冲压工艺与模具设计参考资料(思考与复习题与参考答案)

1、冲压工艺与模具设计参考资料思考与练习题及参考答案思考与练习 1什么是冲压加工？冲压加工常用的设备和工艺装备是什么？答冲压加工是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产分离或塑性变形 ,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件的压力加工方法。常用的设备一般有机械压力机、液压机、剪切机和弯曲校正机。冲压模具是冲压加工所用的工艺装备。冲压工艺有何特点？列举几件你所知道的冲压制件,说明用什么冲压工序获的？答：冲压工艺与其它加工方法相比,有以下特点：本较低。 操作简单、劳动强度低、生产率高、易于实现机械化和自动化。 冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂,生产周期较长、成本较高。冲压加工是一种

2、制件质量较好、生产效率高、成本低,其它加工方法无法替代加工工艺。汽车覆盖件、饭盒、不锈钢茶杯等是通过落料拉深工序完成； 垫圈是通过落料冲孔工序完成；电脑主机箱外壳是通过落料冲孔、翻边成形等弯曲工序完成。3简单叙述曲柄压力机的结构组成及工作原理。纵系统离合器、制动器及其控制装置、能源系统电动机和飞轮、支承部件床 身。尽管曲柄压力机有各种类型,但其工作原理和基本组成是相同的。如图 1-2 所示的开式双柱可倾压力机的工作原理见图 1-659,1011 14简单叙述如何选择冲压设备。答：冲压设备的选择直接关系到设备的安全以及生产效率、产品质量、模具寿命和生产成本等一系列重要问题。冲压设备的选择主要包括

3、设备的类型和规格参数两个方面的选择。 冲压设备类型的选择主要根据所要完成冲压工序的性质、生产批量大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。 冲压设备规格的选择压料力等、变形工序以及模具的结构型式和闭合高度、外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规 格。思考与练习 2板料冲裁时,其断面有何特征？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？答：过程所得的冲裁件的断面并不是光滑平直的。观察实际冲裁件的剪切断面可以发现,在整个断面上形成了四个特征区：圆角带,光亮带,断裂带,毛刺。影响冲裁件断面质量的因素有：材料性能的影响材料塑性,冲裁时裂纹出现得较材料被剪切的深度较,得断面光亮带所占的比例就圆角也大。模具间隙

4、的影响冲裁,断裂面上下裂纹是否重,与凸、凹模间隙值的大小有 关当凸凹间隙合适凸凹模刃口附近沿最大切应力方向产生的裂纹在冲裁过程中会合制件的断面质量较好当间隙过大或过小,都会使上下裂纹不能重影响断面质量。模具刃口状态的影响模具刃口状态对冲裁过程中的应力状态及制件的断面质量 有较大影响。当刃口磨损成圆角挤压作用增所以制件塌角带和光亮带增大。同, 使冲裁断面上产生明显的毛刺当凸凹刃口磨钝即使间隙合理也会在制件上产生毛刺也较小。确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？ .括起来,确定工艺方案的主要原则是保证冲裁件质量,经济性和安全性。冲裁工艺的工序组合方式应根据工件的形状、

5、尺寸、精度等要求对各工序进行响前道工序的加工精度。题图 2-1计算条料宽度和材料利用率。材料： 08F料： 2mm题图 2-1 底板解：排样方法：有废料的直排；搭边值：查表可知,工件间a1.2mm,侧面a1.5mm ；1条料宽度：52.80mm ；0.5材料利用率：72.1%。计算略冲裁如图所示零件,求其压力中心。材料： 10料： 1.5mm解：计算略X17.1mm距长直边的距离0Y12.3mm距下底边的距离0么情况？有高精度的模具加工设备。配合加工常用于形状复杂或板料较薄的冲裁件。2-2Q235,1.2mm确定冲裁凸、凹模的刃口尺寸和计算冲裁力。3 / 11解：计算略 可以分别加工。材料：

6、Q235料： 题图2-2 垫片 落料：凸模 79.8000.02mm,59.8200.02mm；凹 模 79.930.030冲孔：凸模 16.0450mm,59.950.03mm。0mm,0.02凹 模 16.1710.030mm。冲裁力：201.8KN2-3D420.35mm,用配合加工方法材料： D42料： 题图2-3硅钢片解：计算略落料以凹模为基准,凹模磨损后尺寸增大的是：A 120010.26mm，A2 9600.26mm ,A3 1600.12mm ,A4 320mm0.70凹模磨损后尺寸减小的是： B 320.18 mm0凹模磨损后尺寸不变的是：C 600mm0.20计算后落料凹模

7、刃口尺寸为凸模尺寸按凹模实际尺寸配作,保证双面间隙为 0.0250.032。思考与练习 3.答： 板料弯曲变形区的应力情况：切向应力：外层受拉,层受压宽度方向应力：窄板宽度方向应力为零。宽板外层为拉应力,层为压应力 板料弯曲变形区的应变情况：切向应变：外层为拉应变,层为压应变宽度方向与度方向产生的应变与切向方向相反,但对宽板,其宽度方向的应变为零板宽板宽外侧侧外侧影响弯曲回弹的因素有哪些？采取什么措施能减小弯曲回弹？ s /E r /t 越小,回弹值越小。 弯曲件角度 弯曲件角度 作自由弯曲时,回弹最大。 模具间隙 压制UU 形件比V减小弯曲回弹的措施： 弯曲件的合理设计。 采取补偿措施,抵消

8、弯曲回弹变形。响？答：板料弯曲时的变形程度用相对弯曲半径r/t 来表示。影响极限变形程度的因素： 材料的力学性能塑性越好,伸长率值愈大,变形程度越大。 弯曲件角度弯曲件角度越大,最小相对弯曲半径越小。 板宽的影响窄板比宽板的变形程度大5 / 11 折弯方向弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向垂直时,不易弯裂,最小相对弯曲半径的数值就小。弯曲过程中引起坯料偏移的原因有哪些？可以采取哪些措施来防止偏移？答：弯曲过程中引起坯料偏移的原因： 制件的形状不对称造成偏移； 制件的结构不对称造成偏移； 弯曲模的结构圆角不对称、间隙不对称导致偏移；安排弯曲件的弯曲工序顺序时要注意什么？VU 对于批量大而尺寸较小的弯

9、曲件,应尽可能采用复合模或多工位级进模弯曲不能影响前次已弯成的形状3-1ab题图 3-1 弯曲件解：计算略a L63.99mmb L40.16mm3-208t=1mm, =196Mpa,E=186000Mpa,试确定凸模s的工作部分尺寸。题图 3-2 工件思考与练习 4圆筒形零件拉深时,坯料变形区的应力应变状态是怎样的？形区 在凸缘部分产生径向拉应力 1,产生切向压应力3 ,产生向压应力2 状态为径向拉应变1 ,切向压应变 3 ,板方向产生拉应变 2 。凹模圆角部分过渡.区 径向受拉产生拉应力 1和拉应变1 ,切向受压产生压应力 3 与压应变 3 ,度方向产生压应力 2 1 的值最大,其相应的

10、拉应变1 1 1 2 1和切向拉应力 3 向形成较大的压应力 2 ,其应变状态与筒壁部分相同,但其压应变2 引起的变薄现象比筒1 与 3 向的拉应变1 和3 和度方向的压应变2 。分别说明拉深工序中坯料的哪个部位容易起皱或拉裂？原因何在？如何防止？影响极限拉深系数的因素有哪些？极限拉深系数对拉深工艺有何意义？s / b 材料的伸长率 t / D 相对度t / D小极限拉深系数。采用合适的凸、凹模圆角半径与凸、凹模间隙可以减小极限拉深系数。 拉深次数 第二次及其以后的各次拉深,其拉深系数要比首次拉深大得多,而且通常后是制定拉深工艺的重要依据。有凸缘圆筒形件的拉深与无凸缘圆筒形件的拉深其本质区别是

11、什么？答：有凸缘圆筒形件拉深时,坯料凸缘部分材料不是全部进入凹模口部成为筒壁,而是7 / 11D缩小到工件所需要的直径dt d / D 单凭m 1就不能正确反映其变形程度,因为即使是同一个m d 或拉深高度h变化,当d 愈接近dhttd 愈接近Dhtd 或d /d来表示。tt4-1材料：08F 料：1mm材料：10料：2mm题图4-1 a 罩壳题图4-1 b 轴碗解：计算略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： 题图4-2 外罩解：计算略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思考与练习

13、 5别？答：圆孔翻边其变形区在孔和外圆之间的环形部分,变形区材料沿切向伸长,愈靠近孔口伸长愈大,接近于单向拉伸应力状态,切向应变是三个主应变中最大的主应变。径向变形.主要危险在于孔口边缘被拉裂。缩口与拉深工序在变形特点上有何相同与不同之处？增加。因而在缩口工序中毛坯变形区容易沿切向产生失稳起皱。相同之处是都可能在切向压应力作用下产生失稳起皱现象。 3翻边件：汽车门外板；客车脚踏门压铁；客车中墙板；固定套等。 胀形件：发动机的喷管；罩盖；摩托车油箱等。缩口件：弹壳；气瓶；摩托车前叉支承管；自行车车架立管等。 4整形模的结构与前道工序的成形模有何区别？整形工序一般安排在工件冲压过程中的最后位置。用

14、钢模压制如题图5-1成形所需的冲压力。已知冲压所用材料为08钢=380Mpa。b材料： 08料： 题图5-1 半圆罩解：计算略该零件能一次起伏成形。冲压力为 403.15 KN。已知两个形状相似的冲压件见题图5-2,其尺寸 D、h 见表中数值,材料为H62,t=0.8mm,=294Mpab尺件尺件寸号Dh9 / 11零件 1408零件 2352材料： H62题图 5-2料： 0.8mm导筒解：计算略 因为H H110658.4N。max1H H2max2的底部冲孔,再翻边。5-3题图5-3胀形工件F pA Np 1.15b2tdmaxMpa取 120Mpa则F=10399.68N=10.4KNb6答：冲模装配后进行试冲的目的在于：压力机的安全操作规程是哪些？答：冲模安装的一般程