冲压工艺与模具设计期末考试题(沈阳理工大学).doc

1冷冲压:在压力机上利用工模具对材料（金属或非金属）施加压力使其产生分离或永久变形以获得所需形状尺寸的毛坯或零件的一种加工方法。
2冲裁:利用模具使板料产生分离的冲压工序.(包括落料,冲孔,切口,切边,剖切,修整,精密,冲裁等)
3冲裁模间隙:凸凹模刃口横向尺寸的差值
4冲裁件质量:指切断面质量,尺寸精度及形状误差.
5搭边:排样时工件和工件之间以及工件的各料之间留下的余料称为搭边及侧搭边。
6冲裁件工艺性:指冲裁件对冲裁工艺的适应性。即冲裁件形状结构尺寸大小及偏差是否符合冲裁加工工艺要求。
7单工序模:在一副模具中只能完成一种工序的冲模（如落料模，冲孔模，切边模）。
8相对弯曲半径:指弯曲件内表面圆角半径和弯曲件厚度比值（R/t）.它是衡量弯曲变形程度重要指标。
9最小弯曲半径:弯曲时，在不致使弯曲部位外表纤维产生破裂的条件下，工件能弯成的内表面的最小圆角半径。
10变薄因数:弯曲变形区中，变形前板料厚度（t1），和变形后板料厚度（t）的比值（即y=t1/t）。
11回弹:当弯曲变形结束以后，工件不受外力作用时，中性层附件纯弹性变形以及内外区变形中弹性变形部分的恢复，使弯曲件的弯曲角和弯曲半径变得与模具尺寸不一样。这种现象称为弯曲件的弹性。
12拉延:指用平板(或开口空心材料)通过拉延使其产生塑性变形制成各种开口件的工艺过程.
13拉深因数:指每次拉深后圆筒形件的直径和拉深前毛坯（或半成品）的直径之比。
14胀形:对板料或者管状毛坯的局部施加压力，使其变形区内的材料在双向拉应力作用下，厚度变薄而表面积增大，以获得所需要的形状。
15胀形因数:指胀形后最大处的直径和毛坯原来直径之比。
16翻边:指将工件的孔边缘或外边缘在模具的作用下翻成竖直的直边。
17翻边因数:指翻边前孔的直径和翻边后竖边直径之比。
18缩口:是将空心件或管形毛坯的开口端直径加以缩小的成形方法。
19排样:指冲裁件在各料上的布置方法。
20冲模压力中心:指冲裁力合力的作用点。
21封闭高度:滑块在下极点位置时，滑块下端面致垫板面间的距离。（冲模封闭高度小于压力机最小封闭高度可以加垫板）
22复合冲裁:在压力机一次行程中,在模具同一位置同时完成两个或两个以上的工序
23连续冲裁:在压力机一次行程中,在模具不同位置同时完成两个或多个工序,组后冲出零件
24板厚方向系数:板料拉伸时,宽度方向的变形和厚度方向的变形之比
25均匀延伸率:在拉伸实验时开始产生缩颈时的延伸率.
26屈强比:小的屈强几乎对所以的冲压成形都有利。
27强度极限和屈服极限:决定材料变形抗力的基本标准。
28硬化指数n:表示塑性变形过程中材料的硬化程度。
29均匀延伸率:变身板料产生均匀或稳定的塑性变形的能力。
30厚向异性指数:变身板料在同样受力条件下，其厚度方向发展变形能力。
31板平面各向异性指数:越大，表示各向异性严重，结果使拉深件边缘不齐，形成凸耳。（衡量板料拉深拉深成型性能的重要指标）
32冲裁变形四个特征区:圆角带,光亮带,断裂带,裂纹

1.分析冲裁件剪切区的受力状态,并判断裂纹最先在哪里产生?为什么?
A点:凸模下压引起轴向拉应力,板料弯曲和凸模侧压力引起径向压应力板料弯曲引起的压应力与侧压力引起的拉应力的合成应力为.
B点:凸模下压及板料弯曲引起的三向压缩应力.
C点:沿纤维方向为拉应力,垂直于纤维方向压应力.
D点:凹模挤压板料产生轴向压应力,由板料弯曲引起径向拉应力和切向拉应力.
E点:凸模下压引起轴向拉应力,由板料弯曲引起的拉应力与凹模侧压力引起的压应力合成应力和.
2.间隙对冲裁件质量的影响.
(1)间隙对冲裁件切断面质量的影响:①间隙过小,制件断面中部留下撕裂面,出现两个光亮带,有夹层,出现挤长的毛刺;②间隙适中,断面平整光洁,毛刺小,冲裁力小;③间隙过大,光亮带和圆角带斜度都大,毛刺大而厚.
(2)间隙对尺寸精度的影响: ①间隙较大,落料尺寸小冲孔孔径大;②间隙较小,落料尺寸大冲孔孔径小
3.冲裁模刃口尺寸计算原则:
(1)刃口尺寸设计基准: 设计落料模时,以凹模刃口尺寸为基准,用缩小凸模尺寸保证间隙.设计冲孔模时,以凸模尺寸为基准,用加大凹模尺寸保证间隙;
(2)刃口基本尺寸要考虑磨损:设计落料模时,凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸.设计冲孔模时,凸模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸;
(3)冲模刃口制造公差要考虑精度要求,一般模具制造精度比冲裁件要求的精度2~3级
4.降低冲裁力的方法:①将凹凸模做成斜刃口;②多凸模冲裁时做阶梯布置;③材料加热冲裁
5.冲裁变形过程三阶段:
(1)弹性变形阶段:材料内的应力状态未满足塑性条件,处于弹性变形的四个特征区.(2)塑性变形阶段:从塑性变形到裂纹形成开始.有压缩塑性变形和剪切两个过程.(3)断裂阶段:
6.冲裁顺序的安排:
(1)连续冲裁:先冲孔或切口,后落料或切断,将工件和条料分离.先冲出的孔可做后工序的定位
(2)多工序工件用单工序冲裁:先落料后冲孔,后续各冲裁工序的定位基准要一致,避免误差,先打孔后冲小孔.
7.弯曲的四个变形特征:
(1)变形区集中在圆角部位;
(2)变形区纵向纤维的内侧缩短,外侧伸长,其中有一层纤维长度不变成为应变中性层,应变中性层长度是毛坯展开长度计算的依据;
(3)变形区内板料厚度略有变薄,变薄系数为变形后板料厚度和变形前板料厚度之比;
(4)变形区界面形状变化有两种情况:①窄板:界面形状为扇形,内侧宽度高度增加,外侧宽度高度减小.②宽板:界面形状几乎不变,但厚度变薄.
8.影响最小弯曲半径的因素
(1)材料机械性能:材料塑性越好,可采用的最小弯曲半径越小;
(2)板料表面质量和冲切断面质量:材料加工硬化敏感,材料弯曲外表面有划伤等缺陷,所用最小弯曲半径要大些;将毛刺打掉,并放在压缩区一面,所用最小弯曲半径可小些.
(3)板料方向性和弯曲线方向关系:板材纵向纤维方向与弯曲线方向垂直时,所用最小弯曲半径可小些.
(4)弯曲中心角:弯曲中心角越小,最小相对弯曲半径的数值越小.(5)板材厚度.
9.影响回弹的因素
①材料机械性能:板料的弹性模数越小,屈服极限和抗拉强度等与变形抗力有关的数值越大,回弹越大.②弯曲中心角:弯曲中心角越大,回弹的积累值越大.③相对弯曲半径R/t:相对弯曲半径越小,板料变形程度越大,回弹值越小.④弯曲件形状:U形件弯曲的回弹小于V形件.⑤弯曲方式:自由弯曲回弹大,校正弯曲回弹小.⑥模具间隙:模具间隙小,回弹小.⑦弯曲时模具对板料摩擦越大,板料受拉应力越大,特别是一次弯曲多个圆角,回弹小.⑧材料性能波动,厚度偏差波动都会影响回弹.

10.减少回弹措施
①设计选材方面:采用弹性模量大,屈服极限底,机械性能稳定的材料.在结构上考虑减小回弹角,如在弯曲处压出加强筋.
②弯曲工艺方面:对冷作硬化的材料采用弯曲前退火降低材料屈服极限,或加热弯曲,校正弯曲代替自由弯曲.
③模具结构方面:先用公式计算,然后进行修正,采用补偿回弹,加大变形区的变形程度,增加压料力或减小模具间隙,使用弹性凹模或凸模.
11弯曲原则:
(1)一次弯成:尽量一次弯曲成型
(2)多次弯: ①先弯两端后弯中间;②前次弯曲考虑后次弯曲的可靠定位③后次弯曲不影响已弯曲形状.
12.弯曲件工艺性
①弯曲件的弯曲半径:弯曲件半径不能小于材料的许可最小弯曲半径,否则会产生拉裂.
②弯曲件形状:弯曲件形状应对称,弯曲件半径左右一致,以保证不会因摩擦阻力不均匀而产生滑动,造成工件偏移.
③弯曲件中孔的位置:孔的位置应处于弯曲变形区外.
④弯曲件直边高度:当工件弯曲90度时,弯曲件直边高度不应小于2t最好大于3t..
⑤弯曲件工艺孔和工艺槽:应在毛坯上预先冲出工艺槽或工艺孔
⑥弯曲件尺寸的标注应考虑工艺性:弯曲件尺寸的标注不同会影响冲压工序的安排
⑦弯曲件公差等级
13.影响拉延因数因素:①材料的供应状态;②材料相对厚度;③材料后向异性指数和硬化指数;④润滑;⑤包角;⑥模具表面粗造度;⑦模具几何参数
14.盒形件拉延变形特点
(1)盒形件拉延可认为是四个直边弯曲和四个圆角拉延组成,圆角部分和直边部分互相影响;
(2)变形沿周边分布不均匀.横向变形:角部小,直边变形小.纵向变形:底部伸长小,口部伸长大
(3)径向拉应力和切向拉应力沿周边分布不均匀,圆角部分大,直边部分小.
15.曲面拉延变形特点:(1)变形范围宽;(2)曲面拉延是拉延和胀形的复合变形;(3)应力应变分布不均匀;(4)曲面形件易引起开裂和起皱;(5)
16.胀形变形特点
①变形区受二向拉应力作用;②应力在料厚上分布较均匀;③变形区通常固定在一个范围内;④变形区形状改变表面积扩大是厚度变薄的结果;⑤变形不均匀;⑥回弹回复小
17.翻边系数影响因素
①材料机械性能:材料塑性好,极限翻边系数可小些②材料相对厚度大,翻边系数可小些;
③凸模圆角越大,表面越光滑,翻边系数可小些④孔口加工质量越好,越有利于翻边变形.
18.拉深过程应力应变状态
(1)材料机械性能:①材料屈强比越好,极限拉延系数可减小;②硬化指数,硬化模数越大,极限拉延系数可减小;③后向异性指数越大,极限拉延系数可减小.
(2)坯料相对厚度:越大,极限拉延系数可减小
(3)拉延条件:凸模圆角半径,凹模圆角半径,凸凹模间隙条件适中,可减小极限拉延系数.
(4)拉延次数:拉延次数越多,变形抗力大,危险断面略变薄,后此比前次拉延系数要小些
19.可能导致圆筒形拉延件破裂的主要原因，如何避免。
(1)原因:①变形区坯料内产生的应力②凹模与压边圈对材料的摩擦力③凸缘材料经凹模圆角时被弯曲拉直的应力则筒壁传力区筒壁传力区的受力变形与薄壁筒的拉伸受力相似。其抗拉强度为1.115b。但由于材料绕凸模圆角弯曲时，还要产生弯曲应力，因此在筒壁与底部转角稍上的地方是强度最薄弱的地方，此处为危险断面，危险断面的实际有效抗拉强度为当筒壁承受最大应力超过时时，拉延件要破裂。
(2)避免:①增大拉延系数②减小压边力③增加凹模圆角半径④拉延时在坯料表面涂润滑剂

20.控制坯料变形趋向性的措施:
①合理确定坯料各部分相对尺寸;②改变模具工作部位的几何形状和尺寸;③改变坯料和模具接触表面摩擦力;④采用局部加热或局部冷却.
21分离工序:
①概念:在外力作用下(相当应力超过屈服强度)使材料的一部分和另一部分分开
②目的:在冲压过程中使冲压件和板料沿一定轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求。
32成形工序
①概念：在外力作用下(相当应力超过屈服强度而低于极限强度)使材料经过塑性变形而达到要求的形状和尺寸。
②目的：是使冲压毛坯在不破坯的条件下塑性变形，并转化成所要求的成品形状同时也应满足尺寸精度方面的要求。
33模具工作零部件及其作用
(1)工作零件:直接对毛坯经行冲压和加工
(凸模,凹模,凸凹模)
(2)导向零件:保证模具上下部分正确的相对位置.(导柱,导套,导板,导筒)
(3)定位零件:确定条料在冲模中的正确位置(挡料销,导正销,定位板,导料板,侧刃,侧压板
(4)固定零件:用来承装模具零件或将模具安装固定在压力机上.(上下模座,模柄,凸凹模固定板,垫板,限制器,螺钉,销钉,斜楔,键)
(5)卸料及推件零件:将由于冲裁后弹性回复卡在凹模孔内和凸模上的工件或肥料卸下来(卸料板,压料板,推件器,顶件器,废料刀)
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