湖北汽车工业学院冲压工艺及模具设计试卷T1133-3-4-5班试卷及答案.doc

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冲压工艺与模具设计考试试卷

一、填空题（20*1=20分）

1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。

2.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

3冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越小，毛刺越大

4.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大

5.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；

6合理间隙值和许多因素有关，其主要受材料的力学性能、材料厚度因素的影响。

7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。

8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。

9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。

10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、选择题（10*2=20分）

1.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上往下排除，所需要的力称为    A     。

A 、推料力 B 、卸料力 C 、顶件力 D、冲压力

2. 在冲压过程中，需要最小变形力区是个相对的弱区，材料变形时，首先变形区为D。

A.已变形区    B．强区    C．传力区    D．弱区 

3.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 

4.弯曲件在变形区内出现断面为扇形的是 _B__  。

A 、宽板 B 、窄板 C 、薄板 

5．为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用 __C__ 处理。

A 、淬火 B 、回火 C 、退火  D、正火

6.拉深前的扇形单元，拉深后变为  ____B___ 。

A 、圆形单元 B 、矩形单元 C 、环形单元  

7.无 凸缘筒形件拉深时，若冲件h/d __C__ 极限h/d，则可一次拉出。

A 、 大于 B、等于 C、小于  

8. 由于覆盖件尺寸大、形状比较复杂，拉深往往采用     B   。

 A. 多次       B. 一次       C. 拉深弯曲复合    D. 拉深冲孔复合 

9.在用级进模冲压时，第一工位的初定位采用 _B___  。

A. 固定档料销   B. 始用挡料钉  C. 导料钉    D.导料板 

10.冲压工艺过程卡是用于指导  __C__ 工艺过程的依据。

A. 冲压工艺制定   B. 冲模电加工     C. 冲压生产    D.冲压模具制造

三、判断题（10*2=20分）

1、材料的塑性是物质一种不变的性质。

（×）

2、落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。

（×）

3、分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。

（√）

4、冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。

（×）

5、冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。

（×）

6、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。

（×）

7、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。

（×）

8、拉深过程中，坯料各区的应力与应变是很均匀的。

（×）

9、在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

（√）

10、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。

（×）

四、分析题（4*5=20分）

1什么是冲裁间隙？

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。

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。

2.确定冲压工序的性质、数目与顺序的原则是什么?

答：

冲压工序的性质主要取决于冲压件的结构形状、尺寸精度，同时需要考虑工件的变形性质和具体的生产条件。

在一般的情况下，可以从工件图上直观的确定冲压工序的性质。

但在某些情况下，需要对工件图进行计算、分析、比较后才能确定其工序性质。

冲压工序的数量主要根据工件形状的复杂程度、尺寸精度要求和材料性质确定。

在具体情况下，还应该考虑生产批量、实际制造模具的能力、冲压设备的条件以及工艺稳定性等多种因素的影响。

冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度的要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。

3.请分析影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？

答：

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σs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。

4弯曲变形的过程是怎样的？

答：

虽然各种弯曲件的形状及其使用的弯曲方式有所不同，但从其变形的过程和特点来看却有共同的规律。

其中的板料压弯工艺是弯曲变形中运用最多的一种，板料从平面弯曲成具有一定角度和形状，其变形过程是围绕着弯曲圆角区域展开的，所以弯曲件的圆角部分是弯曲变形的主要变形区。

五、识图题（2*10=20分）

1、看图说明：

（1）下图中2、3、5、7、8、10零件的名称（6分）

（2）该模具的卸料、推件装置的工作原理（4分）

（1）2、上模座3、凸模固定板5、压边圈7、凹模8、下模座10、拉深凸模

（2）原理：

将板料放入定位板，上模下行，压边圈将板料压住，弹簧收缩，凸模开始拉深，拉深完成后模具上行，由卸料板防止零件卡在凸模上，拉深件从下模的漏料孔漏出。

2

（1）说出该模具为单工序模还是级进模或者是复合模。

（3分）

（2）指出图中1、2、3、5、7、13、15零件的名称。

（7分）

（1）倒装式复合模。

（2）1、凸模2、凹模、3上模固定板5、上模板7、推杆13卸料板、15、下模固定板

湖北汽车工业学院冲压工艺及模具设计课程考试卷

（总分100分；时间120分钟）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压,使其分离或变形

而得到所需要冲件的工艺装备。

2、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。

3、冲孔时，应以凹模为基准配制凸模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

4、按工序组合程度分，冲裁模可分为单工序模；级进模；复合模等几种。

5、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。

6、板料塑性弯曲的变形特点是：

1、中性层内移；2、变形区板料的厚度变薄；3、变形区板料长度增加；4、对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变

7、拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。

坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。

二、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每题2分，共20分）

1、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

2、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

3、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

4、弯曲件的最小相对弯曲半径是限制弯曲件产生____C____。

A、变形B、回弹C、裂纹

5、相对弯曲半径r/t大，则表示该变形区中_____B___。

A、回弹减小B、弹性区域大C、塑性区域大

6、拉深过程中，坯料的凸缘部分为___B_______。

A、传力区B、变形区C、非变形区

7、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、≥（0.09～0017）（1一m）

8、弯曲件形状为_____A___，则回弹量最小。

A、π形B、V形C、U形

9、拉深时出现的危险截面是指_____B_____的断面。

A、位于凹模圆角部位B、位于凸模圆角部位C、凸缘部位

10、用于高速压力机的冲压材料是_____C______。

A、板料B、条料C、卷料

三、判断题（请注意：

对的画√，错的画×；每小题2分，共20分）

1、落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。

（×）

2、把两个以上的单工序组合成一道工序，构成复合、级进、复合-级进模的组合工序。

（×）

3、冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。

（×）

4、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。

（×）

5、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。

（×）

6、压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。

（√）

7、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，所以坯料变形区内变形的分布是很均匀的。

（×）

8、压缩类外缘翻边特点是:

变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易起皱，其变形程度用来表示。

（√）

9、拉深过程中，坯料各区的应力与应变是很均匀的。

（×）

10、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。

（√）

四、简答题（每题4分，共20分）

1、降低冲裁力的措施有哪些？

答：

（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。

（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分）

2、什么是胀形工艺？

有何特点？

答：

胀形是利用压力将直径较小的筒形件在直径方向上向外扩张使其直径变大的一种冲压加工方法。

胀形的特点是：

（1）胀形时，板料的塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。

（2）胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般都是要变薄。

因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。

（3）胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。

材料塑性越好，延伸率越大，则胀形的极限变形程度越大。

（4）胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般情况下，变形区的工件不会产生失稳或起皱现象。

胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。

（4分）

3、弯曲变形有何特点？

答：

（1）弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分：

弯曲变形后板料两端平直部分的网格没有发生变化，而圆角部分的网格由原来的方形变成了扇形网格，这就说明弯曲变形集中在圆角部分。

（2）弯曲变形区存在一个变形中性层：

弯曲变形时变形区的纤维由内、外表面至板料中部，其缩短与伸长的程度逐渐变小。

由于材料的连续性，在两个伸长与缩短的变形区域之间，必定有一层金属纤维层的长度在弯曲前后保持不变，这一金属层就称为应变中性层。

（3）形区材料厚度变薄的现象：

板料弯曲时，如果弯曲变形程度较大，变形区外侧材料受拉而伸长，使得厚度方向的材料流动过来进行补充，从而使厚度减薄，而内侧材料受压，使厚度方向的材料增厚。

由于应变中性层的内移，外层的减薄量大于内层区域的增厚量，因此使弯曲变形区的材料厚度变薄。

变形程度愈大，变薄现象愈明显。

（4）变形区横断面的变形：

对于相对宽度b/t（b为板料的宽度，t为板料的厚度）较窄的坯料（b/t≤3的窄板），在弯曲变形过程中，板料宽度方向的形状及尺寸也会发生变化：

在应变中性层以内的压缩区横截面的宽度和高度都增加，而在应变中性层以外的拉伸区横截面的宽度和高度都减小，使整个横截面变成扇形。

对宽度较大的板料（b/t＞3的宽板），在弯曲时横向变形受到大量材料的阻碍，宽度方向的尺寸及形状基本保持不变。

（4分）

4、试述产生起皱的原因是什么？

答：

拉深过程中，在坯料凸缘内受到切向压应力的作用，常会失去稳定性而产生起皱现象。

在拉深工序，起皱是造成废品的重要原因之一。

因此，防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。

（4分）

5、怎样确定工序件的形状和尺寸?

答：

（1）对某些工序的半成品尺寸，应根据该道工序的极限变形参数计算求得

（2）确定工序件的尺寸时，应保证已成形的部分在以后各道工序中不再产生任何变动，而待成形部分必须留有恰当的材料余量，以保证以后各道工序中形成工件相应部分的需要（3）工序件的形状，应具有较强的抗失稳能力（4）确定工序件的过渡形状与尺寸时，应考虑其对工件性质的影响。

（4分）

五、识图题（每题10分，共20分）

请写出图中序号对应的零件名称。

第一小题：

1、打杆2、旋入式模柄（模柄）

3、推板4、推杆

5、卸料螺钉6、凸凹模

7、卸料板8、落料凹模9、顶件块10、顶杆

11、冲孔凸模

第二小题：

1、弹簧2、卸料螺钉

3、凸模4、凸模气孔

5、压边圈6、限位螺钉

7、定位板8、凹模

考试答案

一.填空题（20分）

1.冷冲压工序分为分离工序、塑性变形工序两大类

2.降低冲裁力的主要措施有阶梯凸模冲裁、斜刃冲裁、加热冲裁（红冲）等。

3.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。

4.凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin的条件。

5.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。

6.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。

7.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。

8.所谓冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性

10.弯曲变形程度用相对弯曲半径（r/t）表示

二、判断题（正确的打√，错误的打×,共20分）

1.冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。

（×）

2.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。

（∨）

3.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。

（×）

4.弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。

（∨　）

5.拉深凸、凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、模具寿命都有影响。

间隙小，拉深力大，零件表面质量差，模具磨损大，所以拉深凸、凹模的间隙越大越好。

（×）

7.当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。

（×）

8.需要多次拉深的零件，在保证必要的表面质量的前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。

（√）

9.翻孔凸模和凹模的圆角半径尽量取大些，以利于翻孔变形。

（×）

10.压缩类外缘翻边特点是:

变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易起皱，其变形程度用来表示。

（√）

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、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

3、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

4、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

5、为了保证条料定位精度，使用侧刃定距的级进模可采用______B____。

A、长方形侧刃B、成型侧刃C、尖角侧刃

6、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/h6B、H7/r6C、H7/m6

7、材料的塑性好，则反映了弯曲该冲件允许___B_____。

A、回弹量大B、变形程度大C、相对弯曲半径大

8、r/t较大时，弯曲模的凸模圆角半径___C_____制件圆角半径。

A、＞B、＝C、＜

9、需多次拉深的工件，在两次拉深间，许多情况下都不必进行____B______。

从降低成本、提高生产率的角度出发，应尽量减少这个辅助工序。

A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平

10、拉深后坯料的径向尺寸_____A_____，切向尺寸____A______。

A、增大减小B、增大增大C、减小增大D、减小减小

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.影响最小相对弯曲半径的因素有哪些？

1）材料的机械性能与热处理状态2）弯曲件的弯曲中心角α3）弯曲线的方向

4）板料表面与侧面的质量影响5）弯曲件的相对宽度

3.影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？

1）材料的机械性能2）相对弯曲半径r/t3）弯曲中心角α

4）模具间隙5）弯曲件的形状6）弯曲力

4.降低冲裁力的措施有哪些？

   答：

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。

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。

5.冲压工艺过程制定的一般步骤有哪些?

冲压工艺过程制定的一般步骤如下：

（1）、分析冲压件的工艺性；

（2）、确定冲压件的成形工艺方案；（3）、确定冲压模具的结构形式；（4）、选择冲压设备；（5）、编写冲压工艺文件

六、说明下例模具属何种类型？

并指出图中各序号零件的名称。

（10分）

答:

该模具属倒装式复合模。

各零件名称如下：

1——凸凹模2——挡料销3——凹模板4——定位销5——推件块6、7——冲孔凸模

8——打料杆9——推板10——连接推杆11——卸料板

七、说明下例模具属何种类型？

并指出图中各序号零件的名称。

（10分）

答：

该模具为单工序冲孔模。

各零件名称如下：

1——模柄2——上模座（正模板）3——凸模固定板4——橡皮5——凸模

6——定位销7——凹模固定板