冲裁工艺与冲裁模设计习题答案

1、冲裁工艺与冲裁模设计习题答案1、填空题 （1）沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序；落料、冲孔、切口、切边、 剖切（2）弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段（3）圆角带、光亮带、断裂带、毛刺区（4）产生弯曲和伸长变形、断裂带相接、凸模与凹模的剪切应利、断裂（ 5）断裂带、光亮带 、减小、增大（ 6） 塑性好的材料、合适的凸凹模刃口间隙、（7）减小冲裁件的间隙（ 8）间隙、寿命、冲裁力、工件质量（9）冲裁力、卸料力、顶件力（ 10）小、长、小（11）刃口成圆角（12）减小、增大、又高又厚（13）断面状况、尺寸（14）模具本身的制造误差、凸模或凹模、冲模的制造精度、性质、形状误差、 冲裁间隙

2、、冲裁间隙（15）冲裁件小于凹模尺寸、大于凸模尺寸（16）大于凹模尺寸、小于凸模尺寸（17）较小、较小、较高、相反（ 18）缩短、延长（19）磨钝、凹模、冲裁件上下端、更换凸凹模（20）凸凹模刃口横向尺寸的差值（21）最小（22）越大、越小（23）断面质量、尺寸精度、模具寿命（24）凹模、凸模（25）自身互换性、模具成批制造、制造误差、成本高26）尺寸和公差、最小合理间隙27）凹模、凸模、凸模、凹模28）IT11、IT10、IT929）布置方法30）提高材料利用率、降低成本、保证冲件质量、寿命31）结构废料、工艺废料32）冲压方式、排样方式33）搭边、利用率34）工艺废料、补偿定位误差、 保证

3、条料具有一定的刚度、 过大或过小、拉长、（35）凹模中、凸模上（36）卸料力、推件力、顶件力（37）冲裁力、卸料力、推件力、冲裁力、推件力、冲裁力和顶件力（38）斜刃口（39）凹模、凸模（ 40）简单模、复合模、级进模（ 41）完成一个、多道、同一部位、数道分离工序的模具（42）工作零件、定位零件、卸料与出件零件、导向零件、模架（43）侧刃、侧压板（44）简单、难、低、短、要求不高（45）既为落料凸模又为冲孔凹模（46）小、大批量（47）高、简单、凹模内、大、大、堆积废料和冲裁件、变大、形状简单和精度 要求不高、（48）宽度、步距（ 49）定位销和定位板（50）送料、导向、挡料销、侧刃2、判断

4、题V X （3）X V（5）X （6）X V X V 2（11）2（12）X （13）X （14）X（15）2 （16）X （17）2 （18） X3、选择题（1）A（2）C（3）A（4）A（5）B（6）C（7）B（8）C（9）B（10）C（11）B（12）C（13）A（14）C（15）C（16）A（17）C（18）A（19）B（20）C （21）CD（22）A（23）B（24）CB（25）B（26）C（27）ACDB4、问答题（1）答：处于金属上部的凸模施压使金属变形并进入凹模入口，当继续加载超 出材料的弹性极限时，金属的一部分将被压入凹模入口，在材料的下表面形成 压痕，上表面也相应的发生变

5、形，当载荷继续增加时，凸模将把金属压入到某 一深度，直到压入凹模的深度等于金属的厚度。这个压入过程发生在剪切引起 的断裂开始和金属端面减小之前，在上下刃处缩小的断面上均出现裂纹，对于 被剪切的材料，若间隙适当，裂纹并相向扩散并最终相遇，从而引起材料的完 全分离。（2）答：切断面组成：塌角、光面、毛面和毛刺。影响因素：材料性能、模具 间隙的大小和刃口状态。（3）答：冲裁模凸模与凹模刃口部分横向尺寸之差称为冲裁间隙。 间隙合适时材料冲裁过程中产生的上下裂纹重合，零件切断面质量 高、尺寸精度好，平直度高。 主要原则：落料模先计算凹模尺寸，冲孔模先计算凸模尺寸； 落料模凹模的基本尺寸应接近零件的最小尺

6、寸，冲孔模凸模的基本尺 寸应接近零件的最大尺寸；冲裁间隙取最小合理间隙；（ 4）答：对模具寿命的影响：间隙越小，模具寿命约低；对冲裁力的影响：间 隙约小，冲裁力约大。（5）答：在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。落料件的 光面是因凹模刃口，其尺寸大小等于凹模刃口尺寸，而孔的光面是凸模刃 口挤切材料产生的，其尺寸大小等于凸模刃口尺寸。（6）答：由于落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔件孔的尺寸由凸模尺寸决定，故 设计落料模时，先确定凹模刃口尺寸，再以凹模为基准，间隙取在凸模上，即 凸模尺寸以凹模尺寸减去冲裁初始间隙来确定；设计冲孔模时，先确定凸模刃 口尺寸，再以凸模为基准，间隙取在凹模

7、上，即凹模尺寸以凸模尺寸减去冲裁 初始间隙来确定。考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本 尺寸应取制件尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取 工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件 的公差要求。一般来说，模具制造精度比制作精度高。对于形状简单的圆形、 方形刃口，其精度可按IT6IT7级制造，对于形状复杂的刃口，其精度可按制 件对应公差值的1/4取值；若制件没有标注公差，可按IT14处理，冲模则按IT11 级制造。（7）答：冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的力，它是随凸模进入材料的深 度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。在冲裁结

8、束时，由于材料的弹性回复及翘曲变形，以及摩擦的存在，将使 落料部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为了 使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的材料的材料卸下，将卡在凹 模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需的力称为卸料力，将梗塞在凹 模内的料顺着冲裁方向推出所需要的力称为推件力，逆冲裁方向将料从凹 模内顶出所需要的力称为顶件力。冲裁时，压力机的公称压力必须等于大于冲压力， 冲压力为冲裁力与冲裁力同时 发生的卸料力、推件力或顶件力的总和。（8）答：模具的压力中心也就是模具合力的作用点。为了保证压力机和模具的 正常工作，应使模具的压力中心与滑快的中心线重合。否则，冲压时滑块

9、就会承受偏心载荷，导致滑快导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使 合理的间隙得不到保证，降低制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具 对于对称形状的制件，其压力中心位于制件轮廓图形的几何中心上。冲裁直线段，其压力中心位于直线段的中心。冲裁圆弧线段时，其压力中心为 厂Rb对于复杂形状制件或多凸模冲裁的压力中心，可利用力矩原理 用计算法求得，即各分力对某力矩之和等于其合力对该坐标轴的力矩。（9）答：冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度是否符合冲裁 的工艺要求，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率的影响。（10）答：制件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样有废料排样：零件精度高，模具寿命长，材料利

10、用率低； 少废料排样：零件精度较高，模具寿命略低，材料利用率较高； 无废料排样：零件精度低，模具寿命低，材料利用率最高。（11）答：排样中间两个相邻零件之间的余料或零件与条料边缘间的余量称为搭 边。塔边的作用是补偿定位误差，确保冲出合格的制件保证条料具有一定的 刚度，便于条料送进，从而提高劳动生产率。搭边值的大小通常与材料的力学性能、冲裁件的形状和尺寸、材料厚度以及 送料、挡料和卸料方式等有关。一般来说，硬材料的搭边值比软材料、脆材料的 搭边值要小一些； 制件形状大而复杂、 圆角半径较大时半径较小时， 搭边值取大 些；材料越厚，搭边值应大一些；用手工送料，有侧压装置时，搭边值可以小一 些；用侧

11、刃定距比用挡料销定距的搭边小一些； 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一 些。（12）答：精密冲裁的机理主要是改变冲裁条件， 以增大变形区的静水压力， 使板料处于三向压应力状态， 抑制材料裂纹的产生， 使塑性剪切变形延续到剪切 的全过程，在材料不出现剪切裂纹的冲裁条件下实现材料的分离。普通冲裁获得的冲裁件，由于尺寸误差大，断面质量较差，只能满足一般产 品的使用要求。 如果采用精密冲裁， 可以直接从板料上获得精密零件， 并且生产 率高，可以满足精密零件批量生产的要求。（13）答：（14）答：单工序冲裁模 单工序冲裁模在压力机的一次行程中只能完成一 个冲裁工序。它结构简单，便于制造、成本低廉、但生产率和冲

12、裁精度都较低。 极进冲裁模 在条料送进方向有多个工位， 在压力机的一次行程中， 在不同 的工位上完成多个冲裁工序。 生产率和精度比单工序冲裁高且生产率较高。 并且 便于操作，易于实现自动化。但是结构尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般 适用大批量小型冲压件。 复合冲裁模是多工序模，在压力机的一次行程中，可使板料在模具同一工 位上完成两个或两个以上的冲裁工序。 复合冲裁模的优点是结构紧凑， 生产率较 高，并且冲裁件精度高， 特别是冲裁件内外轮廓的位置精度高。 但缺点是结构复 杂，制造精度要求高， 加工和装配都较困难， 生产成本高。主要用于生产批量大、 精度要求高的冲裁件。 复合冲裁模的结构特征是

13、有一个既为落料凸模又同时作冲 孔凹模的凸凹模零件。（15）答：1）用导正销定距的极进模。送料时用固定挡料销进行粗定位，由 装在落料凸模上的导正销进行精定位。 2）采用侧刃定距的连续模。（16）答：1）冲裁模主要由工作零件、定位零件、卸料装置与出件装置、模 架、连接与固定零件几部分组成。2）工作零件是指凸模、凹模、凸凹模，是成形零件的部分；定位零件是用来 保证条料的正确送进和在模具中的正确位置； 卸料装置的作用是将箍在凸模上的 废料卸掉与出件装置的作用是将卡在凹模中的件推出来；模架是整幅模具的骨 架，它是连接冲模主要零件的载体； 连接与紧固零件是将模具与压力机连接的零 部件。（17）答：凸模的种

14、类很多，按凸模的工作断面分有圆形、方形、矩形、异 形；按结构分有整体式和镶拼式。 凸模的基本固定方式是台肩固定和铆接固定两 种。凹模按结构分有整体式和镶拼式； 按刃口分有直通型和锥形两种。 凹模用螺 钉和销钉固定，直接压入固定板两种方法。（18）答：冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位 置。控制送料步距的称为定距、 控制宽度方向的定位称为导料。 挡料常用的挡料 销、导正销、侧刃，导料常用的有导料销、导料板、侧压板。（19）答： 1）常用的卸料方式有弹压卸料装置和固定卸料装置、废料切刀。2）固定卸料装置装于下模的凹模上，结构简单，卸料力大，使用安全 可靠，一般仅起卸料作用，用

15、于厚料、硬料，工件精度要求不高的冲件，多用在 连续模中。 弹压卸料装置既可装于上模又可装于下模， 具有卸料和压料的双重作 用，一般卸料力由弹性元件提供， 一般卸料力较小， 主要用于薄料和平面度要求 高的冲件。废料切刀多用于大型落料件或带凸缘拉深件切边时的卸料工作。（20）答：根据模架的导向机构和摩擦性质的不同模架分为滑动模架和滚动 模架两大类。 冲模的滑动导向模架有对角导柱模架、 后侧导柱模架、 后侧导柱窄 形模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架、四导柱模架；冲模滚动导向模架有 对角导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架、后侧导柱模架。特点：滑动导向模架的导柱导套结构简单，加工装配方便，应用最广泛

16、；滚 动导向模架在导套内镶有成行的滚珠，导柱通过滚珠与导套实现有微量过盈的无 间隙配合，滚动模架导向精度高，使用寿命长，运动平稳。5、计算题(1)解：由图可知该零件属于一般的冲孔落料件，尺寸叮-18o0.07和40_0.08由冲孔得到，而64 00.3和8800.87落料得到。查表得Zmin=0.175 Zmax=0.225Zmax-Zmin=0.225-0.175=0.05查公差表得64,3和8800.87为IT14级，取x=0.5,18.07为IT12级，取x=0.75，按照模具的制造精度高于冲裁精度 3-4个等级的原则，设凸凹模按IT8级制造，冲 618严7 的孔 6 p=.=0.02

17、落料 64；, 6 卩=0.02 5 0.03，88爲、p = 0.025、d = 0.035冲孔：d p =(dmin x：) =(18 0.75 0.07)寫2 =18.53；02dd=(dmin X Zmin)0：J(18 0.75 0.07 0.175)2 =18.700.02校核：d . - p 岂 Zmax _ Zmin0.02 0.02 =0.04乞0.05证明所取的d和p是合适的。孔心距：Ld 二L - ：/8=40一0.08/8 =40 一0.01落料：Dd=(Dmax-x4 =(64-0.57.3)；.03 = 63.85.03Dp=(DmaxxZmin)k=(64-0i0

18、.3-0.175)0h2 =63.68h2校核：d . : p 岂 Zmax _ Zmin0.02 0.03 = 0.05 5.05证明所取的d和p是合适的。.d0.0350.035Dd=(DmaxX )0= (88 -0.5 0.87)。=87.57。Dp =( Dmax Zm：Up=(8七 0.5 0.87 00.12755)0 _0 0.8275 3 9校核d r p乞Zmax Zmin 0.035+0.0250.05证明所取的d和、：p是不合适的。5 0.6(ZmaZmJ =0.(0.030.0250.006 我们调整为：d ZmaX Zmm5 p = .4(Z max 之 mJ =

19、0.处 035 - 0.025 0.004(2)解：1)图中工件为落料件，所以应按凹模配做凸模。按凹模磨损后尺寸变大、变小、不变三种情况进行计算。凹模磨损后变大的尺寸有：120870_0 3018872 R60变小的尺寸有：600 不变的尺寸有：65-0.37A 201 = 0.87 jl =丿 4 = 0. 8 7 /=40. 2 2A2 =1882 =0. 7 2、. j1 /厶=0.72/4 =0.18Aj!Joj1 =(120 _0.5 0.87)0.217 =119.570.217Aj2 =(A2x： 2)0 (188-0.5 0.72)0 =187.640.18R60属于半边磨损尺

20、寸，因为是圆弧曲线，为了能使其尺寸与Aj1相切，故其 R= A2 =1 1 19.560.218 =59.780.1092 2 0 0磨损后变小的尺寸有 b60丄=0.3=厶丿4 = 0.3/4 = 0.075Bj1 =(B1 X ： 1).=(60 - 0.5 0.3).07 60.1500.075磨损后尺寸不变的有 C广65 =0.37)广./8= 0. 3 7/=8 0. 0 466=(6 0.5 ： J-、2 =(65 0.5 0.37)一0.046 = 65.18一0.046凸模刃口尺寸确定根据 Zmin =0.120 Zmax=0.160故凸模刃口尺寸按凹模相应部位的实际尺寸配制，保证双边最小间隙0.120.2)根据零件的形状和厚度，两工件间按矩形取搭边值，工件间的搭边a1 =2.5，侧面的搭边为a =2.2按第一种方法排样：S=120+2.2=1