冲压模作业答案

冲 压 成 形 工 艺 与 模 具 设 计 1.3 冷 冲 压 模 具 都 包 括 哪 些 类 型 ？分 离 工 序 ：切 断 模 ， 冲 裁 模 （ 落 料 模 、 冲 孔 模 ） ，切 边 模 等 。变 形 工 序 ：弯 曲 模 ， 拉 深 模 ， 翻 边 模 ， 整 形 模 等 。 如 何 选 择 冲 压 设 备 ？ 压力机应根据冲压工序的性质、生产批量的大小、模具的外形尺寸以及现有设备等情况进行选择。压力机的选用包括选择压力机类型和压力机规格两项内容。压力机类型的选择：（1）中、小型冲压件 选用开式机械压力机；（2）大、中型冲压件 选用双柱闭式机械压力机；（3）导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机；（4）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；（5）校平、整形和温热挤压工序 选用摩擦压力机；（6）薄板冲裁、精密冲裁 选用刚度高的精密压力机；（7）大型、形状复杂的拉深件 选用双动或三动压力机；（8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。 如 何 选 择 冲 压 设 备 ？ （ 续 ）压 力 机 规 格 的 选 择 ：（ 1） 公 称 压 力 ；（ 2） 滑 块 行 程 长 度 ；（ 3） 行 程 次 数 ；（ 4） 工 作 台 面 尺 寸 ；（ 5） 滑 块 模 柄 孔 尺 寸 ；（ 6） 闭 合 高 度 ；（ 7） 电 动 机 功 率 的 选 择 。 2.1 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 ？ (1)板 料 冲 裁 时 ， 冲 裁 件 的 断 面 明 显 地 分 成 四 个 特 征 区 ：圆 角 带 、 光 亮 带 、 断 裂 带 与 毛 刺 区 。(2)影 响 因 素 有 ： 材 料 性 能 ； 模 具 间 隙 ； 模 具 刃 口 状 态 。 2.3 分 析 冲 裁 间 隙 对 冲 裁 件 尺 寸 精 度 、 冲 裁 力 、 模具 寿 命 的 影 响 。 (1)当 冲 裁 间 隙 过 大 时 ， 冲 裁 后 因 材 料 的 弹 性 回 复 使 落 料件 尺 寸 减 小 ， 而 冲 孔 件 则 尺 寸 增 大 。 当 冲 裁 间 隙 过 小时 ， 冲 裁 后 因 材 料 的 弹 性 回 复 使 落 料 件 的 尺 寸 增 大 ，而 冲 孔 件 的 尺 寸 减 小 。(2)随 间 隙 的 增 大 冲 裁 力 有 一 定 程 度 的 降 低 ， 但 影 响 不 是很 大 。 冲 裁 间 隙 对 卸 料 力 、 推 件 力 的 影 响 比 较 显 著 。随 间 隙 增 大 ， 卸 料 力 和 推 件 力 都 将 减 小 。(3)冲 裁 过 程 中 ， 凸 模 与 被 冲 孔 之 间 ， 凹 模 与 落 料 件 之 间均 有 摩 擦 ， 而 且 闻 隙 越 小 ,摩 擦 越 严 重 。 所 以 间 隙 小 ，磨 擦 大 ， 模 具 寿 命 短 ； 而 较 大 的 间 隙 可 减 小 摩 擦 ， 井 能 减 缓 间 隙 不 均 匀 的 影 响 ， 从 而 提 高 模 具 的 寿 命 。 什 么 是 搭 边 ？ 搭 边 有 什 么 作 用 ？ 搭 边 ： 排 样 时 冲 裁 件 之 间 以 及 冲 裁 件 与 条 料 侧 边 之 间留 下 的 工 艺 废 料 。搭 边 作 用 ：一 是 补 偿 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 。 什 么 是 压 力 中 心 ？ 确 定 模 具 压 力 中 心 有何 意 义 ？ 冲 模 的 压 力 中 心 就 是 冲 裁 力 合 力 的 作 用 点 。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 。 降 低 冲 裁 力 的 措 施 有 哪 些 ？1） 加 热 冲 裁 ： 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 以 降 低 板 材 的 强 度 ， 从 而 达 到 降 低 冲 裁力 的 目 的 。 2） 斜 刃 冲 裁 ： 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 。 3） 阶 梯 凸 模 冲 裁 ： 将 多 凸 模 的 凸 模 高 度 作 成 高 低 不 同 的 结 构 。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 。 冲 裁 凹 模 刃 口 有 哪 几 种 类 型 ？ 其各 自 特 点 如 何 ？凹 模 刃 口 可 以 分 为 直 壁 式 刃 口 和 斜 壁 式 刃 口 。直 壁 刃 口 特 点 强 度 高 ， 制 造 方 便 ， 刃 磨 后 型孔 尺 寸 不 变 。 但 型 孔 内 易 聚 积 零 件 或 废 料 ， 摩 擦力 和 胀 裂 力 较 大 。斜 壁 式 刃 口 特 点 刃 口 锐 利 ， 不 会 聚 积 工 件 或废 料 ， 摩 擦 力 和 胀 裂 力 较 小 。 但 刃 口 强 度 低 ， 刃磨 后 尺 寸 略 有 增 大 。 如 图 所 示 多 凸 模 结 构 ， 试 用 解 析 法 计 算 其 压力 中 心 。 Y XA CB 分 别 可 得 到 三 个 凸 模 各 自 压 力 中 心 点 A、 B、 C的 坐标 值 及 凸 模 的 截 面 周 长 La， Lb， Lc：A (10, 4) La =(20+8) 2=56 B (2, 38.5) Lb = (15+4) 2 =38C (25, 26) Lc = 10=31.4 33.11 4.313856 4.312538265100 x则 压 力 中 心 坐 标 为 ： 96.194.313856 4.3126385.386540 y 如 图 所 示 落 料 零 件 ， 试 用 解 析 法 计 算 其 压 力中 心 。 Y XABC D E F 分 别 可 得 到 三 个 凸 模 各 自 压 力 中 心 点 A、 B、 C、 D、E、 F的 坐 标 值 及 凸 模 的 截 面 周 长 La， Lb， Lc, Ld， Le， Lf， ：A (30, 0) La =60 B (0, 10) Lb = 20C : D ( tan30 20+31.13/2=27.11, 40) Ld = 31.1377.52 30tan200 x 302 4020 y 09.23204002030tan 22 cL E : F ( 60, 5) Lf = 10 34.512 6030tan2013.31 x 2521040 y 64.3410406013.312030tan 22 eL 则 压 力 中 心 坐 标 为 ： 82.28 1064.3413.3109.232060 106064.3434.5113.3111.2709.2377.560300 x 07.17 1064.3413.3109.232060 10564.342513.314009.233020100 y 3.2 弯 曲 时 的 变 形 程 度 用 什 么 表 示 ？ 弯 曲 时 的 极 限 变 形 程 度 受哪 些 因 素 的 影 响 ？ 弯 曲 时 的 变 形 程 度 用 相 对 弯 曲 半 径 r/t表 示 ， 相 对 弯 曲 半 径越 小 ， 说 明 材 料 的 变 形 程 度 越 大 ， 反 之 ， 则 越 小 。影 响 极 限 变 形 程 度 的 因 素 ： 材 料 的 力 学 性 能 ； 材 料 表 面 和 侧 面 的 质 量 ； 弯 曲 线 的 方 向 ； 弯 曲 中 心 角 。 3.3 为 什 么 说 弯 曲 回 弹 是 弯 曲 工 艺 不 能 忽 略 的 问 题 ？ 影响 回 弹 的 主 要 因 素 是 什 么 ？ 试 述 减 小 弯 曲 回 弹 的 常 用措 施 。 由 于 弯 曲 回 弹 比 其 它 成 形 工 艺 回 弹 严 重 的 多 ， 这 使 得 弯 曲件 的 形 状 和 尺 寸 与 模 具 尺 寸 有 较 大 差 别 ， 因 而 影 响 弯 曲 件 的 精度 ， 加 之 回 弹 是 不 可 避 免 的 ， 因 此 弯 曲 回 弹 是 弯 曲 工 艺 不 能 忽略 的 问 题 。影 响 回 弹 的 因 素 ： 材 料 的 力 学 性 能 ； 相 对 弯 曲 半 径 ； 弯 曲 中 心 角 ； 弯 曲 方 式 ；弯 曲 模 结 构 ； 工 件 的 形 状 。 3.3 为 什 么 说 弯 曲 回 弹 是 弯 曲 工 艺 不 能 忽 略 的 问 题 ？ 影响 回 弹 的 主 要 因 素 是 什 么 ？ 试 述 减 小 弯 曲 回 弹 的 常 用措 施 。 减 小 回 弹 措 施 ： 改 进 弯 曲 件 的 设 计 采 取 适 当 的 弯 曲 工 艺 （ 校 正 法 ） 合 理 设 计 弯 曲 模 （ 补 偿 法 ） 弯 曲 时 回 弹 的 表 示 ： 角 度 回 弹 量 ； 曲 率 回 弹 量 。 提 高 弯 曲 极 限 变 形 程 度 的 方 法 . 经 冷 变 形 硬 化 的 材 料 ， 可 热 处 理 后 再 弯 曲 。 清 除 冲 裁 毛 刺 ， 或 将 有 毛 刺 的 一 面 处 于 弯 曲 受 压 的内 缘 。 对 于 低 塑 性 的 材 料 或 厚 料 ， 可 采 用 加 热 弯 曲 。 采 取 两 次 弯 曲 的 工 艺 方 法 ， 中 间 加 一 次 退 火 。 对 较 厚 材 料 的 弯 曲 ， 如 结 构 允 许 ， 可 采 取 开 槽 后 弯曲 。 影 响 弯 曲 回 弹 的 主 要 因 素 是 什 么 ？ 采 取 什 么 措 施 能减 少 回 弹 ？ 影 响 回 弹 因 素 ：材 料 的 力 学 性 能 ； 相 对 弯 曲 半 径 ； 弯 曲 中 心 角 ；弯 曲 方 式 ； 弯 曲 模 结 构 ； 工 件 的 形 状 。减 少 回 弹 的 措 施 ： 改 进 弯 曲 件 的 设 计 采 取 适 当 的 弯 曲 工 艺 （ 校 正 法 ） 合 理 设 计 弯 曲 模 （ 补 偿 法 ） 计 算 图 中 所 示 弯 曲 件 的 毛 坯 展 开 长 度 。 AB CD 查 表 3.2（ p98） 有 ：当 11 弯直 llL 39.0,5.225 KtR mmKtR 78.5239.051 解 ：工 件 弯 曲 半 径 r 0.5t， 故 坯 料 展 开 长 度 公 式 为 ：则 有 ： mm205151 ABl直 78.51801 BCDl弯 mml 94.3078.587.306180 1 弯 87.30653arcsin270 mmL 94.5094.3020 毛 坯 展 开 长 度 ： 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 ？ 在 弯 曲 过 程 中 凡 造 成 工 件 变 形 阻 力 不 对 称 的 因 素 都将 造 成 工 件 偏 移 。 如 ， 零 件 形 状 不 对 称 ， 弯 曲 件 在 模具 上 的 接 触 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 。减 小 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 ， 尽 量 采 用 成 对 弯 曲 ， 然后 再 切 断 ； 可 使 用 顶 板 及 定 料 销 来 防 止 v形 和 z形 弯 曲 模上 零 件 发 生 偏 移 ； 4.1 拉 深 工 艺 中 ， 会 出 现 哪 些 失 效 形 式 ？ 说 明 其产 生 的 原 因 和 防 止 措 施 。失 效 形 式 ： 起 皱 、 拉 裂产 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 ： 采 用 压 料 装 置 。 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 ： 改 善 材 料 的 力 学 性 能 ， 提 高 筒 壁 抗 拉 强 度 ； 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 。 4.2 什 么 是 拉 深 系 数 ？ 什 么 是 极 限 拉 深 系 数 ？ 影响 极 限 拉 深 系 数 的 因 素 有 哪 些 ？ 拉 深 系 数 对拉 深 工 艺 有 何 意 义 ？拉 深 系 数 是 指 拉 深 后 工 件 的 直 径 d与 拉 深 前 的 毛坯 （ 或 半 成 品 ） 的 直 径 D（ dn） 的 比 值 。极 限 拉 深 系 数 是 指 当 拉 深 系 数 减 小 至 使 拉 深 件 起皱 、 断 裂 或 严 重 变 薄 超 差 时 的 临 界 拉 深 系 数 。 影 响 极 限 拉 深 系 数 的 因 素 ：（ 1） 材 料 的 组 织 与 力 学 性 能（ 2） 板 料 的 相 对 厚 度 t/D（ 3） 拉 深 工 作 条 件（ 4） 拉 深 方 法 、 拉 深 次 数 、 拉 深 速 度 、 拉 深 件的 形 状 等 。意 义 ： 拉 深 系 数 是 拉 深 工 艺 中 一 个 重 要 参 数 。 从工 艺 的 角 度 来 看 ， 极 限 拉 深 系 数 m越 小 越 有 利 于减 少 工 序 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 。 作业如 图 所 示 ， 材 料 08， 厚 度 1mm， 试 计 算 毛 坯 展 开 尺 寸 ？并 判 断 是 否 可 以 一 次 拉 深 成 形 ？ （ 1） 计 算 毛 坯 直 径 D 由 于 图 中 零 件 标 注 的 是 外 形 尺 寸 ， 且 板 料厚 度 大 于 1mm， 因 此 零 件 尺 寸 为 ：工 件 高 度 ： h=60-0.5=59.5mm;工 件 直 径 ： d=60-1=59mm ;工 件 相 对 高 度 ： h/d=59.5/59= 1.01;据 工 件 相 对 高 度 ， 查 表 4.3,p122得 出 修 边 余 量 ： h 3.8mm考 虑 修 边 余 量 后 零 件 高 度 ： H =h h 63.3mm零 件 圆 角 半 径 ： R=3.5+0.5=4mm毛 坯 直 径 ： mmRRddHdD 13456.072.14 22 （ 2） 判 断 是 否 能 够 一 次 拉 深 成 形工 件 总 拉 深 系 数 ：毛 坯 相 对 厚 度 ：判 断 压 边 与 否 ： 压 边极 限 拉 深 系 数 ： 查 表 4.8,p129拉 深 次 数 ： 不 能 一 次 拉 深 44.013459d Dm 总 0075.01341 Dt 0252.01045.0 总mDt 55.053.0 1 m 1mm 总