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冲压附加题111

发布时间:2014-06-17 11:58:20  

1、什么是冲裁间隙?冲裁间隙与冲裁件的断面质量有什么关系?

冲裁凸模与凹模横向尺寸的差值称为冲裁间隙。间隙小冲裁件的断面质量较好

2、 弯曲回弹的表现形式是什么?产生回弹的主要原因是什么?

弯曲回弹的表现形式为:弯曲半径的变化和弯曲角的变化。

产生回弹的主要原因是:材料的力学性能、相对弯曲半径、弯曲中心角、弯曲方式、模具间隙等。

3、 拉深变形区的应力应变的特点是什么?

拉深变形区为凸缘部分,切向为压应力,径向为拉应力,切向压应力的绝对值最大,

所以在切向是压应变,径向为拉应变。

4、 拉深时容易出现什么样的质量问题?为什么?

凸缘的起皱和底部圆角R处的开裂,前者是因为切向压应力太大,后者是R处的塑性变形小,加工硬化现象弱。

一 填空题 每空一分,共计20分

1. 在冲压工艺中,有时也采用加热成形方法,加热的目的是 ( ) , 增

加材料在一次成型中所能达到的变形程度;( )提高工件的成形准确度。

2.材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的( )。

3.冲 裁件的切断面由( ) 、 ( )、( )、( )四个部分组成。

4.当间隙值较大时,冲裁后因材料的弹性回复使( )凹模尺寸;冲孔件的

孔径( )。

5.凸 、凹模分开制造时,它们的制造公差应符合( )的条件。

6.按工序组合程度分,冲裁模可分为 ( )、( ) 和( )等几种。

7.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

( )。

8.、材料的塑性( ),塑性变形的稳定性越强,许可的最小弯曲半径就

( )。

9.在弯曲工艺方面,减小回弹最适当的措施是( )。

10. 拉深件的壁厚 ( )。下部壁厚略有 ( ),上部却有所( ) 。

三简答题 每题5分共计30分

1、什么是加工硬化现象?它对冲压工艺有何影响?

2、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?

3、降低冲裁力的措施有哪些?

4、影响板料弯曲回弹的主要因素是什么?

5、拉深过程中工件热处理的目的是什么 ?

6、什么是校形?校形的作用是什么?

1

三 分析题 (15分)

上图示为 冲裁的凸凹模工作示意及其冲件的断面,请分析各个冲件断面为什么出现了如此大的差异? 四计算题 (15分)

图示为一制件,材料为10钢,料厚为0.5,试根据制件的尺寸

利用凸凹模分别制造求出凸凹模的相关尺寸(凸模按6级,凹模按7级制造)。

已知2cmin=0.04,2cmax=0.06

附表是基本公差表和公差系数表

答案: 1 填空题

1)提高塑性,降低变形抗力 2)冲压成形性能;

3)圆角带 、 光亮带 、剪裂带 、毛刺 4) 落料件尺寸小于, 大于凸模尺寸 5) δ 凸 + δ 凹 ≤ Z max -Z min

2

6) 单工序模 、 级进模 、复合模

7)镶拼结构

8)越好,越小

9)采用校正弯曲

10)不均匀,减薄,增厚

三简答题

(1) 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。

(2)普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域,如图所示,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。

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。

(3)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。

3

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

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,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

(4) 在弯曲的过程中,影响回弹的因素很多,其中主要有以下几个方面: 1 )材料的机械性能

材料的屈服极限ζ s 愈高、弹性模量E愈小,弯曲变形的回弹也愈大。 2 )相对弯曲半径 r/t

相对弯曲半径 r/t 愈小,则回弹值愈小。因为相对弯曲半径愈小,变形程度愈大。反之,相对弯曲半径愈大,则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的弯曲件不易弯曲成形的原因。

3 )弯曲中心角α

弯曲中心角α愈大,表示变形区的长度愈大,回弹的积累值愈大,因此弯曲中心角的回弹愈大,但对曲率半径的回弹没有影响。

4 )模具间隙

弯曲模具的间隙愈大,回弹也愈大。所以,板料厚度的误差愈大,回弹值愈不稳定。

5 )弯曲件的形状

弯曲件的几何形状对回弹值有较大的影响。比如,U形件比V形件的回弹要小些,这是因为U形件的底部在弯曲过程中有拉伸变形的成分,故回弹要小些。 6 )弯曲力

弯曲力的大小不同,回弹值也有所不同。校正弯曲时回弹较小,因为校正弯曲时校正力比自由弯曲时的弯曲力大很多,使变形区的应力与应变状态与自由弯曲时有所不同。

(5)在拉深过程中材料承受塑性变形而产生加工硬化,即拉深后材料的机械性能发生变化,其强度、硬度会明显提高,而塑性则降低。为了再次拉深成形,需要用热处理的方法来恢复材料的塑性,而不致使材料下次拉深后由于变形抵抗力及强度的提高而发生裂纹及破裂现象。冲压所用的金属材料,大致上可分普通硬化金属材料和高硬化金属材料两大类。普通硬化金属材料包括黄铜、铝及铝合金、 4

08 、10 、 15 等,若工艺过程制订得合理,模具设计与制造得正确,一般拉深次数在 3 ~ 4 次的情况下,可不进行中间退火处理。对于高硬化金属材料,一般经 1 ~ 2 次拉深后,就需要进行中间热处理,否则会影响拉深工作的正常进行。

(6)校形是指工件在经过各种冲压工序后,因为其尺寸精度及表面形状还不能达到零件的要求,这时,就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上,再通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形,从而获得合格零件的一种冲压加工方法。

校形的目的是把工件表面的不平度或圆弧修整到能够满足图纸要求。一般来说,对于表面形状及尺寸要求较高的冲压件,往往都需要进行校形。 三分析题

主要是冲裁间隙不同造成的 ,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。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, 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。图示a为间隙过小,b为间隙适中,C 为间隙过大

四计算题

2cmax -2cmin=0.02

+δd +0.018落料:Dd1=(D1max-x△)0=(16-0.75X0.08)=15.940mm

Dp1=(Dd1-2cmin)0-δp=(15.94-0.04)0-δp=15.9 0-0.011mm

由于δd +δp=0.018+0.011=0.029>0.02,公差校核不合格重新分配公差

δd=0.6(2cmax -2cmin)=0.012

δp=0.4(2cmax -2cmin)=0.008

所以Dd1=15.940+0.012mm;Dp1=15.9 0-0.008mm

+δd +δd+0.015同样:Dd2=(D2max-x△)0=(8-0.75X0.06)0=7.9550mm

Dp2=(Dd2-2cmin)0-δp=(7.955-0.04)0-δp=7.915 0-0.011mm

由于δd +δp=0.015+0.009=0.024>0.02,公差校核不合格重新分配公差

所以Dd2=7.9550+0.012mm;Dp1=7.915 0-0.008mm

孔心距:

Ld=(Lmin+0.5△)±1/8△=20±0.005mm

冲孔:

0 0 0dp1=(dmin+ x△)-δp=(4+0.75X0.04)-δp=4.03-0.008mm

+δd +δd+0.012 dd1=(dp1+2 cmin)0=(4.03+0.04)0=4.070 mm

5

由于δd +δp=0.008+0.012=0.02公差分配合格

0 0 0同样dp2=(d2min+ x△)-δp=(6+0.75X0.06)-δp=6.045-0.009 mm

+δd +δd+0.015 dd2=(dp2+2 cmin)0=(6.045+0.04)0=6.0850 mm

由于δd +δp=0.009+0.015=0.024>0.02,公差校核不合格重新分配公差

δd=0.6(2cmax -2cmin)=0.012

δp=0.4(2cmax -2cmin)=0.008

所以:dp2= 6.045-0.008 mm dd2=6.0850+0.012 mm

1.塑性变形的物体体积保持 ,其表达式可写成 。

2.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 变形。

3.从广义来说,利用冲模使材料 叫冲裁。冲裁工艺主要是指 和 工序。

4.冲裁件的切断面由 、 、 、 四个部分组成。

5.冲孔时,刃口尺寸计算应以 为基准。

6.按工序组合程度分,冲裁模可分为 、 和 等几种。

7.弯曲变形区内 的金属层称为应变中性层。

8.弯曲变形程度用 r / t 来表示。弯曲变形程度越大,回弹 。

9.外缘翻边按变形性质可分为 和 。

10.工件上有多个弯曲角时,一般应该先弯 ,后弯 。

1.不变 ,ε 1 + ε 2 + ε 3 =0 。

2.伸长

3.相互之间分离的工序、冲孔、 落料

4.圆角带 、 光亮带 、 剪裂带 、 毛刺

5. 凸模

6.单工序模 、 级进模 、复合模

7. 应变等于零

6

8. 愈小

9.伸长类外缘翻边 、压缩类外缘翻边

10. 外 角、内 角

1.什么是冲裁间隙?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。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, 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。

2.精密级进模结构设计有哪些基本要求?

1) 能顺利、连续、稳定地工作,保证制件的形状和精度。凸、凹模配合中心一致,步

距准确;

2) 各种成形尽可能在一副模具上完成;

3) 排样合理,有自动送料、自动检测保护装置;

4) 效率高,寿命长,易损件更换方便;

5) 制造周期短,成本低;

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,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。

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。

1. 冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其变形或分离,从而获得冲件

的一种压力加工方法。(4)

2. 冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、

无废料的加工方法。(2)

7

3. 性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成(2)

4. 材料的冲压成形性能包括形状冻结性和贴模性两部分内容。(2)

5、材料的应力状态中,压应力的成分愈大,拉应力的成分愈小,愈有利于材料塑性的发挥。

(2)

6、 用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加,所有强度指标均提高,硬度也提高,

塑性指标降低,这种现象称为加工硬化。(3)

7、 件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。(4)

8、 裁变形过程大致可分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段的三个阶段。(3)

10、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。

(2)

11、 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在

制件的最大极限尺寸附近,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加上最小初始双

面间隙。(2)

12、 凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有互换性,制造周期短,便于维修。其缺点

是制造公差小,凸、凹模的制造公差应符合 δp+δd≤△Z的条件。(5)

13、 搭边是一种工艺废料,但它可以补偿定位误差和板料宽度误差,确保制件合格;搭

边还可提高条料的刚性,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。(5)

14、 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、斜刃冲裁和加热冲裁法来降低冲裁力。(3)

15、 导料销导正定位多用于单工序模和复合模中,而导正销通常与侧刃,也可与挡料销

配合使用。(3)

16、 为了提高弯曲极限变形程度,对于侧面毛刺大的工件,应先去除毛刺;当毛刺较小

时,也可以使有毛刺的一面处于弯曲件的内侧,以免产生应力集中而开裂。(2)

17、 在弯曲变形区内,内层纤维切向受压缩应变,外层纤维切向受拉伸应变,而中性层

保持不变。(3)

18、 弯曲件需多次弯曲时,弯曲次序一般是先弯外角,后弯内角;前次弯曲应考虑后次

弯曲有可靠的定位,后次弯曲不能影响前次已成形的形状。(3)

1, 在冲压模中弹性压边装置有3类,分别是压边装置压边装置和 压边装置。

2, 冲压模模架有6种基本形式, 写出四例:

a对角导柱式模架, 导柱式模架导柱式模架导柱式模架, 3, 常用刚性模柄有4式模柄; 式模柄式模柄; 带凸缘式模柄..

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