冲压工艺及模具设计试题及答案.docx

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冲压工艺及模具设计试题及答案

冲压工艺及模具设计试题1答案

一、填空题（50分）

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）

3.性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。

（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、毛刺区）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）

二、判断题正确的划上V，错误的划上╳（20分）

1、物体的塑性仅仅决定于物体的种类，与变形方式和变形种类无关。

（╳）

2、材料的塑性是物质一种不变的性质。

（╳）

3、物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。

（V）

4、在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

（V）

5、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。

（V）

6、弯曲件的回弹主要是因为冲件弯曲变形程度很大所致。

（╳）

7、一般而言，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分互相牵制作用愈大，所以回弹就大。

（╳）

8、拉深变形属于伸长类变形。

（╳）

9、在压力机的一次行程中，能完成两道或两道以上的冲压工序的模具称为级进模。

（╳）

10、对配做的凸、凹模，其零件图上无需标注尺寸和公差，只需说明配做间隙值。

（╳）

三、简答题（20分）

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。

四、画制件图（10分）

根据图示的凹模简图

1、画出冲裁件的制件图；2、画出该冲裁件的排样图。

得分

一、填空题（每空1分，共21分）

1．冲裁断面的4个特征区，分别是圆角带、光亮带、断裂带和毛刺，它们各自发生在变形分离的阶段，即弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂阶段和塑性变形阶段后期。

2．冲裁件的排样方式有几种，即有废料排样、少废料排样、无废料排样。

3．在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则：

落料模先确定凹模刃口尺寸；冲孔模先确定凸模刃口尺寸。

4．弯曲件的主要质量问题有拉裂、截面畸变、翘曲和弯曲回弹。

5．对于带孔的落料件，如果选用单工序模，一般先落料，再冲孔；若选用级进模，则先冲孔，最后落料。

得分

二．简答题（每小题6分，共30分）

1．在冷冲压生产中，降低冲压件所需的冲裁力有何实际意义?

有哪几种方法?

答：

在冲裁高强度材料或厚度大、周边长的工件时，所需的冲裁力较大，如果超过现有压力机吨位，就必须采取措施降低冲裁力。

---------3分

降低冲裁力的方法有：

阶梯凸模冲裁；斜刃口冲裁；材料加热冲裁。

---------3分

2．在设计普通冲裁模时，应怎样确定凸凹模间隙？

答：

设计模具时一定要选择一个合理的间隙，使冲裁件的断面质量好，尺寸精度高，模具寿命长，所需冲裁力小。

但严格说来，并不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙。

考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙，只要模具间隙在这个范围内，就可以基本满足以上各项要求，冲出合格制件。

考虑到模具在使用过程中的逐步磨损，设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。

---------4分

确定合理间隙的方法主要有理论计算法和查表选取法两种。

---------2分

3．弯曲时产生回弹的原因是什么？

减少回弹的措施是什么？

答：

原因之一：

材料在弯曲过程中发生弹性变形和塑性变形，当凸模上行时即卸载时，材料就发生弹性回复从而产生回弹：

原因之二：

弯曲过程中材料内侧受压应力、外测受拉应力，当卸去外载时，由于应力释放产生与弯曲方向相反的弯矩，从而产生回弹。

-------2分

减少回弹的措施有：

合理设计产品；改变应力状态：

校正法、纵向加压法、拉弯法；利用回弹规律：

补偿法、软模法。

---------4分

4．为什么有些拉深件要用二次、三次或多次拉深成形？

每点2分）

5．压边圈在拉深工件时起何作用？

何时采用压边圈？

答：

压边圈的作用是在凸缘变形施加轴向（材料厚度方向）压力，防止起皱。

-------2分

用锥形凹模拉深时，材料不起皱的条件是：

首次拉深

；以后各次拉深

。

用普通的平面凹模拉深时，毛坯不起皱的条件是：

首次拉深

；以后各次拉深

。

如果不能满足上述公式的要求，则在拉深模设计时应考虑增加压边装置。

-------4分

1．下图所示二拉深件分别出现了哪种质量问题？

第一个拉深件是凸缘出现起皱现象；-------3分

第二个拉深件是筒底出现拉裂现象。

-------3分

2．分析如图两个冲裁件的特点，确定其采用什么模具结构并说明理由。

A件用复合模具结构-------2分

理由是内孔与外形间的位置精度要求高，且凸凹模最小壁厚也能满足要求。

-------4分

B件用级进模具结构-------2分

理由是孔与孔、孔与边缘件的距离太小，采用复合模时凸凹模壁厚不能满足要求。

----4分

1．计算下图所示弯曲件的坯料长度。

（各5分）2．冲裁件尺寸如图所示。

冲裁间隙：

，

，料厚

。

计算模具刃口尺寸（凸模、凹模采用分别加工，尺寸30按孔距尺寸计算，计算结果填入表内）。

010-2011学年第二学期《冲压工艺与模具设计》期末试卷（A）

一、填空题：

20分（每空格1分）

1、冲裁工序主要包括落料和冲孔。

2、宽板弯曲变形属于单向应力状态，拉深变形是三向应力状态。

3、弹压卸料板具有压料和卸料的双重作用。

4、材料的塑性越好，塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就越小。

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、冲裁工件的校平模具主要有平面模和齿形模两种。

7、筒形件拉深过程中，凸缘部分的切向压应力使凸缘材料易产生起皱，主要防止措施：

采用压料圈和施加大小合适的压料力。

8、根据材料的合理利用情况，条料排样法可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。

二、单项选择题：

28分（每小题2分，错选、漏选、多选均不得分）

1、拉深后坯料的径向尺寸（），切向尺寸（A）。

A、增大减小B、增大增大C、减小增大

2、有凸缘筒形件拉深、其中（A）对拉深系数影响最大。

A、凸缘相对直径B、相对高度C、相对圆角半径

3、以下工序不属于伸长类变形的是（B）

A、内孔翻边B、缩口C、胀形

4、圆筒形制件在拉深成形时，一般是底部厚度略有变簿，且筒壁从下向上逐渐（A）A、厚度增厚B、厚度减簿C、硬度减少

5、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（C）。

A、推料力B、斜料力C、顶件力

6、点的主应力状态图有（C）种。

A、3种B、6种C、9种

7、分开加工的凸模、凹模，为了保证凸模与凹模的冲裁间隙，它们的制造公差必须满足的条件是（B）。

A、

B、

C、

8、弯曲件为（B），无需考虑设计凸、凹模的间隙。

A、π形B、V形C、U形

9、为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用（B）处理。

A、淬火B、回火C、退火

10、侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应（C）步距。

A、≥B、≤C、＞

11、精度高、形状复杂的冲件一般采用（B）凹模形式。

A、直筒式刃口B、锥筒式刃口C、斜刃口

12、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

13、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

14、拉深时，要求拉深件的材料应具有（B）

A、小的的板厚方向性系数B、低的屈强比C、高的屈强比

三、判断题：

10分（每小题1分，正确的打“?

”，错误的打“×”）

（?

）1、成形工序是使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形而得到所需零件。

（×）2、设计落料模时，以凸模为标准，间隙取在凹模上。

（×）3、胀形加工变形区毛坯厚度必然变薄。

（×）4、弯曲变形必然伴随着回弹现象出现。

（×）5、拉深润滑主要是为了减少凸模与毛料表面的摩擦力，以及毛料表面与凹模及压料圈之间的摩擦力。

（?

）6、在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

（?

）7、物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。

（×）8、物体的塑性仅仅决定于物体的种类，与变形方式和变形种类无关。

（?

）9、胀形变形时，由于变形区材料截面上的拉应力沿厚度方向分布比较均匀，所以卸载时的弹性回复很小，容易得到尺寸精度高的冲件。

（×）10、弯曲件的回弹主要是因为冲件弯曲变形程度很大所致。

四、简答题：

32分（每小题8分）

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？

答：

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、何为加工硬化现象?

答：

材料在塑成型过程中，随着变形程度的增加，其变形抗力不断增加，硬度也将提高，而塑性指标有所降低，这种现象称为加工硬化。

3、何为材料利用率？

提高材料利用率的方法有哪些？

答：

冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的指标。

通过设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法，利用废料作小零件等。

4、决定排样方案时应遵循的原则是什么？

答：

保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作，冲模结构简单，寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等，总之要从各方面权衡利弊，以选择出比较合理的排样方案。

五、计算题：

10分

将一材质为08钢、料厚为1mm、直径为78mm的圆形毛坯，拉深成内径为19mm的筒形件。

试计算总拉深系数并确定拉深次数。

已知：

各次拉深的极限拉深系数为：

m1=0.50；m2=0.75；m3=0.78；m4=0.80；m5=0.82。

解：

m总＝20／78＝0.256；（2分）

拉深次数推定：

d1＝0.5×78＝39mm，大于20mm，不能一次拉出；（2分）

d2＝0.75×39＝29.3mm，大于20mm，不能二次拉出；（2分）

d3＝0.78×29.3＝22.8mm，大于20mm，不能三次拉出；（2分）

d4＝0.80×22.8＝18.3mm，小于20mm。

因此，需4次才能拉出；（2分）

2010-2011学年第二学期《冲压工艺与模具设计》期末试卷一、填空题：

20分（每空格1分）

1、拉深时毛坯尺寸计算原理为相似原理和体积不变原理。

2、翻边系数的表达式为m=d/D。

3、在JB23-63型压力机的型号中，63表示最大压力为63KN。

4、根据材料的合理利用情况，条料排样法可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。

5、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。

6、拉深后工件的尺寸与拉深前毛坯的直径之比称为拉深系数。

7、盒形件拉深拉深时，直边部分变形近似于弯曲变形，圆角部分近似于筒形件拉深。

8、筒形件拉深过程中，凸缘部分的切向压应力使凸缘材料易产生起皱，主要防止措施：

采用压料圈和施加大小合适的压料力。

9、弯曲可分为自由弯曲和校正弯曲。

10、板料弯曲时，变形发生在弯曲圆角部位，直边部分不变形。

二、单项选择题：

28分（每小题2分，错选、漏选、多选均不得分）

1、凸模与凹模固定板之间采用（A）配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨平。

A、H7/h6B、H7/r6C、H7/m6

2、有凸缘筒形件拉深、其中（A）对拉深系数影响最大。

A、凸缘相对直径B、相对高度C、相对圆角半径

3、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

4、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

5、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

6、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

7、导板模中，要保证凸、凹模正确配合，主要靠（C）导向。

A、导筒B、导板C、导柱、导套

8、平端面凹模拉深时，坯料不起皱的条件为t/D（C）。

A、≥（0.09～0.17）（m一l）B、≤（0.09～0.17）（l/m一l）

C、≥（0.09～0.017）（1一m）a

9、精度高、形状复杂的冲件一般采用（B）凹模形式。

A、直筒式刃口B、锥筒式刃口C、斜刃口

10、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

11、弯曲件为（B），无需考虑设计凸、凹模的间隙。

A、π形B、V形C、U形

12、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

13、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（C）。

A、推料力B、斜料力C、顶件力

14、圆筒形制件在拉深成形时，一般是底部厚度略有变簿，且筒壁从下向上逐渐（A）

A、厚度增厚B、厚度减簿C、硬度减少

三、判断题：

10分（每小题1分，正确的打“?

”，错误的打“×”）

（×）1、对配做的凸、凹模，其零件图上无需标注尺寸和公差，只需说明配做间隙值。

（×）2、一般而言，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分互相牵制作用愈大，所以回弹就大。

（?

）3、在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

（?

）4、物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。

（?

）5、在确定工序顺序时，一般先拉深后冲孔。

（×）6、拉深润滑主要是为了减少凸模与毛料表面的摩擦力，以及毛料表面与凹模及压料圈之间的摩擦力。

（×）7、弯曲件的回弹主要是因为冲件弯曲变形程度很大所致。

（?

）8、坯料拉深时，其凸缘部分因受切向压应力而易产生失稳而起皱。

（?

）9、在拉深过程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。

（?

）10、成形工序是使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形而得到所需零件。

四、简答题：

32分（每小题8分）

1、弯曲回弹的表现形式是什么？

产生回弹的主要原因是什么？

答：

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

2、拉深时容易出现什么样的质量问题？

为什么？

答：

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。

3、拉深变形区的应力应变的特点是什么？

答：

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、决定排样方案时应遵循的原则是什么？

答：

保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作，冲模结构简单，寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等，总之要从各方面权衡利弊，以选择出比较合理的排样方案。

《冲压工艺与模具设计》练习卷1答案

一．判断题（20*1分=20分

1．负间隙冲裁时，凸模必须插入凹模1mm左右。

--------------------（×）

2．冷冲模的模架的导柱与导套之间必须是间隙配合。

----------------（×）

3．当选用“T10A”作为导柱、导套材料时，必需进行渗碳处理。

-------（×）

4．一般情况下，自制模架中的导柱、导套常选用T1材料制造。

-------（×）

5．标准冷冲模架的上下模座一般选用铸铁或铸钢制造。

---------------（√）

6．当孔的公差等级和位置度要求较高时，须弯曲成形后再进行冲孔。

-----（√）

7．凸凹模组合加工的方法适用于形状较复杂制件的模具制造。

---------（√）

8．负间隙冲裁只适用于有色金属及其合金、软钢等。

-----------------（√）

9．凸模与凸模固定板最可靠的一种固定方式是铆接法。

---------------（×）

10．导板模凸、凹模间隙的均匀度只能在压力机上进行调整。

----------（×）

11．低熔点合金又称为冷胀合金。

----------------------------------（√）

12．低熔点合金的一个缺点是只能使用一次，不能重复使用。

---------（×）

13．为防止因应力集中而碎裂，冲裁模工作零件的刃口处必须倒45o角。

-（×）

14．冲裁件周边的毛刺不均匀，主要是由凸、凹模间隙不均匀造成的。

--（√）

15．弹性卸料模具冲裁件的平整度要好于刚性卸料模具冲裁件的平整度。

-（√）

16．在弯曲模设计时，应尽可能采用最小弯曲半径为零件的圆角半径。

--（×）

17．导板模的上模回程时，凸模不能脱离导板。

-----------------------（√）

18．导板模的特点在于导板既起导向作用，又起卸料作用。

-----------（√）

19．相对弯曲半径R/t越大，则应变中性层因数K的值也越大。

------（√）

20．当弯曲件的相对弯曲半径R/t很大时，应采用拉弯工艺。

---------（×）

二．填空题（14*1分=14分）

1．在冲裁时，凸模决定冲孔件的相应尺寸，凹模决定落料件的相

应尺寸。

2．模架上的导柱、导套能保证上下模在工作时具有正确的相对位置。

3．冲裁件上的局部毛刺一般是由间隙不均匀导致的。

4．当选用“20钢”作为导柱、导套材料时，必须进行渗碳和淬火处

理。

5．冷冲模凸、凹模的间隙沿整个刃口轮廓应均匀一致。

6．连续模中，条料的定位方式主要有侧刃定位和导正销两种。

7．冲裁模的凸凹模是指落料的凸模和冲孔的凹模。

8．一般情况下，冲裁模的凸模硬度应略低于凹模硬度。

9．冲裁模试冲前，一般通过冲纸法法来检查间隙是否均匀。

10．U形件的回弹值小于V形件的回弹值。

三．选择题（20*1分=20分）

1．复合冲裁模凸凹模刃口端面应B卸料板的压料平面。

A．伸出B．低于C．平齐

2．冲裁模试模时，为检查制件的毛刺是否均匀，常用C法进行。

A．空冲B．透光C．冲纸

3．冲裁件毛刺的大小C。

A．无法测量B．只能凭手感估计C．可用千分尺测得

4．环氧树脂是起B作用。

A．润滑B．粘结C．调整间隙

5．带孔弯曲件的孔应尽可能设置在弯曲变形区之B。

A．内B．外C．间

6．使用导板模时，要求冲压设备的行程必须B。

A．大B．小C．可调

7．冷冲压可分为分离工序和D。

A．冲压工序B．弯曲工序C．冲裁工序D．成型工序

8．在条料裁剪的实际应用中，常采用B。

A．平刃剪床B．斜刃剪床C．圆盘剪切机

9．冷冲模装配工艺所要保证的一个最重要问题是B。

A．各工作零件必须合格B．凸、凹模间隙须均匀

C．导向零件之间开合自如D．工作零件的刃口必须锋利

10．冲裁件毛刺分布是否均匀，主要由A而定。

A．冲裁间隙B．刃口磨损状况C．A+BD．冲裁力

11．冲孔件尺寸主要由A决定。

A．凸模B．凹模C．模具结构D．模具精度

12．冲裁模工作零件的加工中广泛采用B。

A．凸、凹模分开加工B．凸、凹模组合加工C．凸、凹模修配加工

13．复合冲裁模制件比连续模制件的C。

A．无可比性B。

平整度差C．平整度好

14．板料在连续模中定位最好的方法是C定位。

A．导料板B．导正销C。

侧刃D。

导柱、导套

15．刃磨刀口后，制件的精度将比图纸要求C。

A．提高B．降低C．不变D．