冲压工艺与模具设计习题终极

凹模外形尺寸设计的原则及步骤

选择凹模形孔侧壁的形状，确定凹模的外形尺寸及厚度，确定凹模的固定方式.

步骤：1.画出凹模有效面积2.修正有效面积，确保中心与压力中心及模柄中心要重合。3.在修正有效面积外同时加上壁厚得凹模外形尺寸. （10）卸料零件有哪些装置？弹性元件的选用原则是什么？

卸料装置一般有卸料板、推件器和打料装置.

简答题：（每题8分）

1.什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与与其他加工方法相比有何特点？

答： 冷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，使其产生分离或塑形变行，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的特点。生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和抵消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有加工难、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。

2.什么是冷冲模？它有何特点？

答：在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具。俗称冷冲模。

特点：冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样”的关系，若没有符合要求的冷冲模，就不能生产出合格的冷冲压件；没有先进的冷冲模，先进的冷冲压成形工艺就无法实现。

（13）冲裁模设计的一般步骤

1.对冲裁件进行工艺分析.2.确定冲裁件的工艺方案.3.选择模具的结构形式4.进行必要的工艺计算.5.选择与确定模具的主要部件的结构尺寸.6.选择压力机型号.7.绘制模具总装图和各非标准的零件图.

(15) 确定工艺方案的主要原则是什么?1.保证冲裁质量.2.经济性原则.3.安全性原则 (16) 模具的闭合高度？当凸模进入凹模0.5毫米时，上模座的上模板到下模板地面之间的距离

3.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？

答：板料冲裁时，冲裁件的断面明显的分成四个特征区；即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。

影响断面质量的因素有：

（1）.材料性能. （2）.模具间隙 （3）.模具刃口状态

4. 影响冲裁件尺寸精度的因素有哪些？ 答：一些冲裁件尺寸精度的因素有：压力机的精度、冲模的制造精度、材料性质、冲裁间隙 、模具刃口状态等。

5.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？

答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定;

(1).生产批量

（2）冲裁件尺寸和精度等级 （3）冲裁件尺寸形状的适应性 （4）模具制造安装调整的难易和成本的高低（5）操作是否方便和安全

6、什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与其它

加工方法相比有何特点？

答：冷冲压加工是在室温下进行的，利用安装在

压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冷冲压加工与其它加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济性方面都具有许多独特的优点。主要表现在：高生产效率、高复杂性、低消耗、高寿命。

7、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？

答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。

影响断面质量的因素有：(1)材料性能；(2)模具间隙；(3)模具刃口状态。

8、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？ 答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：

（1）生产批量；（2）冲裁件尺寸和精度等级；（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低；（5）操作是否方便与安全。 12、简述弯曲件的结构工艺性。

答：弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形

状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。

14、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？

答：拉深件坯料尺寸的计算遵循体积不变原则和相似原则。

15、 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。

20、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。

21、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。 16、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 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 ) 。

23、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 。 24、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。 25、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。 26、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。

28、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。 29、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。

37.弯曲时的变形程度用什么来表示?为什么可用它来表示?弯曲时的极限变形程度受那些因素的影响? 答:生产中常用rt来表示板料弯曲变形程度

的大小.

rt称为相对弯曲半径,

rt越小,板料

表面的切向变形程度?max越大,因此,生产中常用

rt来表示板料弯曲变形程度的大小.

弯曲时的极限变形程度的影响因素有:①材料的塑性和热处理状态;②坯料的边缘及表面状态;③弯曲线与钢板纤维方向是否垂直;④弯曲角.

38.简述弯曲件的结构工艺性.

答:弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是符合弯曲加工的工艺要求.

40、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？

答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。 影响断面质量的因素有：(1)材料性能；(2)模具间隙；(3)模具刃口状态。

41、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？ 答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：

（1）生产批量；（2）冲裁件尺寸和精度等级；（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低；（5）操作是否方便与安全。 六、论述题：（每题12分）

1、影响弯曲变形回弹的因素是什么？采取什么

措施能减小回弹？

答：影响弯曲变形回弹的因素有：（1）材料的力学性能；（2）相对弯曲半径r/t；（3）弯曲中心角α；（4）弯曲方式及弯曲模；（5）工件的形状。 减小回弹的措施有：

（1）改进弯曲件的设计，尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t 。（2）采取适当的弯曲工艺：（3）合理设计弯曲模

（44）、拉深工序中的起皱、拉裂是如何产生的，

如何防止它？答：拉深工序中产生起皱的原因有两个方面：一方面是切向压应力的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越小。

防皱措施：主要方法是在模具结构上采用压料装

置，加压边圈，使坯料可能起皱的部分被夹在凹模平面与压边圈之间，让坯料在两平面之间顺利地通过。采用压料筋或拉深槛，同样能有效地增加径向拉应力和减少切向压应力的作用，也是防皱的有效措施。 拉深工序中产生拉裂主要取决于两个方面：一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处一一“危险断面”产生破裂。

防止拉裂的措施：一方面要通过改善材料的力学

性能，提高筒壁抗拉强度；另一方面是通过正确制定拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径、合理改善条件润滑等，以降低筒壁传力区中的拉应力。 3（39）.弯曲过程中坯料可能产生偏移的原因有

哪些?如何减小和克服偏移?

答:弯曲件形状不对称,弯曲件在模具上的阻力不对称,冲压方向不同造成的弯曲件滑动阻力不对称等.

措施:在坯料上预先增添定位工艺孔;当弯曲件几何形状不对称时,为避免压弯时坯料偏移,应尽量采用成对弯曲然后在切成两件的工艺;V形弯曲模,由于有顶板及定料销,可以有效防止弯曲时坯料的偏移;有顶板和定位销的Z形件弯曲模,能有效防止坯料的偏移;

为了防止坯料偏移；应尽量利用零件上的孔，用定位销定位，定位销装在顶板上时应注意防止应注意防止顶、板与凹模之间产生窜动。工件无孔时可采用定位尖定位

4（27）、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。 （19）、降低冲裁力的措施有哪些？

1、采用加热冲裁的方法 2、采用斜刃冲裁的方法 3 、采用阶梯凸模冲裁的方法：

（18）、什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？

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。