冲压工艺及冲模设计复习要点

第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案 一 、填空题1 塑性变形的物体体积保持 不变 ，其表达式可写成 1 + 2 + 3 =0 。2 冷冲压生产常用的材料有 黑色金属 、 有色金属 、 非金属材料 。3 物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后， 物体不能恢复到原来的形状和尺寸 这种变形称为塑性变形。4 影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、 变形速度 、 变形的应力与应变状态 、金属的尺寸因素。5 在冲压工艺中，有时也采用加热成形方法，加热的目的是 提高塑性 ， 增加材料在一次成型中所能达到的变形程度；降低变形抗力 提高工件的成形准确度。6 冲压工艺中采用加热成形方法，以增加材料 塑性 能达到变形程度的要求。7 材料的冲压成形性能包括 成型极限 和 成型质量 两部分内容。8 压应力的数目及数值愈 大 ，拉应力数目及数值愈 小 ，金属的塑性 愈好 。9 在 同号主应力图 下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在 异号主应力图 下引起的变形，所需的变形抗力之值就比较小。10 在材料的应力状态中，压应力的成分 愈多 ，拉应力的成分 愈少 ，愈有利于材料塑性的发挥。11 一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均 增加 ，硬度也 增加 ，塑性指标 降低 ，这种现象称为加工硬化。12 用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有 总伸长率 、 均匀伸长率 、 屈强比 、 硬化指数 、板厚方向性系数r 和板平面方向性系数 r 。13 在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数 r 越大，则 凸耳 的高度 越大 。14 硬化指数 n 值大，硬化效应就大，这对于 伸长类 变形来说就是有利的。15 当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是 伸长 变形，故称这种变形为伸长类 变形。16 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是 压缩 变形，故称这种变形为压缩类 变形。17 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的 冲压成形性能 。18 材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的 极限变形程度 和 总的极限变形程度 大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。19 材料的屈服强度与抗拉强度 的比值称为屈强比。屈强比 小 ，对所有的冲压成形工艺都有利。二、判断题（正确的打，错误的打）精选文档1 变形抗力小的软金属，其塑性一定好。 （）2 物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。 （）3 金属的柔软性好，则表示其塑性好。 （）4 变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下，引起塑性变形的单位变形力。 5 物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。 （） 6 物体某个方向上为负应力时，该方向的应变一定是负应变。 （）7 物体受三向等压应力时，其塑性变形可以很大。 （）8 材料的塑性是物质一种不变的性质。 （）9 金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。 （）10 物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。 （）11 当坯料受三向拉应力作用，而且 时，在最大拉应力 方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形 （）12 当坯料受三向压应力作用，而且 时，在最小压应力 方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力 方向上的变形一定是压缩变形 （）三、问答题1 影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？ 影响金属塑性的因素有如下几个方面：（ 1 ）、化学成分及组织的影响；（ 2 ）、变形温度；（ 3 ）变形速度；（ 4 ）、应力状态；2 请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。 屈服条件的表达式为： ，其含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时，该点才开始屈服。3 什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？ 材料对外力作用所具有的抵抗能力，称为材料的机械性能。板料的性质不同，机械性能也不一样，表现在冲压工艺过程的冲压性能也不一样。材料的主要机械性能有：塑性、弹性、屈服极限、强度极限等，这些性能也是影响冲压性能的主要因素。4 什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？ 金属在室温下产生塑性变形的过程中，使金属的强度指标 ( 如屈服强度、硬度 ) 提高、塑性指标 ( 如延伸率 ) 降低的现象，称为冷作硬化现象。材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变形中，变形抗力越大，这样可以使得变形趋于均匀，从而增加整个工件的允许变形程度。如胀形工序，加工硬化现象，使得工件的变形均匀，工件不容易出现胀裂现象。5 什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？ 由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板料的塑性会因为方向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各项异性。各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数 r 表示。 r 值越大，板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中，加大 r 值，毛坯宽度方向易于变形，而厚度方向不易变形，这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。精选文档 通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明，增大 r 值均可提高拉深成形的变形程度，故 r 值愈大，材料的拉深性能好。6 什么是板平面各向异性指数 r ？它对冲压工艺有何影响？ 板料经轧制后，在板平面内会出现各向异性，即沿不同方向，其力学性能和物理性能均不相同，也就是常说的板平面方向性，用板平面各向异性指数 r 来表示。比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。板平面各向异性制数 r 愈大，“凸耳”现象愈严重，拉深后的切边高度愈大。由于 r 会增加冲压工序（切边工序）和材料的消耗、影响冲件质量，因此生产中应尽量设法降低r 。7 如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏 ? 板料对冲压成形工艺的适应能力，成为板料的冲压成形性能，它包括：抗破裂性、贴模性和定形性。所谓的抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力，一般用成形极限这样的参数来衡量；贴模性是指板料在冲压成形中取得与模具形状一致性的能力；定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。很明显，成形极限越大、贴模性和定形性越好材料的冲压成形性能就越好。返 回第二章 冲裁工艺及冲裁模设计 复习题答案 一、填空题1. 冲裁既可以直接冲制 成品零件 ，又可以为其他 成形工序 制备毛坯。2.从广义来说，利用冲模使材料 相互之间分离的工序 叫冲裁。它包括 冲孔 、 落料 、 切断 、 修边 、等 工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指 冲孔 和 落料 工序。3.冲裁根据变形机理的不同，可分为 普通冲裁 和 精密冲裁 。4.冲裁变形过程大致可分为 弹性变形 、 塑性变形 、 断裂分离 三个阶段。5.冲裁件的切断面由 圆角带 、 光亮带 、 剪裂带 、 毛刺 四个部分组成。6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料 被牵连拉入变形 的结果。7.光亮带是紧挨圆角带并与 板面垂直 的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力 和 挤压应力 的作用而形成的。8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现 微裂纹 时形成的。9.塑性差的材料，断裂倾向严重， 剪裂带 增宽，而 光量带 所占比例较少，毛刺和圆角带 大 ；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大 。10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为： 减小冲裁间隙 、 用压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，还要合理选择塔边、注意润滑等。精选文档11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有： 尽可能采用合理间隙的下限值保持模具刃口的锋利 、合理选择塔边值、采用 压料板和顶板 等措施。12.冲裁凸模和凹模之间的 间隙 ，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 和推件力等。13.冲裁间隙过小时，将增大 卸料 力、 推件 力、 冲裁 力以及缩短 模具寿命 。14.合理间隙冲裁时，上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合，光亮带约占板厚的 1/2 1/3 左右，切断面的塌角、毛刺和斜度 均较小 ，完全可以满足一般冲裁件的要求。15.间隙过小时，出现的毛刺比合理间隙时的毛刺 高一些 ，但易去除，而且断面的斜度和塌角 小 ，在冲裁件的切断面上形成二次光亮带 。16.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越 小 ，毛刺越大 ；断面上出现二次光亮带是因间隙太 小 而引起的。17.影响冲裁件毛刺增大的原因是 刃口磨钝 、 间隙大 。18.间隙过大时，致使断面光亮带 减小 ，塌角及斜度 增大 ，形成 厚而大 的拉长毛刺。19.冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的 实际尺寸与基本尺寸 的差值，差值 越小 ，则精度 越高 。20.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的 断面 和 尺寸 精度。21.影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是 冲模本身的制造偏差 ，二是冲裁结束后冲裁件相对于 凸模或凹模 尺寸的偏差。影响冲裁件尺寸精度的因素有 间隙 、材料 性质 、工件的 形状和尺寸 、材料的 相对厚度 t/D等，其中 间隙 起主导作用。22.当间隙值较大时，冲裁后因材料的弹性回复使 落料件尺寸小于 凹模尺寸；冲孔件的孔径 大于凸模尺寸 。23.当间隙较小时，冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸 大于凹模尺寸 ，冲孔件的孔径 小于凸模尺寸 。24.对于比较软的材料，弹性变形量 小 ，冲裁后的弹性回复值亦 小 ，因而冲裁件的精度 较高 ；对于较硬的材料则 正好相反 。25.冲模的制造精度 越高 ，则冲裁件的精度 越高 。26.间隙过小，模具寿命 会缩短 ，采用较大的间隙，可 延长 模具寿命。27.随着间隙的增大，冲裁力有 一定程度 的降低，而卸料力和推料力 降低明显 。28.凸、凹模磨钝后，其刃口处形成 圆角 ，冲裁件上就会出现不正常的毛刺， 凸模 刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺； 凹模 刃口磨钝时，在冲孔件孔口边缘产生毛刺；凸、凹模刃口均磨钝时，则 制件边缘与孔口边缘 均产生毛刺。消除凸（凹）模刃口圆角的方法是 修磨凸 （凹）模的工作端面 。29.冲裁间隙的数值， 等于 凹模与凸模刃口部分尺寸 之差 。30.在设计和制造新模具时，应采用 最小 的合理间隙。31.材料的厚度越大，塑性越低的硬脆性材料，则所需间隙 Z 值就 越大 ；而厚度越薄、塑性越好的材料，所需间隙值就 越小 。精选文档32 合理间隙值和许多因素有关，其主要受 材料的力学性能 和 材料厚度 因素的影响。33 在冲压实际生产中，主要根据冲裁件的 断面质量 、 尺寸精度 、和 模具寿命 三个因素给间隙规定一个范围值。34 在设计模具时，对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件，应选用 较小 的间隙值；对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件，以提高模具寿命为主，应选用 较大 的间隙值。35 冲孔时，凸模刃口的尺寸应 接近 或 等于 冲孔件的 最大 极限尺寸。36 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。37 冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的 尺寸精度 、 冲裁间隙 、 刃口尺寸磨损 有关。38 落料时，因落料件的大端尺寸与澳模尺寸相等，应先确定凹模尺寸，即以凹模尺寸为基础，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故落料凹模基本尺寸应取 工件尺寸范围内较小尺寸 ，而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸 减最小初始间隙 。39 冲孔时，因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致，应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基础，为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故从孔凸模基本尺寸应取 工件孔尺寸范围内较大尺寸 ，而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸 加最小初始间隙 。40 凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有 互换 性，制造周期 短 ，便于 成批生产 。其缺点是 模具制造公差 小、模具制造 困难、成本较高。41 配制加工法就是先按 设计尺寸 加工一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的 实际尺寸 再按间隙配作另一件。42 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。43 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。44 凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合 凸 + 凹 Z max -Z min 的条件。45 配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由 配制 保证， 工艺 比较简单，不必校核 凸 + 凹 Z max-Z min 的条件，并且可放大 基准件 的制造公差，使制造容易。46 冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的 实际尺寸 及 最小冲裁 间隙配制。故在凹模上只标注 基本尺寸 ，不标注公差 ，同时在零件图的技术要求上注明 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为 Z min Z max 。47 冲裁件的经济公差等于不高于 IT11 级，一般落料件公差最好低于 IT1 0 级，冲孔件最好低于 IT9 级。48 所谓冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的 适应性 。49 分析冲裁件的工艺性，主要从冲裁件的 结构工艺性 、冲裁件的 精度 和冲裁件的 断面质量 等三方面进行分析。50 冲裁件的断面粗糙度与材料 塑性 、材料 厚度 、冲裁模 间隙 刃口 锐钝 情况以及冲模的 结构 有关。当精选文档冲裁厚度为 2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度 Ra 一般可达 12.5 3.2 。51 冲裁件在条料、带料或板料上的 布置方式 叫排样。52 排样是否合理将影响到材料的 合理利用职务之便 、冲件 质量 、生产率、模具的 结构及使用寿命 等。53 材料的利用率是指 冲裁件实际 面积与 板料 面积之比，它是衡量合理利用材料的指标。54 冲裁产生的废料可分为两类，一类是 结构废料 ，另一类是 工艺废料 。55 减少工艺废料的措施是：设计合理的 排样方案 ，选择合理的 板料规格 和合理的搭边值；利用 废料作小零件 。56 排样的方法，按有无废料的情况可分为 有废料 排样、 无废料 排样和 少废料 排样。57 对于有废料排样，冲裁件的尺寸完全由 冲模 来保证，因此制件的精度 高 ，模具寿命 高 ，但材料利用率低 。无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何 搭边 ，冲件的质量 精度 要差一些，但 材料利用率 最高。58 无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何 搭边 ，冲裁件的质量和 精度 要差一些，但材料的 利用率 高。59 排样时，冲裁件之间以及 冲裁件与条料侧边之间 留下的工艺废料叫搭边。60 搭边是一种 工艺废料 废料，但它可以补偿 定位 误差和 料宽 误差，确保制件合格；搭边还可 增加条刚度 ，提高生产率；此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被 拉入模具间隙 ，从而提高模具寿命。 硬材料的搭边值可 小一些 ；软材料、脆材料的搭边值要 大一些 。冲裁件尺寸大或者有尖突复杂形状时，搭边值取 大一些；材料厚的搭边值要取 大一些 。61 手工送料，有侧压装置的搭边值可以 小 ，刚性卸料的比弹性卸料的搭边值 大。62 冲裁件尺寸大或是有尖角时，搭边值取 大一些 ； 材料厚的搭边值要取 大一些 。63 在冲裁件过程中，冲裁力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 。64 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及磨擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在 凹模内 ，而冲裁剩下的材料则紧箍在 凸模上 。65 从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称 卸料力 ，将梗塞在凹模内的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称，逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称 顶料力 。66 采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时，冲压力等于 冲裁力 、 卸料力 、 推料力 之和；采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时，冲压力等于 冲裁力、推料力 之和；采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力、顶料力之和。67 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震动，常用 阶梯凸模冲裁 法、 斜刃口冲裁法和 加热冲裁 法来降低冲裁力。精选文档68 在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下，为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象，凸模应采用 阶梯 布置，即将 小凸模 做短一些。这样可保证冲裁时， 大直径 凸模先冲。69 阶梯冲裁时，大凸模长度应比小凸模长度 长 ，可以保证冲裁时 大 凸模先冲。70 采用斜刃冲裁时，为了保证冲件平整，落料时应将 凸模 做成平刃；冲孔时应将 凹模 做成平刃。71 材料加热后，由于 抗剪强度 降低，从而降低了冲裁力。72 模具压力中心就是冲压力 合力 的作用点。模具的压力中心应该通过压力机滑块的 中心线 。如果模具的压力中心不通过压力机滑块的 中心线 ，则冲压时滑块会承受 偏心载荷 ，导致滑块、压力机导轨及模具导向部分零件 不正常磨损 ；还会使 合理间隙得不到保证，从而影响 制件 的质量和 模具 的寿命。73 冲裁模的形式很多，按送料、出件及排除废料的自动化程度可分为 手动模 、半自动模 和 自动模 等三种。74 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。75 在压力机的一次行程中， 只完成一个 冲压工序的冲模称为单工序模。76 在条料的送进方向上，具有 两个或两个以上的工位 ， 并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成 两个或两个以上工位的冲压工序的冲模称为级进模。77 在压力机的一次行程中，在模具的 同一 位置上，完成 两个或两个以上 的冲压工序的模具，叫复合模。78 冲裁模具零件可分为 工艺零件 、 结构零件 。79 组成冲模的零件有 工作 零件、 定位 零件、 导向 零件、压料、卸料和出件零件， 支撑 零件，紧固及其它零件等。80 在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为 工艺零件 。81 由于级进模的工位较多，因而在冲制零件时必须解决条料或带料的 定位 问题，才能保证冲压件的质量。82 所谓定位零件，是指用于确定 条料或工序件 在模具中的正确位置的零件。83 所谓导向零件，是用于确定上、下模 相对位置 、 保证位置精度 的零件。84 级进模中，典型的定位结构有 挡料钉及导正销 和 侧刃 等两种。85 无导向单工序冲裁模的特点是结构 简单 ，制造 成本低 ，但使用时安装调整凸、凹模间隙较 不方便 ，冲裁件质量 差 ，模具寿命 低 ，操作不安全。因而只适用于精度不高 、形状简单 ，批量小的冲裁件的冲压。86 由于级进模生产率高，便于操作，易实现生产自动化，但轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，所以一般适用于批量大 、 小尺寸 工件的冲压生产。87 由于级进模的工位较多，因而在冲制零件时必须解决条料或带料的 定位 问题，才能保证冲压件的质量。常用的定位零件是挡料钉 和 侧刃 。88 应用级进模冲压，排样设计很重要，它不但要考虑材料的 合理利用 ，还应考虑制件的 精度要求 、冲压成形规律、模具 寿命 等问题。精选文档89 级进模的排样设计时，对零件精度要求高的，除了注意采用精确的定位方法外，还应尽量减少 工位数 ，以减少 定位累积 误差。孔距公差较小的孔应尽量 同一工位 中冲出。90 在级进模的排样设计中，对孔壁距离小的制件，考虑到模具的强度，其孔可 分步 冲出；工位之间壁厚小的，应 增设空位 ；外形复杂的制件，应 分步 冲出，以简化 凸模 、 凹 模 形状，增强其强度，便于加工和装配；侧刃的位置应尽量避免导致凸、凹模 局部 工作以免损坏刃口，影响模具寿命。91 需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的零件，采用连续冲压时，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在 成形后 冲出，落料或切断公步一般安排在 最后 工位上。92 全部为冲裁工步的级进模，一般是先 冲孔 后 落料 。先冲出的孔可作为后续工位的 定位孔 ，若该孔不适合 定位 或定位要求较高时，则应冲出 工艺孔作定位用 。93 套料连续冲裁，按由 里 向 外 的顺序，先冲 内 轮廓后冲 外 轮廓。94 复合模在结构上的主要特征是有 一个既是冲孔的凹模又是落料凸模 的凸凹模。95 按照落料凹模的位置不同，复合模分为 顺装复合模 和 倒装复合模 两种。96 凸凹模在 上模 ，落料凹模在 下模 的复合模称为顺装复合模。97 复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外形的 相对位置精度高 ，板料的定位精度高，冲模的外形尺寸较小 ，但复合模结构复杂，制造精度高，成本高。所以一般用于生产 批量大 、 精度要求高 的冲裁件。98 凸模的结构形式，按其断面形状分为 圆形 、 非圆形 ；按刃口形状有 平刃 、 斜刃 等；按结构分为 整体式 、 镶拼式、 阶梯式 、 直通式 和带护套式等。99 凸模的固定方式有 台肩固定 、 铆接 、 螺钉和销钉固定 以及粘结挤浇注固定和快换固定等。100 圆形凸模常用的固定方法有 台阶式 和 快换式 。101 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 小于 允许的最小值，就应该采用凸模护套等方法加以保护。102 整体阶梯式圆形凸模强度高，刚性好， 装配修磨 方便。其工作部分的尺寸由 计算 而得；与凸模固定板配合部分按 过渡配合 制造。103 非圆形凸模，如果固定部分为圆形，必须在固定端接缝处 加防转销 ；以铆接法固定时，铆接部分的硬度较工作部分要 低 。104 凹模的类型很多，按外形分有 圆形 、方形或 长方形 ，按结构分有 整体式 和 镶拼式 ；按刃口形式分有平刃 和 斜刃 。105 直刃壁孔口凹模，其特点是刃口强度 较高 ，修磨后刃口尺寸 不变 ，制造 较方便 。但是在废料或冲件向下推出的模具结构中，废料会积存在 孔口内 ，凹模胀力 大 ，刃壁磨损快，且每次修磨量 较大 。106 斜刃壁孔口凹模，其特点是孔口内不易 积料 ，每次修磨量小，刃口强度 较差 。 修磨后刃口尺寸会 变大，这种刃口一般用于 形状简单 的冲件冲裁，并一般用于 精度要求不高 的下出件的模具。精选文档107 复合模的凸凹模壁厚最小值于冲模结构有关，顺装式复合模的凸凹模壁厚可 小 些；倒装式复合模的凸凹模壁厚应 大 些。108 对于大中型的凸、凹模或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模常采用 镶拼结构 。109 镶拼结构的凸、凹模设计原则是：力求改善 加工 工艺性，减少 钳工 工作量，提高 模具加工 精度；便于装配 和维修；满足 冲压工艺 ，提高冲压件质量。110 设计镶拼结构的凸、凹模时， A 、应尽量将复杂形状的 内形 加工变成 外形 加工，以便切削加工和磨削； B 、应该沿转角、尖角 分割，并尽量使拼块角度大于或等于 ； C 、圆弧尽量单独分块，拼接线应在离切点 的直线处，大圆弧和长直线可 分成几块 ，另外应与 刃口 垂直，且不宜过长，一般为 mm ； D 、为了满足冲压工艺的要求，提高冲件质量，凸模和凹模的拼接线应至少错开 mm ，以免冲裁件产生毛刺； e 为了方便装配、调整和维修，对比较薄弱或容易磨损的局部凸出或凹进部分，应 单独镶拼 ，拼块之间应能通过 磨削 或 增减垫片的 方法调整其间隙或保证中心距公差。111 条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位，一是在与 送料方向垂直 方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向。二是在送料方向上的限位，控制 条料一次送进长度 ，称为送料定距。112 属于条料导向的定位零件有 导料销 、 导料板 、 侧压板 ，属于送料定距的定位零件有始用挡料销、挡料销、导正销、侧刃等，属于块料或工序件的定位零件有 定位销 、 定位板 等。113 导料销导正定位多用于 单工序模和复合模 中。使用导正销的目的是消除 送进导向 和 送料定距 或 定位板 等粗定位的误差。导正销通常与 挡料销 ，也可与 侧刃 配合使用。114 条料在送进方向上的 送进 距离称为步距。115 导料销导向定位多用于 单工序模具 和 复合模 中。116 如果条料的公差大，为了避免条料在导料扳中的偏摆，使最小搭边得到保证，应在送料方向的一侧设置 侧压装置 ，迫使条料 始终紧帖一侧导料扳 。 当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于 板料厚度 ，一般在 0.2 0.5mm 之间，板料薄的取 小 值，板料厚的取 大 值。当卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6 配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙 小于 凸、凹模之间间隙，以保证 凸模、凹模 的正确配合。118 使用导正销的目的是消除 送料导向 和 送料定距 或 定位板 等粗定位的误差。导正销通常与 挡料钉 配合使用，也可以与侧刃 配合使用。119 定位板和定位销是作为 单个毛坯 或 工序件 的定位件，其定位方式由 外形定位 和 内孔定位 两种。120 弹压卸料板既起 压料 作用，又起 卸料 作用，所得的冲裁件质量较好，平直度较 高 ，因此，质量要求较高的冲裁件或 薄板冲裁 宜用弹压卸料装置。精选文档121 小孔冲裁模与一般冲裁模的最大区别是：小孔冲裁模具有 各种增强凸模刚度和强度 的结构。122 硬质合金冲模一般是指 凸模或凹模 为硬质合金。设计时要避免 工作零件 单边受力；便于模具装配和调整：应尽量避免 斜排和交叉 排样，而用 直排和对排 排样。123 整修时，材料变形过程与冲裁 不同 ，整修与 切削 加工相似。124 要达到精冲的目的，需要有 压料力 、 冲裁力 、 反顶力 等三种压力，并要求这三种压力按 顺序 施压。125 适宜精冲的材料应该具有 低 的屈服强度、 小 的屈服比、 好 的塑性。126 精密冲裁一般是指 带齿圈压板 精冲法，通常称为 齿圈压板 精冲法。精冲时的搭边值比普通冲裁 大 。127 精冲模按结构特点分为 固定凸模 精冲模和 活动凸模 精冲模。128 确定冲裁模总体结构的原则是：不仅要保证 冲出合格的冲压件 ，而且要适应 生产批量 的要求，结构尽量简单 ，制造 容易 ，调整和维修 方便 ，操作 安全 、 可靠 ，寿命高，成本低。129 精冲凸、凹模的间隙很 小 ，一般双面间隙为材料厚度的 0.5% 3% 。130 确定冲模总体结构的原则是：不仅要保证 冲出合格制件 ，而且要适应 生产批量 的要求，结构 尽量简单，制造容易， 调整和维修 方便，操作 安全可靠 ，寿命高，成本低。131 冲裁模类型首先决定于 生产批量 ，冲裁件的 质量要求 和 形状尺寸 是确定冲裁模类型的重要依据。二、判断题（正确的打，错误的打）1 冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。 （ ）2 冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。 （ ）3 形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。 （ ）4 对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。 （ ）5 整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。 （ ）6 利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。 （ ）7 采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。 （ ）8 冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。 （ ）9 冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。 （ ）10 模具的压力中心就是冲压件的重心。 （ ）11 冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。 （ ）12 在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。（ ）13 凡是有凸凹模的模具就是复合模。 （ ）14 在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。 （ ）15 导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。 （ ）16 侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。 （ ）17 侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在 0.3mm 以下的薄板冲压。（ ）18 对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。 （ ）19 采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。（ ）20 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。（ ）精选文档21 凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。 （ ）22 在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。 （ ）23 在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。 （ ）24 模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。 （ ）25 整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。 （ ）26 精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。 （ ）27 在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。 （ ）28 压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。 （ ）29 无模柄的冲模，可以不考虑压力中心的问题。 （ ）三、选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）1 、冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了 _ A _ 。A 、光亮带 B 、毛刺 C 、断裂带2 、模具的合理间隙是靠 _ C _ 刃口尺寸及公差来实现。A 、凸模 B 、凹模 C 、凸模和凹模 D 、凸凹模3 、落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定 _ A _ 。A 、凹模刃口尺寸 B 、凸模刃口尺寸 C 、凸、凹模尺寸公差4 、当冲裁间隙较大时，冲裁后因材料弹性回复，使冲孔件尺寸 _A _凸模尺寸，落料件尺寸 _ A_凹模尺寸。A 、大于，小于 B 、大于，大于 C 、小于，小于 D 、小于，大于5 、对 T 形件，为提高材料的利用率，应采用 _ C _ 。A 、多排 B 、直对排 C 、斜对排6 、冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用 _ A _ 的方法来实现小设备冲裁大冲件。A 、阶梯凸模冲裁 B 、斜刃冲裁 C 、加热冲裁7 、斜刃冲裁比平刃冲裁有 _ C _ 的优点。A 、模具制造简单 B 、冲件外形复杂 C 、冲裁力小8 、为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为_ A _ 。A 、推料力 B 、卸料力 C 、顶件力9 、模具的压力中心就是冲压力 _ C _ 的作用点。A 、最大分力 B 、最小分力 C 、合力10 、冲制一工件，冲裁力为 F ，采用刚性卸料、下出件方式，则总压力为 _ B _ 。A 、冲裁力 + 卸料力 B 、冲裁力 + 推料力 C 、冲裁力 + 卸料力 + 推料力11 、如果模具的压力中心不通过滑块的中心线，则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致导轨和模具导向部分零件_ B _ 。A 、正常磨损 B 、非正常磨损 C 、初期磨损12 、冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，宜采用 _ C _ 。A 、导板模 B 、级进模 C 、复合模精选文档13 、用于高速压力机上的模具是 _ B _ 。A 、导板模 B 、级进模 C 、复合模 用于高速压力机的冲压材料是 _ C _ 。A 、板料 B 、条料 C 、卷料15 、对步距要求高的级进模，采用 _ B _ 的定位方法。A 、固定挡料销 B 、侧刃 + 导正销 C 、固定挡料销 + 始用挡料销16 、材料厚度较薄，则条料定位应该采用 _ C _ 。A 、固定挡料销 + 导正销 B 、活动挡料销 C 、侧刃17 、导板模中，要保证凸、凹模正确配合，主要靠 _ B _ 导向。A 、导筒 B 、导板 C 、导柱、导套18 、在导柱式单工序冲裁模中，导柱与导套的配合采用 _ C _ 。A 、 H7/m6 B 、 H7/r6 C 、 H7/h619 、由于级进模的生产效率高，便于操作，但轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，所以一般适用于 _ A _冲压件的生产。A 、大批量、小型 B 、小批量、中型 C 、小批量、大型 D 、大批量、大型20 、推板或顶板与凹模呈 _ A _ 配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准 _ F _ 制造。A 、间隙 B 、过渡 C 、过盈 D 、 H8 E 、 m6 F 、 h821 、侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应 _ C _ 步距。A 、 B 、 C 、 D 、22 、对于冲制小孔的凸模，应考虑其 _ A _A 、导向装置 B 、修磨方便 C 、连接强度23 、精度高、形状复杂的冲件一般采用 _ A _ 凹模形式。A 、直筒式刃口 B 、锥筒式刃口 C 、斜刃口24 、为了保证凹模的壁厚强度，条料定位宜采用 _ A _ 。A 、活动挡料销 B 、始用挡料销 C 、固定挡料销25 、弹性卸料装置除起卸料作用外，还有 _ C _ 的作用。A 、卸料力大 B 、平直度低 C 、压料作用26 、压入式模柄与上模座呈 _ A _ 的配合，并加销钉以防转。A 、 H7/m6 B 、 M7/m6 C 、 H7/h627 、中、小型模具的上模是通过 _ B _ 固定在压力机滑块上的。A 、导板 B 、模柄 C 、上模座28 、大型模具或上模座中开有推板孔的中、小型模具应选用 _ B _ 模柄。A 、旋入式 B 、带凸缘式 C 、压入式29 、旋入式模柄是通过 _ B _ 与上模座连接。A 、过渡配合 B 、螺纹 C 、螺钉30 、小凸模冲孔的导板模中，凸模与固定板呈 _ A _ 配合。A 、间隙 B 、过渡 C 、过盈31 、对角导柱模架上、下模座，其工作平面的横向尺寸一般 _ C _ 纵向尺寸，常用于 _ _A _ 。A 、横向送料的级进模 B 、纵向送料的单工序模或复合模 C 、大D 、纵向送料的级进模 E 、小 F 、横向送料的单工序模或复合模32 、能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是 _ B _ 。A 、对角导柱模架 B 、后侧导柱模架 C 、中间导柱模架33 、为了保证条料定位精度，使用侧刃定距的级进模可采用 _ B _ 。精选文档A 、长方形侧刃 B 、成型侧刃 C 、尖角侧刃34 、中间导柱模架，只能 _ C _ 向送料，一般用于 _ B _ 。A 、级进模 B 、单工序模或复合模 C 、纵 D 、横35 、四角导柱模架常用于 _ A _ 。A 、自动模 B 、手工送料模 C 、横向送料手动模36 、凸模与凸模固定板之间采用 _ A _ 配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨平。A 、 H7/h6 B 、 H7/r6 C 、 H7/m637 、冲裁大小不同、相距较近的孔时，为了减少孔的变形，应先冲 _ A _ 和 _ D _ 的孔，后冲_ B _和 _ C _ 的孔。A 、大 B 、小 C 、精度高 D 、一般精度38 、整修的特点是 _ A _ 。A 、类似切削加工 B 、冲压定位方便 C 、对材料塑性要求较高四、问答题1 什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？ 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。2 冲裁的变形过程是怎样的？ 冲裁的变形过程分为三个阶段如图图 2.1.3 所示：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 ) 。3 普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？ 普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图 2.1.5 所示，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。 圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。 光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。 断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。精选文档 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。图 2.1.5a 圆角带； b 光亮带； c 断裂带； d 毛刺图 2.1.5 冲裁件的断面特征4 什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？ 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。 当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，如图 2.1.6 所示。工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。 当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，如图 4-5b 所示 , 这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。 间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。 5 降低冲裁力的措施有哪些？ 当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的：1、采用加热冲裁的方法：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（注意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。精选文档2、采用斜刃冲裁的方法：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，如图4.10所示。3 、采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构，如图 4.10 所示。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。 (a) (b) (c)图 2.4.3 减小冲裁力的设计(a) 斜刃落料； (b) 斜刃冲孔； (c) 阶梯凸模冲裁法6 什么是冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义？ 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。7 什么叫搭边？搭边有什么作用？ 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。8 怎样确定冲裁模的工序组合方式？ 确定冲裁模的组合方式时，一般根据以下条件：1 、生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级进模结构要比选择单工序模好得多。一般来说，小批量和试制生产时采用单工序模具，中批和大批生产时，采用复合冲裁模和级进冲裁模。2 、工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高可达 IT12 IT13 级，复合模由于避免了多次冲压时的定位误差，其尺寸精度最高能达到 IT9 级以上，再加上复合模结构本身的特点，制件的平整度也较高。因此，工件尺寸公差等级较高时，宜采用复合模的结构。3 、从实现冲压生产机械化与自动化生产的角度来说，选用级进模比选用复合模和单工序模具容易些。这是因为，复合模得废料和工件排除较困难。4 、从生产的通用性来说，单工序模具通用性最好，不仅适合于中小批量的中小型冲压件的生产，也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的生产。5 、从冲压生产的安全性来说，级进模比单工序模和复合模为好。 综上所述，在确定冲裁模的工序组合方式时，对于精度要求高、小批量及试制生产或工件外形较大，厚度又较厚的工件，应该考虑用单工序模具。而对精度要求高、生产批量大的工件的冲压，应采用复合模；对精度要求一般，又是大批量生产时，应采用级进模结构。精选文档9 怎样选择凸模材料？ 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 。10 什么条件下选择侧刃对条料定位？ 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。11 什么情况下采用双侧刃定位？ 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。12 凸模垫板的作用是什么？如何正确的设计垫板？ 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