习题集规范标准答案-第3章冲裁工艺标准及冲裁模具设计

第3章冲裁工艺及冲裁模具设计第一次作业一、填空题(每空1分，共分).冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。(3-1).圆形垫圈的内孔属于冲孔工序，而外形属于落料工序。(3-1).冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、和断裂分离等三个阶段。(3-1).冲裁件的切断面由塌角 、光面、毛面和毛刺四个区域组成。(3-1).塑性差的材料，断裂倾向严重，毛面增宽，而光面所占比例较少，毛刺和塌角也较小。(3-1).增大冲裁件光面宽度的主要途径为：减少冲裁间隙、用压料板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择搭边、注意润滑等。(3-1).冲裁凸模和凹模之间的一间雪，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力 和推件力。(3-2).冲裁间隙过大，会使断面光面减小 ，塌角与斜度增大，形成厚而大的毛刺。(3-2).影响冲裁件毛剌增大的原因是刃口磨钝, 间隙增大 。(3-2).冲裁模常以刃口磨钝和崩刃 的形式失效。(3-2).在设计和制造新模具时，应采用最小的合理间隙。(3-2).落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。(3-3),凸、凹模分别加工法的优点是凸、凹模具有互换 性，制造周期短，便于成批制造。其缺点是一模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。(3-3).落料时，应以凹模 为基准配制凸模，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。（3-3）.冲孔时，应以凸模 为基准配制凹模 ，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。（3-3）二、判断题（每小题分，共分）（X）冲裁间隙过大时，断面将出现二次剪切光亮面。（3-2）（x）冲裁间隙越小，冲裁件精度越高，所以冲裁时间隙越小越好。（3-2）（x）对于形状复杂的冲裁件，适宜于用凸、凹模分开加工的方法加工（3-3）。（x）对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸和公差，只需说明配作间隙值。（3-3）三、选择题（每题分，共分）.模具的合理间隙是靠刃口尺寸及公差来实现。（3-2）A凸凹模 B凸模和凹模 C凹模.落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定」。（3-3）A凹模刃口尺寸 B凸模刃口尺寸 C凸、凹模尺寸公差.冲孔时，其刃口尺寸计算原则是先确定B。（3-3）A凹模刃口尺寸B凸模刃口尺寸C凸、凹模尺寸公差.凸模比凹模的制造精度要A。（3-3）A.高一级 B.低一级 C相同四.问答题。（共分）.板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？（本题分）（3-1）答：冲裁件的切断面具有明显的区域性特征，由塌角、光面、毛面和毛刺四个部分组成。影响冲裁断面质量的因素有：A材料种类；B板料厚度；C冲裁间隙；D刃口锐钝;E模具结构；F冲裁速度。2．提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效措施有哪些？（本题分）（3-1）答：要提冲裁件的质量，就要增大光面的宽度，缩小塌角和毛刺高度，并减小冲裁件翘曲。其主要途径是：1．尽可能采用合理间隙的下限值2．用压料板压紧凹模面上的材料3．对凸模下面的材料用顶板施加反向压力4．保持模具刃口的锋利5．合理选择搭边值6．注意润滑3．什么是冲裁间隙？为什么说冲裁间隙是重要的。（3-2）答:凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。冲裁模间隙一般指的是双面间隙。间隙值用字母Z表示。间隙之所以重要，是因为冲裁模间隙不仅对冲裁件的质量有极其重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等4．确定冲裁模凸、凹模刃口尺寸的基本原则是什么？（本题分）（3-3）答：1．落料落料件光面尺寸与凹模尺寸其本一致，故以凹模尺寸为基准，由于凹模刃口尺寸越磨越大，故落料件基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；2．冲孔冲孔件光面的孔径与凸模尺寸其本一致，故以凸模尺寸为基准，由于凸模刃口尺寸越磨越小，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。而冲孔凹模基本尺寸，则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；3．孔心距孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保证，由于凸、凹模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，故凹模孔心距的基本尺寸取在工件孔心距公差带的中点睛，按双向对称偏差标注。4．冲模刃口制造公差以能保证工件的精度要求准，保证合理的凸、凹模间隙值，保证模具有一定的使用寿命。五．计算题（共16分）1、冲制如图所示的垫圈，材料为Q235,分别计算落料，冲孔的凸，凹模刃口尺寸及公差。已知板料厚为3mm.（本题分）（3-3）解：外形中800 mm属于落料，内形940+0@mm属于冲孔，-0.74 0(1)落料9800mm-0.74DA=(Dmax—xA)+汽DT=(DA—Zmia。⑻=(Dmax-XA-Zmin)。⑻查表33、3-4和表3-5得:Zmin=0.460mm Zmax=0.640mm; 6A=0.03mm 6T=0.020mm;x=0.5校核条件:|6T|+|6A|=0.02+0.03=0.05;(Zmax—Zmin)=0.640-0.460=0.180满足闰+NV(Zmax-Zmin)条件，将已知数据代入公式得:DA=(80-0.5x0.74)+00.024=79.63+00.03mmDT=(79.63-0.46)0-0.016=79.170-0.02mm(2)冲孔中40+0.62mm0dT=(dmin+XA)。⑹dA=(dT+Zmin)+0bA=(dmin+XA+Zmin)+涉查表33、3-4和表3-5得:Zmin=0.460mm Zmax=0.640mm; 6A=0.03mm 6T=0.020mm;X=0.5校核条件:|6t|+|6a|=0.02+0.03=0.05;(Zmax—Zmin)=0.640-0.460=0.180说明满足砰+%区(Zmax-Zmin)条件将已知数据代入公式，即得dT=(40+0.5x0.62)0-0.020=40.310-0.020mmdA=(40.31+0.160)+00.020=40.77+00.020mm2.计算图示铁心冲片冲裁凸模和凹模的刃口尺寸，材料为Q235钢，料厚为0.5mm。铁心冲片解：考虑到该工件外形较复杂,宜采用配作法加工凸、凹模；而内形虽为圆形冲孔，但因材料太薄，故也采用配作法加工。A.落料尺寸以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况，(1)凹模磨损后尺寸变大的：500 、350 、150、100 、7.50 (未注公差-0.62 -0.62 -0.43 -0.36 -0.36尺寸般按IT14确定其公差),计算公式：AA=(Amax-xA)+涉x=0.5,Zmin=0.04mm,Zmax=0.060mm,取bA=A/4将已知数据代入公式得：(500 )a=(50-0.5x0.62)+0.62/4=49.69+0.16mmTOC\o"1-5"\h\z0.62A 0 0(350 )a=(35-0.50x0.62)+0.62/4=34.69+0.16mm0.62A 0 0(150 ),=(15-0.50x0.43)+0.43/4=14.79+0.11mm0.43A 0 0(100 )A=(10-0.50x0.36)+0.36/4=9.82+0.09mm0.36A 0 0(7.50 )A=(7.5-0.50x0.36)+0.36/4=9.32+0.09mm0.36A 0 0(2)凹模磨损后尺寸变小的：30±0.17mm;计算公式：BA=(Bmin+xA)0-bA查表3-5得x=0.75，取bA=A/4将已知数据代入公式得：(30±0.17)a=(29.83+0.75x0.34)0 =30.090 mm(3)凹模磨损后尺寸不变的：20±0.10mm;其基本公式为CA=(Cmin+0.5A)土0.56A取bA=A/4将已知数据代入公式得：(20±0.10)a=(19.9+0.5x0.2)±0.5x0.2/4=20±0.03mm查表3-3得：Zmax=0.360mmZmin=0.246mm凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值为(0.04~0.060)mm。B.冲孔尺寸以凸模为基准件来配作凹模。凸模磨损后尺寸变小的：①8+0.1。mm；0计算公式：bT=(Bmin+xA)。⑹查表3-5得x=1,Zmin=0.04mm,Zmax=0.060mm,取不二A/4将已知数据代入公式：(中8+0.1)=(8+1x0.36)0 =8.36。mm0 1 -0.1/4 -0.03凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值为(。.。4~。.。6。)mm。第二次作业一、填空题（每空1分，共分）16冲裁件的经济公差等级不高于IT11级一般要求落料件公差最好低于IT10级 ,冲孔件最好低于IT9级。（3-4）.冲裁产生的废料可分为两类，一类是工艺废料，另一类是结构废料。（3-5）.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。（3-6）.为了实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机的振动，常用J阶梯凸模冲裁法、斜刃冲裁法和加热冲裁 法来降低冲裁力。（3-6）二、判断题（每小题分，共分）（x）落料件比冲孔件精度高一级。（3-4）（x）直对排比斜对排的材料利用率高。（3-5）（乂）在其它条件相同的情况下，H62比08钢的搭边值小一些。（3-5）（x）模具的压力中心就是冲压件的重心。（3-6）.（V）冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（3-6）（V）采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。（3-6）三、选择题（每题分，共分）.硬材料比软材料的搭边值 A。（3-5）A.小 B.大 C.相同.对T形冲压件，为提高材料的利用率，应采用A。（3-5）A斜对排 B直对排 C多排.冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用£的方法来实现小设备冲裁多孔且冲压力大的冲件。（3-6）A加热冲裁 B斜刃冲裁 C阶梯凸模冲裁.模具的压力中心就是冲压力^的作用点。（3-6）A最大分力 B最小分力 C合力四．问答题。（共分）5．什么叫排样？排样的合理与否对冲裁工作有何意义？（本题分）（3-5）答：排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样合理与否将影响到材料的合理利用、冲件的质量、生产率、模具结构与寿命。6．什么叫搭边？搭边的作用有哪些？（本题分）（3-5）答：排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边的作用：一是补偿了定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。三是避免冲裁时条料和毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。五．计算题（共分）2、如图所示零件，材料40钢（t=450MPa，o==600MPa），板厚为6mm，计算落b料该零件所需冲裁力。（本题分）（3-6）解：冲裁周边长度L=（200-60）x2+120+2x60+60x3.14=708.4mmF=kLtr=1.3x708.4x6x450=2486484N^2486.5kN答：落料该零件所需冲裁力约为2486.5kN

3、如图所示零件，材料40钢（t=450MPa,c==600MPa）,板厚为4mm，计算用b复合模冲裁该零件所需冲裁力。（本题分）（3-6）解冲裁周边长度L=（200-60）x2+120+2x60+60x3.14+60x3.14=896.8mmF=kLti=1.3x896.8x4x450=2098512Nx2099kN答：落料该零件所需冲裁力约为2099kN答：落料该零件所需冲裁力约为答：落料该零件所需冲裁力约为765.2kN答：落料该零件所需冲裁力约为答：落料该零件所需冲裁力约为765.2kN4、如图所示零件，材料40钢（t=450MPa,o==600MPa），板厚为6mm，计算落b料该零件所需冲裁力。（本题分）（3-6）解：冲裁周边长度L=50+40+50+40+19+19=218mmF=kLtr=1.3x218x6x450=765180Nx765.2kN第三次作业一、填空题(每空1分，共分).按工序组合程度分，冲裁模可分为单工序模 、级进模和复合模等几种。(3-7).在压力机的一次行程中，只完成一种冲压工序的冲模称为单工序模。(3-7).在条料的送进方向上，具有两个及两个以上的工位 ，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上 的冲压工序的冲模称为级进模。(3-7).复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模 的凸凹模。(3-7).所谓定位零件是确定材料或工序件在冲模中正确位置的零件。(3-8).侧刃常用于级进模 中，起控制条料送进步距的作用。(3-8).在级进模中，挡料销常用于条料送进时的粗定位,而导正销常用于条料送进时的精定位(3-8).所谓导向零件，是用以确定上、下模相对位置，保证运动精度的零件。(3-8).冲裁凸模常用的固定方式有：台肩固定、铆接固定、 力钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定和快换固定等。(3-8).由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度，或凸模工作部分直径一小于允许的最小值，就应采用凸模加护套等办法加以保护。(3-8).按国家标准,由上模座、下模座 、导柱 和 导套组成的模架称为导柱模模架。(3-8)二、判断题(每小题分，共分)(V)单工序模可以由一个凸模和一个凹模洞口组成；也可以是多个凸模和多个凹模洞口组成。(3-7)(V)凡是有凸凹模的模具就是复合模。(3-7)(x)在复合模中，如果工件零件凹模安装在下模，则称为倒装式复合模。(3-7)(V)在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。(3-7)(x)复合模所获得的零件精度比级进驻模低。(3-7)(V)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。(3-7)(x)单工序模、级进模、复合模中，操作安全性最高的是复合模。(3-7)(V)模具装配后，卸料弹簧的预压力应大于卸料力。(3-8)(x)选择标准模架规格的依据是凸模的尺寸。(3-8)(V)冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。(3-8)(x)导向零件是保证凸、凹模间隙的部件。(3-8)(x)导料销是控制送进步距的定位零件。(3-8)(V)用来确保上、下模相对位置，保证运动精度的零件称为导向零件。(3-8)(V)模柄是用来将上模固定在压力机上的零件。(3-8).(V)在复合模中，凸凹模的断面形状与工件完全一致。(3-8)(x)凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小而冲裁力较大时，一般不用加垫板。(3-8)(x)整修前冲孑孔和落料的凸、凹刃口尺寸的设计与一般冲裁的设计一样。(3-10)(x)由于精冲时采用了带齿压料板，所以搭边值比普通冲裁小。(3-10)(V)由于精冲时采用了带齿压料板，所以搭边值比普通冲裁大。(3-10)三、选择题(每题分，共分).冲裁件采用单工序模，且精度较高，形状复杂，可采用一J。(3-7)A导板模 B复合模 C导柱模.冲裁件外形和内形有较高位置精度，宜采用A。(3-7)A复合模 B级进模 C自动模.用于高速压力机的模具是C。(3-7)A导板模 B复合模 C级进模12．具有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道及两道以上的冲压工序的冲模称为。(3-7)A复合模 B级进模 C自动模13．在压力机的一次行程中，在同一副模具的不同位置，同时完成两道或两道以上不同工序的冲模B。(3-7)A复合模 B级进模 C自动模.在导柱式单工序冲裁模中，导柱与导套的配合采用J。(3-7)AH7/m6BH7/r6CH7/h6.对步距要求高的级进模，采用B的定位方法。(3-8)A固定挡料销 B固定挡料销+导正销C固定挡料销+始用挡料销.材料厚度较薄，则条料应采用「的定位方法。(3-8)A侧刃 B导正销 C固定挡料销.对于冲制小孔的凸模，应考虑其A。(3-8)A导向装置 B修磨方便 C连接强度18．为了保证凹模的壁厚强度，条料定位宜采用C。(3-8)22．定位零件22．定位零件A活动挡料销BA活动挡料销B始用挡料销C钩形挡料销.弹性卸料装置除起卸料作用外，还有£特点。(3-8)A平直度低 B卸料力大 C压料作用.中小型模具的上模是通过B固定在压力机滑块上。(3-8)A导板 B模柄 C上模座.能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是^。(3-8)A对角导柱模架 B中间导柱模架 C后侧导柱模架22．模具的导向结构对模具模具寿命有较大的影响，其导向精度应()凸、凹模的配合精度。(3-8)A.高于 B.低于 C.等于.冲裁模导向件的间I隙应该 B 凸凹模的间隐(3-8)A.大于B.小于C.等于.整修的特点是A。(3-10)A类似切削加工 B冲件定位方便 C对材料塑性要求较高四．问答题。(共分)7．冲模一般由哪些部分组成？各部分的作用是什么？请举例说明。(本题分)(3-8)答：冲裁模由下列七类零件组成：工作零件作用：直接进行冲裁工作，是冲模中的重要零件举例：凸模、凹模和凸凹模作用：确定材料或工序件在冲模中正确位置，保证冲出合格冲件。举例：挡料销、始用挡料销、导正销、定位销、定位板、导料销、导料板、侧刃、侧刃挡块和承料板等3．压料、卸料和出件零件作用：起压料作用，并保证把卡在凸模上和凹模孔内的废料或冲件卸掉或推出，以保证冲压工作能继续进行。举例：卸料装置、压料装置、顶件装置、推件装置及废料切刀等。4．导向零件作用：保证在冲裁过程中凸模与凹模之间间隙均匀，保证模具各部分保持良好的运动状态。举例：导柱、导套、导板及导筒等承零件作用：将模具各类零件固定于一定位置或将冲模与压力机连接，是模具的基础零件举例：上模座、下模座、模柄、固定板、垫板等固零件作用：起连接、固定作用举例：螺钉、销钉及键等它零件举例：弹性件、传动零件等8．冲裁凸模的基本固定方式有哪些？（本题分）（3-8）答：冲裁凸模基本固定方式有：台肩固定、铆接固定、镖钉和销钉固定、粘结剂浇注法固定和快换固定等。9．冲裁模定位零件的作用是什么？有哪几种基本类型？分别举例说明。（本题分）（3-8）答：冲裁模定位零件的作用：使坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，从而保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件。冲裁模定位零件可分为三种类型：1．条料送进导向定位零件（条料横向定位零件）如导料板、导料销等；2．条料送料定距定位零件（条料纵向定位零件）如挡料销、侧刃等；3．块料及工序件定位零件如定位销、定位板等五、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。（每空1分，共20分）（3-7）16.16.侧刃16.16.侧刃1.导柱4.导板镶块7.凸模131.导柱4.导板镶块7.凸模13.凹模.卸料螺钉 6.凸模固定板.上模座12.导料板14.下模座15.侧刃挡块该模具为侧刃定距的弹压导板级进模，其定位零件有12、15、16（写序号）序伴斗靠料5（写序号）零件，凸模以装在2中的一^（写序号）导向，2号零件靠1、10（写序号）导向，导向准确，保证凸模与凹模的正确配合，并且加强了凸模纵向稳定性；凸模与固定板为间隙配合，凸模装配调整和更换较方便，主要用于冲压尺寸小而复杂，需要保护凸模的场合。六、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。（每空1分，共27分）（3-7）1、打杆2、旋入式模柄3、推板4、推杆5、卸料螺钉6、凸凹模7、卸料板8、凹模9、顶件块10、带肩顶杆11、凸模12、挡料销13、 导料销该模具为正装式落料冲孔复合模属中间导柱模架。（以下各空填写零件序号）工作时，板料以13和12定位，上模下压，6的外形和8进行落料，同时11与6的内孔进行冲孔，卡在凹模中的冲件通过顶件装置（由10和9及装在下模座底下的弹顶器组成）顶出，卡在凸凹模内的冲孔废料通过推件装置（由=、3和乙组成）推出，边料由」卸下。该模具板料是在压紧状态下分离，冲出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率。七、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。（每空1分，共25分）（3-7）

1、^模柄1、^模柄2、止动销3、上模座5、凸模6、垫板7、凸模固定板9、导板10、导料板11、承料板13、凹模15、下模座16、固定挡料销20、 始用挡料销该模具为导板式落料模，排样方式为直对排排样 ，一副模具中设置了两个凸模和凹模，滑块下行一次，第一次能得到 一个制件，以后各次能同时获得两个制件。（以下各空填写零件序号）它在结构上的主要特征是：9能对凸模起导向作用，从而保证凸模与凹模的相对位置。首次冲裁时，用手将20压入以限制条料的位置，以后各次以二0—控制条料送进的方向，以16控制条料送进的距离而实行定位。上模下压，5与13进行落料工作，废料抱在凸模上而被^卸下，工件卡在凹模内而被5推下去。八、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。（每空1分，共25分）（3-7）1515．凸模 17．凹模18．凸凹模A-AA-A1.下模座 2.导柱4.卸料板5.活动挡料销 6.推件块 7.导套8.凸模固定板 9.连接推杆 10.上模座11.打杆 12.模柄 14.垫板 22．导料销该模具为倒装式复合模，（以下各空填零件序号）工作时，条料由5和22定位，由于弹性回复工件会卡在17内，为了使冲压生产顺利进行，使用由件11、13、9和6组成的刚性推件装置将工件推下，冲孔废料则从凸凹模孔内漏下，而条料废料则由^^卸下。九、根据图示零件，完成以下内容：（3-11）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58-0.7438-0.6230-0.52160.44R8DA=(Dmax-xA)+0SA57.6+0.1837.7+0.1629.7+0.1316.8+0.11R7.9+0.06凸模尺寸按凹模实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm冲孔①3.5+0.3dT=(dmin+xA)0-ST凹模尺寸按凸模实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm3.65-0.08中心距14±0.05517±0.0552)试画出其级进模排样图并计算出一根条料的材料利用