冲压工艺与模具设计知识点

冲压工艺与模具设计-重要知识点1.影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？答：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。答：屈服条件的表达式为：13 = S ，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？答：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？ 答：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？答：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r ？它对冲压工艺有何影响？ 答：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 r 来表示。比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。板平面各向异性指数r 愈大，“凸耳”现象愈严重，拉深后的切边高度愈大。由于r 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r 。 7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏 ? 答：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。8.什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？答：利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁工序。 冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行切边。 9.冲裁的变形过程是怎样的？答：冲裁的变形过程分为三个阶段如图图 2.1.3 所示：从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ；如果凸模继续下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性变形阶段 ( 第二阶段 ) ；从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离，这就是称之为断裂分离阶段 ( 第三阶段 ) 。 10.普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？ 答：普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图 2.1.5 所示，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。 圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。 光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。11.什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁件断面质量有哪些影响？答：冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。该间隙的大小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。 当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，如图 2.1.6 所示。工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。 当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，如图 4-5b 所示 , 这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。 间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。12.降低冲裁力的措施有哪些？答：当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的： 1、采用加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板材加热到一定温度（注意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。 2、采用斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用斜刃冲裁的方法以降低冲裁力。为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上；冲孔时斜刃做在凸模上，如图4.10所示。 3 、采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构，如图 4.10 所示。由于凸模冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最大值。但这种结构不便于刃磨，所以仅在小批量生产中使用。13.什么是冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义？答： 冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是冲模在工作时所受合力的作用点位置。在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线重合，否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨损，从而影响压力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是十分重要的 , 在实际生产中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。 14.什么叫搭边？搭边有什么作用？答：排样时，工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是：补偿送料误差，使条料对凹模型孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量。保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边太大，浪费材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。影响模具寿命。 15.怎样确定冲裁模的工序组合方式？答：确定冲裁模的组合方式时，一般根据以下条件：1、生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级进模结构要比选择单工序模好得多。一般来说，小批量和试制生产时采用单工序模具，中批和大批生产时，采用复合冲裁模和级进冲裁模。2、工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高可达 IT12 IT13 级，复合模由于避免了多次冲压时的定位误差，其尺寸精度最高能达到 IT9 级以上，再加上复合模结构本身的特点，制件的平整度也较高。因此，工件尺寸公差等级较高时，宜采用复合模的结构。3、从实现冲压生产机械化与自动化生产的角度来说，选用级进模比选用复合模和单工序模具容易些。这是因为，复合模得废料和工件排除较困难。4、从生产的通用性来说，单工序模具通用性最好，不仅适合于中小批量的中小型冲压件的生产，也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的生产。5、从冲压生产的安全性来说，级进模比单工序模和复合模为好。 综上所述，在确定冲裁模的工序组合方式时，对于精度要求高、小批量及试制生产或工件外形较大，厚度又较厚的工件，应该考虑用单工序模具。而对精度要求高、生产批量大的工件的冲压，应采用复合模；对精度要求一般，又是大批量生产时，应采用级进模结构。 16.怎样选择凸模材料？答：凸模的刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此，凸模应该有较高的硬度与适当的韧性。一般，形状简单、模具寿命要求不高的凸模，可选用 T8A 、 T10A 等材料；形状复杂、模具寿命要求高的凸模，应该选用 Cr12 、 Cr12MoV 、 CrWMn 等材料；要求高寿命、高耐磨模具的凸模，可选用硬质合金制造。凸模的硬度，一般为 HRC58 62 。17.什么条件下选择侧刃对条料定位？答： 一般在下列情况下，采用侧刃来控制条料的送进步距：1、级进模中，一般采用侧刃来控制条料的送进步距。这样，可以提高生产率。2、当冲裁窄而长的工件时，由于步距小，采用定位钉定位困难，这时也采用侧刃来控制条料的送进步距。3、当需要切除条料的侧边作为工件的外形时，往往采用侧刃定距。4、当被冲材料的厚度较薄（ t 0.5 mm ）时，可以采用侧刃定距。18.什么情况下采用双侧刃定位？答： 当被冲材料的宽度较大而厚度较小、工位数目较多以及冲裁件的精度要求较高时，可以采用双侧刃。采用双侧刃时，两个侧刃可以对称布置。这时，可以降低条料的宽度误差，提高工件的精度。这种布置方法常用于带料或卷料冲压中。而将两个侧刃一前一后的布置，往往用于工步较多的条料冲压中，这样可以节约料尾。用双侧刃定距时，定位精度高，但材料的利用率要低一些。 19.凸模垫板的作用是什么？如何正确的设计垫板？答： 冲模在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过凸模的固定端传递到上模座。如果作用在模座上的力大于其许用应力时，就会在模板上压出凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避免模座的损坏，在凸模固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与模座之间，因为同样的原因也需要加装一块垫板。设计时，一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用 T7 、T8 钢，热处理的淬火硬度为 48 52HRC ，上下表面的粗糙度为 Ra0.8 以下。 20.常用的卸料装置有哪几种？在使用上有何区别？答： 常用的卸料装置分为刚性卸料装置和弹压卸料装置两大类。1、刚性卸料装置：刚性卸料装置常用固定卸料板的结构形式，即：卸料板是用螺钉将其固定在下模部分，再用销钉定位这样一种安装方式。刚性卸料装置的卸料板在工作时，不能将被冲材料压住，所以工件的有明显的翘曲现象，但卸料力大。因此，常用于较厚、较硬且精度要求不高的工件冲裁模中。2、弹压卸料装置：弹压卸料装置中的弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁厚度在 1.5mm 以下的模具中。冲裁前，弹压卸料板首先将毛坯压住，当上模随压力机的滑块继续向下运动时，凸模再伸出弹压卸料板的下端面进行冲压加工。所以，工件的平整度较好。21.卸料板型孔与凸模的关系是怎样的？答：（1）在固定卸料装置中，当卸料板仅仅起卸料作用时，卸料板型孔与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，一般取单边间隙（ 0.2 0.5 ）t 。当固定卸料板除卸料的作用外，还要对凸模进行导向，这时，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。（2）弹压卸料装置中，卸料板型孔与凸模之间的单面间隙取（ 0.1 0.2 ）t 。若弹压卸料板还要起对凸模的导向作用时，同样，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。 22.什么是顺装复合模与倒装复合模？答：根据落料凹模是在模具的上模还是下模，将复合模分成顺装复合模和倒装复合模。其中，落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模，落料凹模在上模的复合模称为倒装复合模。27.什么是最小相对弯曲半径？答：板料在弯曲时，弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大。如果板料的弯曲半径过小，则板料的外表面将超过材料的变形极限而出现裂纹。所以，板料的最小弯曲半径是在保证变形区材料外表面不发生破坏的前提下，弯曲件的内表面所能弯成的最小圆角半径，用rmin 表示。最小弯曲半径与板料厚度的比值 rmin /t 称为最小相对弯曲半径，它是衡量弯曲变形程度大小的重要指标。 28.影响最小相对弯曲半径的因素有哪些？答：影响板料最小相对弯曲半径数值的因素很多，其中主要有：1）材料的机械性能与热处理状态 材料的机械性能与热处理状态对最小相对弯曲半径数值的影响较大，塑性好的材料，其允许有较小的弯曲半径。所以在生产实际中，都将冷作硬化的材料，用热处理方法提高其塑性，以获得较小的弯曲半径，增大弯曲变形的程度；或者对于塑性较低的金属材料采用加热弯曲的方法，以提高弯曲变形程度。2）弯曲件的弯曲中心角 弯曲中心角是弯曲件的圆角变形区圆弧所对应的圆心角。理论上弯曲变形区局限于圆角区域，直边部分不参与变形。但由于材料的相互牵制作用，接近圆角的直边也参与了变形，扩大了弯曲变形区的范围，分散了集中在圆角部分的弯曲应变，使变形区外表面的受拉状态有所减缓，因此减小有利于降低最小弯曲半径的数值。3）弯曲线的方向 冲压用的金属板料一般都是冷扎钢板，板料也就呈纤维状组织。板料在横向、纵向及厚度方向上，都呈现出不同的机械性能。一般来讲，钢板在纵向（轧制方向）的抗拉强度比在横向（宽度方向）要好，所以弯曲线垂直于轧制方向，则允许有最小的弯曲半径，而弯曲线线平行于轧制方向，则允许的最小弯曲半径数值要大些。4）板料表面与侧面的质量影响 弯曲用的毛坯一般都是冲裁或剪裁获得，材料剪切断面上的毛刺、裂纹和冷作硬化以及表面的划伤和裂纹等缺陷，都会造成弯曲时的应力集中，从而使得材料容易破裂。所以表面质量和断面质量差的板料在弯曲时，其最小相对弯曲半径的数值较大。5）弯曲件的相对宽度 弯曲件的相对宽度愈大，材料沿宽度方向的流动阻力就愈大。因此，相对宽度较小的窄板，其相对弯曲半径的数值可以取得小些。 29.影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？答：在弯曲的过程中，影响回弹的因素很多，其中主要有以下几个方面：1）材料的机械性能 材料的屈服极限 s 愈高、弹性模量愈小，弯曲变形的回弹也愈大。2）相对弯曲半径 r/t 相对弯曲半径 r/t 愈小，则回弹值愈小。因为相对弯曲半径愈小，变形程度愈大。反之，相对弯曲半径愈大，则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的弯曲件不易弯曲成形的原因。 3）弯曲中心角 弯曲中心角愈大，表示变形区的长度愈大，回弹的积累值愈大，因此弯曲中心角的回弹愈大，但对曲率半径的回弹没有影响。 4）模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以，板料厚度的误差愈大，回弹值愈不稳定。5）弯曲件的形状 弯曲件的几何形状对回弹值有较大的影响。比如，形件比形件的回弹要小些，这是因为形件的底部在弯曲过程中有拉伸变形的成分，故回弹要小些。6）弯曲力 弯曲力的大小不同，回弹值也有所不同。校正弯曲时回弹较小，因为校正弯曲时校正力比自由弯曲时的弯曲力大很多，使变形区的应力与应变状态与自由弯曲时有所不同。 31.弯曲模的设计要点是什么？答：在设计弯曲模时，一般应该注意以下几点： 1、弯曲模的凹模圆角半径的大小应该一致，否则在弯曲时容易使坯料产生滑动，从而影响工件的尺寸精度。 2、凹模的圆角半径不能太小，否则会引起弯曲件的局部变形和变薄，影响工件的表面质量。3、注意防止弯曲过程中坯料的偏移，为此可以采取以下措施： 1）弯曲前坯料应有一部分处于弹性压紧状态，然后再弯曲。 2）尽量采用毛坯上的孔定位。 4、注意防止弯曲过程中工件变形 1）多角弯曲时，模具设计要尽量使各个弯角的变形不在同时进行。 2）模具设计时，应能保证模具弯曲到下死点时，能对坯料有校正的作用，即实现校正弯曲。 3）、模具结构设计应充分考虑到消除回弹的影响。 5、对于形状复杂的弯曲件需要多方向进行弯曲时,应把弯曲动作分解,并选择合适的机构来实现分解的弯曲动作。 6、尽量使弯曲件弯曲后取件安全、方便。 7、模具应该有足够的刚性，并以合理的模具结构保证工件变形，是提高模具耐用度的重要环节。 32.常用弯曲模的凹模结构形式有哪些？答：1）回转式弯曲凹模；2）斜楔式凹模；3）摆动式凹模；4）滑轮式凹模；5）可换式凹模；6）折板式弯曲凹模。33. 拉深变形的特点？答： 拉深件的变形有以下特点：1）变形区为毛坯的凸缘部分，与凸模端面接触的部分基本上不变形；2）毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向拉伸的“一拉一压”的变形。3）极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制；4）拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面”（底部的厚度基本保持不变）；5）拉深工件的硬度也有所不同，愈靠近口部，硬度愈高（这是因为口部的塑性变形量最大，加工硬化现象最严重） 34.拉深的基本过程是怎样的? 答：如下图所示的拉深基本过程。拉深所用的模具一般是由凸模1 、凹模3 、压边圈2（有时可以不带压边圈）三部分构成。其凸模与凹模的结构和形状与冲裁模不同，它们的工作部分没有锋利的刃口，而是做成圆角。凸模与凹模的间隙稍大于板料的厚度。在拉深开始时，平板坯料同时受凸模的压力和压边圈压力的作用，其凸模的压力要比压边圈的压力大得多。坯料受凸模向下的压力作用，随凸模进入凹模，最后使得坯料被拉深成开口的筒形件。 36.什么是拉深的危险断面?它在拉深过程中的应力与应变状态如何? 答：拉深件的筒壁和圆筒底部的过渡区，是拉深变形的危险断面。承受筒壁较大的拉应力、凸模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力和切向拉应力。 37.什么情况下会产生拉裂? 答：当危险断面的应力超过材料的强度极限时，零件就会在此处被拉裂。 38.试述产生起皱的原因是什么？答：拉深过程中，在坯料凸缘内受到切向压应力3 的作用，常会失去稳定性而产生起皱现象。在拉深工序，起皱是造成废品的重要原因之一。因此，防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。39.影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么?防止起皱的方法有哪些? 答：影响起皱现象的因素很多，例如：坯料的相对厚度直接影响到材料的稳定性。所以，坯料的相对厚度值 t/D 越大 (D 为坯料的直径) ，坯料的稳定性就越好，这时压应力3 的作用只能使材料在切线方向产生压缩变形 ( 变厚 ) ，而不致起皱。坯料相对厚度越小，则越容易产生起皱现象。在拉深过程中，轻微的皱摺出现以后，坯料仍可能被拉入凹模，而在筒壁形成褶痕。如出现严重皱褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圆角处或凸模圆角上方附近侧壁（危险断面）产生破裂。防止起皱现象的可靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施是在拉深时采用压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈与凹模平面之间，坯料虽受有切向压应力3 的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，从而提高了坯料在流动时的稳定性。另外，由于压边力的作用，使坯料与凹模上表面间、坯料与压边圈之间产生了摩擦力。这两部分摩擦力，都与坯料流动方向相反，其中有一部分抵消了3 的作用，使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲的抗力，从而避免了起皱现象的产生。由此可见，在拉深工艺中，正确地选择压边圈的型式，确定所需压边力的大小是很重要的。40.影响拉深系数的因素有哪些? 答：拉深系数是拉深工艺中一个重要参数。合理地选定拉深系数，可以减少加工过程中的拉深次数，保证工件加工质量。影响拉深系数的因素有以下几方面：1、材料的性质与厚度：材料表面粗糙时，应该取较大的拉深系数。材料塑性好时，取较小的拉深系数。材料的相对厚度 t/D100对拉深系数影响更大。相对厚度越大，金属流动性能有较好的稳定性，可取较小的拉深系数；2、拉深次数：拉深过程中，因产生冷作硬化现象，使材料的塑性降低。多次拉深时，拉深系数应逐渐加大；3、冲模结构：若冲模上具有压边装置，凹模具有较大的圆角半径，凸、凹模间具有合理的间隙，这些因素都有利于坯料的变形，可选较小的拉深系数；4、润滑：具有良好的润滑，较低的拉深速度，均有利于材料的变形，可选择较小的拉深系数。但对凸模的端部不能进行润滑，否则会削弱凸模表面摩擦对危险断面的有益影响。 上述影响拉深系数的许多因素中，以坯料的相对厚度影响最大，生产中常以此作为选择拉深系数的依据。42.为什么有些拉深件必须经过多次拉深 ? 答： 拉深过程中,若坯料的变形量超过材料所允许的最大变形程度，就会出现工件断裂现象。所以，有些工件不能一次拉深成形，而需经过多次拉深工序，使每次的拉深系数都控制在允许范围内，让坯料形状逐渐发生变化，最后得到所需形状。43.什么是拉深间隙 ? 拉深间隙对拉深工艺有何影响？答： 拉深间隙是指拉深凹模与凸模直径的差值的，用 Z 表示。拉深间隙 z 的大小，对拉深工作有很大影响，主要表现在以下几个方面：1、对拉深力影响 间隙越小，其所需的拉深力越大，这是因为较小的间隙使坯料变形的阻力增大。2、对工件的质量与精度影响 拉深模的间隙对拉深工件筒壁部分具有校直作用，拉深间隙越大，则校直作用越小，易使工件筒壁弯曲，并成为口大底小的锥形。当间隙过小时，工件表面很容易被磨损，使表面光洁度降低，同时过小的拉深间隙会使得工件变薄，影响工件尺寸精度。3、对模具寿命的影响 过小的拉深间隙，加大了模具与坯料之间的接触应力，易使模具磨损，从而使模具寿命降低。 44.盒形件拉深时有何特点 ? 答： 非旋转体直壁工件又称盒形件，其形状有正方形和矩形等多种， ( 均简称为盒形件 ) 。此这类工件从几何形状特点出发，可以认为是由圆角与直边两部分组成的。其拉深变形同样认为其圆角部分相当于圆筒形件的拉深，而其直边部分相当于简单的弯曲变形。但是这两部分并不是相互分开而是相互联系的，因此在拉深时，它们之间必然有相互作用和影响，这就使得它们的变形，并不能单纯地认为是圆筒形件的变形和简单的直边弯曲。 45.拉深过程中工件热处理的目的是什么 ? 答：在拉深过程中材料承受塑性变形而产生加工硬化，即拉深后材料的机械性能发生变化，其强度、硬度会明显提高，而塑性则降低。为了再次拉深成形，需要用热处理的方法来恢复材料的塑性，而不致使材料下次拉深后由于变形抵抗力及强度的提高而发生裂纹及破裂现象。冲压所用的金属材料，大致上可分普通硬化金属材料和高硬化金属材料两大类。普通硬化金属材料包括黄铜、铝及铝合金、 08 、10 、 15 等，若工艺过程制订得合理，模具设计与制造得正确，一般拉深次数在 3 4 次的情况下，可不进行中间退火处理。对于高硬化金属材料，一般经 1 2 次拉深后，就需要进行中间热处理，否则会影响拉深工作的正常进行。46.拉深过程中润滑的目的是什么?如何合理润滑? 答：坯料在拉深时，润滑的目的有以下几方面： 1、降低材料与模具间的磨擦系数，从而使拉深力降低。经验证明，有润滑剂与无润滑剂相比，拉深力可降低 30% 左右。 2、提高材料的变形程度，降低了极限拉深系数，从而减少拉深次数。 3、润滑后的冲模，取件容易。 4、保护模具表面并易使模具冷却，从而提高模具寿命。 5、保证工件表面质量，不致使表面擦伤。使用润滑剂时，一般在凹模与材料之间加润滑剂，而对于筒形件内表面，在与凸模接触的毛坯部分及凸模可不必涂润滑剂，这样对拉深工作是有好处的，有助于降低拉深系数。47.拉深过程中工件为什么要进行酸洗 ? 酸洗的工艺过程是怎样的 ? 答：退火后的金属工件表面有氧化皮及其它杂质等，这对拉深工序极为不利，因此必须进行酸洗清理。酸洗工艺过程为：工件退火冷却 - 稀酸中浸蚀 - 冷水中冲洗 - 弱碱中中和 - 热水冲洗 - 烘干。 48.什么是胀形工艺？有何特点？ 答：胀形是利用压力将直径较小的筒形件在直径方向上向外扩张使其直径变大的一种冲压加工方法。 胀形的特点是：1、胀形时，板料的塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。2、胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般都是要变薄。因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。3、胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。材料塑性越好，延伸率越大，则胀形的极限变形程度越大。4、胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般情况下，变形区的工件不会产生失稳或起皱现象。胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。 49.胀形的方法有哪几种？答：1、钢模胀形法；2、软模胀形法； 3、液压胀形法。 50.什么是孔的翻边系数 K ？影响孔极限翻边系数大小的因素有哪些？ 答：在圆孔的翻边中，变形程度决定于毛坯预孔直径 d 0 与翻边直径 D 之比，即翻边系数 K ： 从上式可以看出： K 值越大，则表示变形程度越小；而 K 值越小，则表示变形程度越大。当 K 值小到材料即将破裂时，这时的翻边系数称为极限翻边系数 K min 。影响孔翻边系数大小的因素主要有以下几个方面：1、材料的塑性越好，则极限翻边系数越小；2、预孔的表面质量越好，极限翻边系数值越小。3、预孔直径材料厚度 t 的比值（ d 0 /t ）越小，即材料越厚，翻边时越不容易破裂，极限翻边系数可以取得越小。4、凸模的形状与翻边系数也有很大的关系，翻边时采用底面为球面的凸模要比底部为平面的凸模的翻边系数取得小一些，低碳钢的极限翻边系数见教材表 5.2.1 。51.什么是缩口？缩口有何特点？答：缩口是指通过缩口模使圆筒形件或管状毛坯的口部直径缩小的成形工序。缩口工序的应用十分广泛，是子弹壳、钢制气瓶等零件的主要成形方法。缩口工序主要有以下特点：1、管件毛坯缩口时，主要受切向压应力的作用，使其直径减小而壁厚和高度增加。2、缩口时毛坯由于切向压应力的作用，易于失稳而发生起皱现象。同时在非变形区的筒壁，由于压应力的作用，也易失稳弯曲。因此。在缩口工序中，必须要采取措施防止毛坯的起皱和弯曲。3、缩口工序一般安排在拉深半成品经过修边或管材下料后进行，必要时还需进行局部的退火处理。4、缩口工件的质量与材料的机械性能、润滑情况、工件口部质量、模具工作部分形状及表面质量有关。 52. 什么是校形？校形的作用是什么？答： 校形是指工件在经过各种冲压工序后，因为其尺寸精度及表面形状还不能达到零件的要求，这时，就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上，再通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形，从而获得合格零件的一种冲压加工方法。校形的目的是把工件表面的不平度或圆弧修整到能够满足图纸要求。一般来说，对于表面形状及尺寸要求较高的冲压件，往往都需要进行校形。 53.校形工艺的特点是什么？答： 校形工艺有如下特点：1、校形的变形量都很小，而且多为局部的变形；2、校形工件的尺寸精度都比较高，因此要求模具成形部分的精度相应地也应该提高；3、校形时的应力、应变的性质都不同于前几道工序的应力应变。校形时的应力状态应有利于减少回弹对工件精度的影响，即有利于使工件在校形模作用下形状和尺寸的稳定。因此校形时工件所处的应力应变要比一般的成形过程复杂得多。4、校形时，都需要在压力机滑块在下死点位置时进行。因此，校形对所使用设备的刚度、精度要求高，通常在专用的精压机上进行。如果在普通压力机进行校形，则必须设有过载保护装置，以防损坏设备。54. 什么是局部起伏成形？有何特点？答： 局部起伏成形是使材料局部发生拉深而形成部分的凹进或凸出，借以改变坯料形状的一种冲压加工方法。用这种方法加工的零件，不仅可以增强其刚性，而且可做为表面装饰起到美化零件的作用。 局部起伏成形工序有如下特点: 1、局部起伏成形时，可以简单看成是深度不大的局部胀形。它主要依靠材料的延伸作用。因此，变形时材料主要是受拉而发生变形，其变形部位受双向拉应力，而变形状况则是两向拉长，厚度变薄。2、局部起伏成形时由于材料主要是受拉伸变形，因此其破坏的特点主要表现为材料被拉裂。3、局部起伏成形的极限变形程度主要受材料的延伸率大小影响。4、局部起伏成形后，可以使薄板工件刚性增强。5、局部起伏成形大多数是用金属模局部胀形，对于大而薄的工件可以用橡皮及软金属铅等进行成形。 局部成形工艺目前已被广泛地应用在汽车、电器、电子及飞机制造工业之中。 55. 汽车上的哪些件是覆盖件？答： 汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门的内外板、发动机盖、水箱、行李箱盖等零件都属于覆盖件。 56. 覆盖件的成形工序有哪些？答： 覆盖件的成形一般要经过落料、拉深、修边、翻边、冲孔等多道工序才能完成。拉深、修边和翻边是最基本的工序，其中拉深工序是比较关键的一道工序，它直接影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。58. 汽车覆盖件拉深模具有何特点？答：汽车覆盖件拉深模具主要有以下特点：1、覆盖件拉深模的凸模、凹模、压边圈一般都是采用铸铁铸造而成，为了减轻重量，其非工作部位一般铸成空心形状并有加强筋，以增加其强度和刚性；2、在工件底部压筋部分相对应的凹模压边圈的工作面，一般采用嵌块结构，以提高模具寿命和便于维修；3、为了防止拉深件起皱，在凸缘部分应采用拉深筋。拉深筋凸起部分一般设置在压边圈上，而把拉深筋槽设置在凹模上。4、对于拉深形状圆滑、拉深深度较浅的覆盖件，一般不需要顶出器，拉深后只需将零件手工撬起即可取出；而对于拉深深度较深的直壁长度较大的拉深件，需用顶件器进行卸料。5、在设计覆盖件拉深模时，应注意选择冲压方向，尽量使压边面在平面上，以便于模具的制造；6、根据生产条件的不同，其冲模结构应采用不同的类型。在大批量生产情况下，模具应采用金属冲模或金属嵌块冲模；在中、小批量生产情况下，也可采用焊接拼模、低熔点合金模或塑料、木材、水泥、橡皮等作为冲模材料。59. 如何确定大型覆盖件模具的拉深方向？答：合理的拉深方向应符合如下原则：1、保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成，不应有凸模接触不到的死角或死区；2、凸模与毛坯的接触面积应该尽可能的大，保证较大的接触面积，防止材料应力集中，造成局部材料胀形变形太大而发生破裂，如图 6.2.3（a）；凸模两侧的包容角尽可能作到基本一致 ( = ) ，使由两侧流入凹模的材料保持均匀地流入凹模内，如图6.2.3（b）；凸模表面同时接触毛坯的点要多而分散，并尽可能分布均匀，以防止局部变形过大，防止毛坯窜动，如图 6.2.3（c）；当拉深方向没有选择地余地，而凸模与毛坯地接触状态又不理想时，应通过改变压料面来改善凸模与毛坯地接触状态。如图 6.2.3（d）所示，通过改变压料面，使凸模与毛坯的接触点增多，接触面积增大，以保证零件的成形质量。但是，也要避免凸模表面与毛坯以大平面接触造成的变形区拉应力不足，材料得不到充分得塑性变形，影响工件的刚性，并容易起皱。3、尽可能减小拉深深度，而且使深度均匀。60.什么是拉深筋？ 答：设置在压料面上的多条筋状结构就是拉深筋。根据其形状的不同，将拉深筋又分为普通的拉深筋和拉深槛。1、拉深筋 拉深筋的剖面呈半圆弧形状，如图 6.3.6 所示。由于拉深筋比拉深槛在使用数量上、形式上都灵活，故应用比较广泛。但对毛坯变形时的流动阻力不如拉深槛高。2、拉深槛 拉深槛的剖面呈梯形，如图 6.3.7 所示，类似门槛，安装于凹模的洞口。它的流动阻力比拉深筋大，主要由于拉深深度浅而外形平滑的零件，这样可减少压边圈下的凸缘宽度及毛坯尺寸。61.覆盖件模具中拉深槛（拉深筋）的作用是什么？答： 拉深槛（拉深筋）的作用如下：1、增加进料阻力，使拉深件表面承受足够的拉应力，提高拉深件的刚度和减少由于回弹而产生的凹面、扭曲、松弛和波纹等缺陷；2、调节材料的流动情况，使拉深过程中各部分流动阻力均匀，或使材料流入模具的量适合工件各处的需要，防止“多则皱，少则裂”的现象；3、扩大压边力的调节范围。在双动压力机上，调节外滑块四个角的高低，只能粗略地调节压边力，并不能完全控制各处的进料量正好符合工件的需要，因此还需要靠压边面和拉深筋来辅助控制各处的压力； 4、当具有拉深筋时，有可能降低对压边面的加工粗糙度的要求，这便降低了大型覆盖件拉深模的制造难度；同时。由于拉深筋的存在，增加了上、下压边面之间的间隙，使压边面的磨损减少，提高模具的使用寿命； 5、纠正材料不平整的缺陷，并可消除产生滑移的可能性。因为当材料在通过拉深筋产生起伏后再向凹模流入的过程中，相当于辊压校平的作用。62.大型覆盖件中的工艺切口的作用是什么？答：当需要在覆盖件的中间部位上冲压出某些深度较大的局部突起或鼓包时，在一次拉深中，往往由于不能从毛坯的外部得到材料的补充而导致工件的局部破裂。这时，可考虑在局部突起变形区的适当位置冲出工艺切口或工艺孔，使容易破裂的区域从变形区内部得到材料的补充。 63.如何冲裁工艺切口？答：工艺切口的冲压加工方式有两种：1、落料时冲出 这种方法用于局部成形深度较浅的场合。2、拉深过程中切出 这是常用的方法，它可充分利用材料的塑性，即在拉深开始阶段利用材料的径向延伸，然后切出工艺切口。利用材料的切向延伸，这样可以获得更大的成形深度。在拉深过程中切出工艺孔时，往往采用的是撕口的工艺方法，并没有使材料完全分离，切口的废料可在以后的修边工序中一并切除。否则，将产生从冲模中清除废料的困难。 64.工艺切口的布置原则是什么？答：工艺切口的大小和形状要视其所处的区域情况和其向外补充材料的要求而定。一般需遵循以下原则： 1、切口应与局部突起的形状轮廓相适应，以使材料合理流动。 2、切口之间应留有足够的搭边，以使凸模张紧材料，保证成形清晰，避免波纹等缺陷，这样可保证修切后可获得良好的翻边孔缘质量。 3、切口的切断部分 (即开口)应邻近突起部位的边缘，或容易破裂的区域。 4、切口的数量应保证突起部位各处材料变形趋于均匀，否则不一定能防止裂纹产生。如下图中，原来设计只有左右两个工艺切口，结果中间仍产生裂纹，后来添加了中间的切口 ( 虚线所示 ) ，就完全免除破裂现象。65.在哪些冲压生产中必须采用精密级进模？答：在大批量的冲压生产中，材料较薄、精度较高的中小型冲件，必须使用多工位精密级进模。对于较大的冲压件适用于多工位传递式模具的冲压加工。66.对精密模具中的易损零件有什么要求？答：精密模具结构复杂，制造技术要求较高 ， 成本相对也较高。为了保证整副模具有较高的寿命，特别要求模具零件损坏或磨损后更换迅速、方便、可靠，因此要求模具的重要零件具有互换性，这种模具零件具有互换性质的冲模，可称为互换性冲模具。 67.精密级进模的排样设计有何意义？答：合理的排样设计，可以使模具各工位加工协调一致，可以大大提高材料的利用率、制造精度、生产率和模具寿命，也可降低模具的制造难度。因此，排样设计是精密级进模设计中的最关键的综合性技术问题，必须将制件的冲压方向、变形次数及相应的变形程度和模具结构的可能性与加工工艺性进行综合分析判断，才能使排样趋于合理。 68. 什么叫载体？答：在级进模工作时，运载坯料到各工位进行各种冲裁和成形加工的物体就称为载体。载体与坯件连接的部分称为搭边，坯件与坯件连接的部分称为搭口。工作时，在动态加工中要求载体始终保持送进稳定、定位准确，因此要求载体有一定的强度。69. 精密级进模对模座有什么要求？答：精密级进模要求模具的强度高、刚性好、精度高。因此通常采用结构钢做模座，其厚度要求比标准模座厚，上模座加厚 5 10mm，下模座加厚 10 15mm 。 70.凹模结构有哪些类型？答：凹模结构常用类型有整体式、拼块式和嵌块式三种。在普通冲模中常选用标准凹模板作整体式凹模，在精密级进模中常采用拼块式和嵌块式凹模。 71.螺孔和销孔与刃口之间的距离一般怎样确定？答：螺孔和销孔间距或与刃口之间的距离一般不小于 1.3d 。72.条料定位装置有哪几种？答：精密级进模条料定位常用侧刃作粗定位，导正销作精定位，此外也可单独用多个导正销定位。 73.导正销的安装位置如何确定？答：首次定位导正销的位置应设置在紧随冲导正孔的第二工位。比如工位一冲导孔和型孔，工位二（条料送料进一个步距 A ），首先由导正销导正条料再立即冲第二个型孔，这样就保证了两型孔距离为一个步距 A 的精确尺寸。当侧刃作粗定位时，第一步冲导孔和侧刃同时进行，但侧刃切边长度（送料方向）即侧刃尺寸为 A + ( 取 0.050.1mm) ，这样送进就比 A 多 0.050.1 mm ，第二步导正销导正时就会使条料后移 0.050.1 mm ，达到精定位的目的。导正销的设置可为双排（宽料）或单排，一般 10 个工位以上的模具需设置 34 个以上导正销。74. 导正销的使用有那些要求？答：导正销与导正孔的配合间隙越大，定位精度就越低，但间隙太小，导正销不规则的磨损加大，也会影响导正精度。对普通制件，双面间隙可取 0.030.06 mm （薄料取小值，厚料取大值）。对于精密制件，双面间隙可取 0.0080.025 mm 。 为了达到导正定位条料的目的，导正销工作直径需要突出弹压卸料一定长度，一般取（ 0.80.9 ）t 。在一副摸具中使用多个导正销时，各导正销的头部直径、形状、突出高度应保持一致。75.精密级进模结构设计有哪些基本要求？答：1、能顺利、连续、稳定地工作，保证制件的形状和精度。凸、凹模配合中心一致，步距准确； 2、各种成形尽可能在一副模具上完成； 3、排样合理，有自动送料、自动检测保护装置； 4、效率高，寿命长，易损件更换方便； 5、制造周期短，成本低。76.精密级进模结构设计有哪些要点？答：1、导向装置和卸料板的形式选用； 2、凹模的整体式、拼块式和嵌块式的选择； 3、模具材料的选用； 4、互换性与维修的考虑； 5、冲压速度的选择； 6、刚度的考虑； 7、弹性零件的选用和安装方法； 8、零件加工方法。 77.冲压工艺过程制定的一般步骤有哪些 ? 答：冲压工艺过程制定的一般步骤如下： （1）、分析冲压件的工艺性； （2）、确定冲压件的成形工艺方案； （3）、确定冲压模具的结构形式； （4）、选择冲压设备； （5）、编写冲压工艺文件。78.确定冲压工序的性质、数目与顺序的原则是什么 ? 答： 冲压工序的性质主要取决于冲压件的结构形状、尺寸精度，同时需要考虑工件的变形性质和具体的生产条件。在一般的情况下，可以从工件图上直观的确定冲压工序的性质。但在某些情况下，需要对工件图进行计算、分析、比较后才能确定其工序性质。 冲压工序的数量主要根据工件形状的复杂程度、尺寸精度要求和材料性质确定。在具体情况下，还应该考虑生产批量、实际制造模具的能力、冲压设备的条件以及工艺稳定性等多种因素的影响。 冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度的要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。79.确定冲压模具的结构形式的原则是什么 ? 答：在制定冲压工艺规程时可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的生产批量、形状特点、尺寸精度以及模具的制造能力、现有冲压设备、操作安全方便的要求等，来选择模具的结构形式。 如果工件的生产批量小，可以考虑采用单工序的简单模具；如果工件的生产批量很大，应该尽量考虑将几道工序合并在一起，采用一次可以完成多道工序的复合模或级进模结构。 80.怎样确定工序件的形状和尺寸 ? 答：（1）对某些工序的半成品尺寸，应根据该道工序的极限变形参数计算求得；（2）确定工序件的尺寸时，应保证已成形的部分在以后各道工序中不再产生任何变动，而待成 形部分必须留有恰当的材料余量，以保证以后各道工序中形成工件相应部分的需要；（3）工序件的形状，应具有较强的抗失稳能力；（4）确定工序件的过渡形状与尺寸时，应考虑其对工件性质的影响。81.怎样选择冲压设备 ? 答：冲压设备的选择包括两个方面： 1）是冲压设备类型的选择 主要根据所要完成冲压工序的性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等； 2）是冲压设备规格的选择 根据冲压加工中所需的冲压工艺力、变形功以及模的结构形式和闭合高度、外形轮廓尺寸等。 82.弯曲变形有何特点？ 答: 1）弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分； 2）弯曲变形区存在一个变形中性层； 3）形区材料厚度变薄的现象； 4）变形区横断面的变形。83.简述拉深成形的主要成形障碍及防止措施。答：拉深成形时主要的成形障碍是起皱和开裂。防止起皱发生在生产中最常用的方法是采用压边圈。 防止危险断面破裂的根本措施是减小拉深时的变形抗力，确定合理的拉深系数，采用较大的模具圆角半径，改善凸缘部分的润滑条件，增大凸模表面的粗糙度。84.卸料板采用卸料螺钉吊装在上模，卸料螺钉应对称分布，工作长度要严格一致。多工位级进模常使用的卸料螺钉有几种形式？说明其中外螺纹式、内螺纹式的使用特点？答：多工位级进模常使用的卸料螺钉有外螺纹式、内螺纹式和组合式。 外螺纹式常使用在少工位的普通级进模中，外螺纹式卸料螺钉工作段的长度刃磨较困难，难保证一组卸料螺钉工作长度保持一致；内螺纹式，可通过磨削轴端面可使一组卸料螺钉工作长度保持一致，当冲裁凸模经过一定冲压次数后进行刃磨时，卸料螺钉