。28在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的弹性回复(简称回弹)造成的。29材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有
5、两个方面：一是成形极限，二是成形质量。30圆形垫圈的内孔属于 冲孔 外形属于 落料 。31工作零件刃口尺寸的确定冲孔以凸 模为计算基准，落料以凹 模为计算基准。32冲裁件的经济冲裁精度为 IT11级 。33凸凹模在下模部分的叫 倒装式复合模 ，凸凹模在上模部分的叫 正装式复合模 ，其中 正 装 式 复合模多一套打件装置。34弹性卸料装置除了起卸料作用外，还起压 料作用，它一般用于材料厚度较小的情况。35侧刃常用于 级进模 中，起 控制条料送进步距 的作用。36冲压力合力的作用点称为 模具的压力中心 ，设计模具时，要使 压力中心 与模柄中心重合。10.挡料销用于条料送进时的粗定位，导正销用于条料
6、送进时的精定位。37将各种金属坯料沿直线弯成一定 角度 和 曲率 ,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。38弯曲时外侧材料受拉伸,当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后,在板料的外侧将产生裂纹,此中现象称为 弯裂 。39在外荷作用下,材料产生塑性变形的同时,伴随弹性变形,当外荷去掉以后,弹性变形恢复,使制件的 形状 和 尺寸 都发生了变化,这种现象称为回弹。40在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时受到摩擦阻力的作用，当坯料各边受到 摩擦阻力 不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称之为 偏移 。41为了确定弯曲前毛坯的 形状 和 大小
7、，需要计算弯曲件的展开尺寸。42弯曲件的工艺安排使在 工艺分析 和 计算 之后进行的一项设计工作。43常见的弯曲模类型有： 单工序弯曲模、级进弯曲模 、 复合弯曲模 、通用弯曲模 。44对于小批量生产和试制生产的弯曲件，因为生产量小，品种多，尺寸经常改变，采用常用的弯曲模成本高，周期长，采用手工时强度大，精度不易保证，所有生产中常采用 通用弯曲模 。45凹模圆角半径的大小对弯曲变型力， 模具寿命 ，弯曲件质量 等均有影响。46对于有压料的自由弯曲，压力机公称压力为 F压 机（1.61.8）（F自+FY） 。32用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做 拉深 。47一般情况下
8、，拉深件的尺寸精度应在 IT13 级以下，不宜高出 IT11 级。48实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按 坯料面积等于拉深件表面积 原则确定坯料尺寸。49为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的 拉深系数 。50窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采 用 锥形凹模 和 锥形压料圈 进行拉深。51压料力的作用为： 防止拉深过程中坯料起皱 52目前采用的压料装置有 弹性压料 和 刚性压料 装置。53在拉深过程中，由于板料因塑性变形而产生较大的加工硬化，致使继续变形苦难甚至不可能。为可后继
9、拉深或其他工序的顺利进行，或消除工件的内应力，必要时进行 工序间 热处理或 最后消除应力 的热处理。61 在冲压过程中，清洗的方法一般采用 酸洗 。54为了降低冷冲压模具与坯料的摩擦力，应对坯料进 表面处理 和 润滑处理 。62冷积压模具一般采用 可调试冷挤压模 和 通用挤压模 。63翻边按变形性质可分为 伸长类翻边 和 压缩类翻边 。64在冲压过程中，胀形分 平板坯料 的局部凸起胀形和 立体空心 的胀形。65压制加强筋时，所需冲压力计算公式为： F=LtbK 。66把不平整的工件放入模具内压平的工序叫 校平 。67冷挤压的尺寸公差一般可达到 IT7 。68 空心坯料胀形 是将空心工序件或管状
10、毛坯沿径向往外扩张的冲压工序。69径向积压又称横向挤压，即积压时，金属流动方向与凸缘运动方向 垂直 。70 覆盖件 是指覆盖车类发动机、底盘、驾驶室和车身的薄板异型类表面零件和内部零件。71为了实现覆盖件拉深,需要制件以外增加部分材料,而在后续工序中又将去切除,这部分增补的材料称为 工艺补充部分 。72利用 拉深筋 ，控制材料各方向留入凹模的阻力,防止拉深时因材料流动不均匀而发生起皱和破裂,是覆盖件工艺设计和模具设计的特点和重要内容。73确定覆盖件的切边方向必须注意 定位要方便可靠 和 要保证良好的刃口强度 这两点。74覆盖件翻边质量的好坏和翻边位置的准确度,将直接影响汽车车身的 装配精度 和
11、 质量 。75 覆盖件的工序工件图 是指拉深工件图、切边工件图及翻边工件图等工序件图,是模具设计过程中贯彻工艺设计图、确定模具结构及尺寸的重要依据。76覆盖件拉深模结构与拉深使用的压力机有很大的关系,可分为 单动拉深模、 多为双动拉深模 和 双动拉深模 。77拉深筋的作用是增大或调节拉深时坯料各部分的变形阻力,控制材料流入,提高稳定性,增大制件的刚度,避免 起皱 和 破裂 现象。78 工艺孔 是为了生产和制造过程的需要,在工艺上增设的孔,而非产品制件上需要的孔。79覆盖件的翻边包括两个方面：一是 轮廓外形翻边 ，二是 窗口封闭内形翻边 。80在模具的工作部分分布若干个等距工位,在每个每个工位上
12、设置了一定冲压工序,条料沿模具逐工位依次冲压后,在最后工位上从条料中便可冲出一个合格的制件来的模具叫 级进模 。81多工位级进模按主要工序分,可分为 级进冲裁模 、 级进弯曲模 、 级进拉深模 。82多工位级进模按组合方式分,可分为 落料弯曲级进模 、 冲裁翻边级进模 、 冲裁拉深级进模 、 翻边拉深级进模 。83衡量排样设计的好坏主要看 工序安排是否合理 ,能否保证 冲件的质量并使冲压过程正常稳定进行 ,模具结构是否 简单,制造维修是否方便 ,是否符合制造和使用单位的习惯和实际条件等等。84进行工位设计就是为了确定模具工位的 数目 、各工位加工的 内容 、及各工位冲压工序的 顺序 。85对于
13、严格要求的局部内、外形及成组的孔,应考虑在同一工位上冲出,以保证位置精度 。86如何处理好相关部件几次冲裁产生的 相接问题 ,将直接影响冲压件的质量。87在多工位级进模内条料送进过程中,会不断得被切除余料,但在各工位之间达到最后工位以前,总要保留一些材料将其连接起来,以保证条料连续的送进,这部分材料称为 载体 。88级进模中卸料板的另一个重要作用是 保护细小的凸模 。89对于自动送料装置的多工位级进模应采用 自动检测保护装置 。90模具因为磨损和其他原因而失效,最终不能修复而报废之前所加工的冲件总数称为 模具寿命 。91模具经过一定时间的使用,由于种种原因不能再冲出合格的冲件产品,同时又不能修
14、复的现象称为 失效 。92冲模一般零件选用材料是应具有一定的 力学 性能和 机械加工 性能。93在实际生产中,由于冲压件材料厚度公差较大,材料性能波动,表面质量差不干净等,将造成模具工作零件 磨损加剧 . 和 崩刃 。94对于一定条件下的模具钢,为了提高起耐磨性,需要在硬度高的机体上分布有 细小坚硬的碳化物 。96 材料的耐磨性 将直接影响模具零件的使用寿命和冲件质量。98不同冲压模具对材料的性能要求不同,拉深等成形模要求有 高耐磨性 和 高黏附性 。二 判断题1（ ）主应变状态一共有9种可能的形式。2（ ）材料的成形质量好，其成形性能一定好。3（ ）热处理退火可以消除加工硬化（冷作硬化）。4
15、（ ）屈强比越小，则金属的成形性能越好。5（ ）拉深属于分离工序。6（ ）离合器的作用是实现工作机构与传动系统的接合与分离；制动器的作用是在离合器断开时使滑块迅速停止在所需要的位置上。7（ ）连杆调至最短时的装模高度称为最小装模高度。8（ ）滑块每分钟行程次数反映了生产率的高低。9（ ）落料件比冲孔件精度高一级。10（ ）在其它条件相同的情况下，H62比08钢的搭边值小一些。11（ ）在复合模中，凸凹模的断面形状与工件完全一致。12（ ）复合模所获得的零件精度比级进模低。13（ ）直对排比斜对排的材料利用率高。14（）一般弯曲U形件时比V形件的回弹角大。15（）足够的塑性和较小的屈强比能保证弯
16、曲时不开裂。16（）弯曲件的精度受坯料定位、偏移、回弹，翘曲等因素影响。17（）弯曲坯料的展开长度等于各直边部分于圆弧部分中性层长度之差。18（）弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一。19（）在拉深过程中，根据应力情况的不同，可将拉深坯料划为四个区域。20（）起皱是一种受压失稳现象。21（）用于拉深的材料，要求具有较好的塑性，屈强比s/b小、板厚方向性r小，板平面方向性系数r大。22（）阶梯圆筒形件拉深的变形特点与圆形件拉深的特点相同。23（）制成的拉深件口部一般较整齐。24（ ）压缩类曲面的主要问题是变形区的失稳起皱。25（ ）缩口模结构中无支撑形式，其模具结构简单，但缩口过程中坯料
17、的稳定性差，允许缩口系数较小。26（ ）冷挤压坯料的截面应尽量与挤压轮廓形状相同。27（ ）整形工序一般安排在拉伸弯曲或其他工序之前。28（）覆盖件与一般冲压件相比,其材料都比较厚。29（）覆盖件一般都采用一次成形,以保证质量和经济性要求。30（）拉深筋的的设置、分布和数量要根据制件的结构和尺寸决定。31（）覆盖件一般的浅拉深都不是在单动机上拉深 。32（）覆盖件拉深模的凸模、凹模、压圈等主要零件不能是铸件。33（）覆盖件与一般冲压件相比,其材料都比较厚。34（）覆盖件一般都采用一次成形,以保证质量和经济性要求。35（）拉深筋的的设置、分布和数量要根据制件的结构和尺寸决定。36（）覆盖件一般的
18、浅拉深都不是在单动机上拉深 。37（）覆盖件拉深模的凸模、凹模、压圈等主要零件不能是铸件。38（）模具在使用过程中受到很多因数的影响,而首要外因时模具的材料选择是构正确。39（）冲压模具的材料主要是指工作零件的材料。40（）冲压用钢按工艺和使用性能分可分为六组。41（）硬质合金壁比模具钢抗弯强高。42（）模具的间隙对模具的使用寿命没很大的影响。43（ ）校正弯曲可以减少回弹。44（ ）冲裁间隙越小，冲裁件精度越高，所以冲裁时间隙越小越好。45（ ）在生产实际中，倒装式复合模比正装式复合模应用更多一些。46（ ）胀形时，坯料变形区受两向拉应力的作用，因此，可能产生的最大问题是起皱。47（ ）拉深
19、凸模上开通气孔的目的是为了减轻模具的重量。48（）模具装配后，卸料弹簧的预压力应大于卸料力。49（）选择标准模架规格的依据是凸模的尺寸。50（）单工序模、级进模、复合模中，操作安全性最高的是复合模。51（）弯曲线的方向与板料的轧制方向垂直有利于减少回弹。52（）失稳起皱是压缩类变形存在的质量问题。压料装置可以防止起皱，其力越大，效果越好。物体的塑性仅仅决定于物体的种类，与变形方式和变形种类无关。 （ ）53材料的塑性是物质一种不变的性质。 （ ）84物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。 （ V ）85在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。 （ V ）86从应力状态来看，窄
20、板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。 （ V ）87弯曲件的回弹主要是因为冲件弯曲变形程度很大所致。 （ ）88一般而言，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分互相牵制作用愈大，所以回弹就大。 （ ）89拉深变形属于伸长类变形。 （ ）90在压力机的一次行程中，能完成两道或两道以上的冲压工序的模具称为级进模。 （ ）91、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。 （） 92、冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。 （ ） 93、冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。 （ ） 94、金属的柔软性好，则表示其塑性好。 （） 95、模
21、具的压力中心就是冲压件的重心。 （ ） 96、 冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。 （ ）97、在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。 （ ）98、 压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。（ ）99、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。 （ ）100、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。 （ ）101、 拉深过程中，凸缘平面部分材料在径向压应力和切向拉应力的共同作用下，产生切向压缩与径向伸长变形而逐渐被拉入凹模。（ ） 102、 拉深系数 m 恒小于 1 ， m 愈小，则拉深变形程度愈大。 （
22、 ） 103、由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，所以变形区的材料不会产生破裂。 （ ） 104 假如零件总的拉深系数小于极限拉深系数，则可以一次拉深成型。（ ）105 导正销是给导板定位用的。（ ）106 在进行冲裁模刃口尺寸计算时，落料首先确定凸模尺寸。（ ）107 对于宽凸缘拉深件，在多次拉深时，首次拉深就应将凸缘拉到要求的尺寸。（ ）108导正销多用于级进模中。（ ）三 问答、计算题1冷冲压的特点？答：（1） 便于实现自动化，生产率高，操作简便。大批量生产时，成本较低。(2) 冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好。(3) 能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复
23、杂的零件。(4) 冷冲压是一种少无切削的加工方法，材料利用率较高，零件强度、刚度好。2冷冲压的基本工序？答：分离工序和变形工序。分离工序：材料所受力超过材料的强度极限，分离工序的目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，成为所需成品的形状及尺寸。成形工序：材料所受力超过材料的屈服极限而小于材料的强度极限，成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状和尺寸。3板平面方向性系数？答：板料经轧制后晶粒沿轧制方向被拉长，杂质和偏析物也会定向分布，形成纤维组织，使得平行于纤维方向和垂直于纤维方向材料的力学性能不同，因此在板平面上存在各向异性，其程度一般用板厚方向性系数
24、在几个特殊方向上的平均差值r（称为板平面方向性系数）。r值越大，则方向性越明显，对冲压成形性能的影响也越大。4冲压成形性能？答：材料对各种冲压成形方法的适应能力。冲压成形性能包括两个方面：一是成形极限，二是成形质量。材料冲压成形性能良好的标志是：材料的延伸率大，屈强比小，屈弹比小，板厚方向性r大，板平面方向性r值小。5冲压对材料的基本要求为：具有良好的冲压成形性能，如成形工序应具有良好的塑性(均匀伸长率j高)，屈强比s/b和屈弹比s/E小，板厚方向性系数r大，板平面方向性系数r小。具有较高的表面质量，材料的表面应光洁平整，无氧化皮、裂纹、锈斑、划伤、分层等缺陷。厚度公差应符合国家标准。8什么是
25、冲裁间隙？为什么说冲裁间隙是重要的。答: 凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。冲裁模间隙都是指的双面间隙。间隙值用字母Z表示。间隙之所以重要，体现在以下几个方面： 1）冲裁间隙对冲裁件质量的影响（1）间隙对断面质量的影响 模具间隙合理时，凸模与凹模处的裂纹（上下裂纹）在冲压过程中相遇并重合，此时断面塌角较小，光面所占比例较宽，毛刺较小，容易去除。断面质量较好；如果间隙过大，凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离，上下裂纹未重合部分的材料将受很大的拉伸作用而产生撕裂，使塌角增大，毛面增宽，光面减少，毛刺肥而长，难以去除，断面质量较差；间隙过小时，凸模与凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开
26、一段距离上下裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行将进行二次剪切，从而使断面上产生二个光面，并且，由于间隙的减小而使材料受挤压的成分增大，毛面及塌角都减少，毛刺变少，断面质量最好。因此，对于普通冲裁来说，确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键。（2） 冲裁间隙对尺寸精度的影响 材料在冲裁过程中会产生各种变形，从而在冲裁结束后，会产生回弹，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其结果，有的使制件尺寸变大，有的则减小。其一般规律是间隙小时，落料件尺寸大于凹模尺寸，冲出的孔径小于凸模尺寸；间隙大时，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲出的孔径大于凸模尺寸。2）冲裁间隙对冲压力的影响一般来说，在正常冲裁情况下
27、，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸料力、推件力的影响却较大。间隙较大时，卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小，从凸模上卸料或从凹模内推料都较为容易，当单边间隙大到15%20%料厚时，卸料力几乎等于零。3） 冲裁间隙对冲模寿命的影响由于冲裁时，凸模与凹模之间，材料与模具之间都存在摩擦。而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小。间隙越小，摩擦造成的磨损越严重，模具寿命就越短，而较大的间隙，可使摩擦造成的磨损减少，从而提高了模具的寿命。 10、根据图示零件，完成以下内容：1）工作零件刃口尺寸；答:1)刃口尺寸如下表:冲裁性质工作尺寸计算公式凹模尺寸注法凸模尺寸注法落料58-0.7438-0.6230-0
28、.5216-0.44R8DA=(Dmax-x) +0A 57.6+0.1837.7+0.1629.7+0.1316.8+0.11R7.9+0.06凸模尺寸按实际尺寸配置，保证双边间隙 0.250.36mm冲孔3.5+0.3dT=(dmin+x) 0-T凹模尺寸按凹模实际尺寸配置，保证双边间隙0.250.36mm3.65-0.08中心距140.055170.0554.模具总装图及主要工作零件图1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16
29、-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角螺钉 23-圆柱销 24-螺钉总装图11弯曲变形的特点？答（1） 只有在弯曲中心角的范围内，网格才发生显具的变化，而在板材平直部分，网格仍保持原来状态。(2) 在变形区内，板料的外层想纤维受力而拉伸，内层纵向纤维受压而缩短。(3) 在弯曲变形区内板料厚度有变薄。(4) 从弯曲变型区域的横断面看，对于窄板和宽板各有变形情况。12控制回弹措施有哪些？答（1）尽量避免用过大的相对弯曲半径r/t(2)采用合适的弯曲工艺。(3) 合理设计弯曲模结构。13产生偏移的原因是什么，控制偏移的措施是:什么？答：弯曲坯料形状
30、不对称，弯曲件两边折弯不相等，弯曲凸凹模结构对称。 控制偏移的措施是:： （1）采用压料装置 (2) 利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺孔，用定位销插入孔中定位，使坯料无法移动。 (3) 根据偏移量的大小，调用定位元件的位移来补偿偏移。(4) 对于不同零件，先成对的弯曲，弯曲后再切断。(5) 尽量采用对称的凸凹结构，使凹模两变圆角半径相等，凸凹间隙调整对称。15弯曲件设计时候要注意的问题？答：（1）坯料定位要准确，可靠，尽可能采用坯料的孔定位，防止坯料在变形过程中发生偏移。（2）模具结构不应防碍坯料在弯曲过程中应有的转动和移动，避免弯曲过程中坯料产生过渡变薄和断面发生畸变。（3）模具结构应能保证弯曲时上，下模之间水平方向的错移力平衡。（4）为了减小回弹，弯曲行程结束时应使弯曲件的变形部位在模具中得到较正。（5）弯曲回弹量较大的材料时，模具结构上必须考虑凸凹模加工及试模时便于修正的可
