冲压工艺作业参考答案

作业参考答案

一、

1、什么是冲压加工冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点

答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。

冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。

冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。

2、冷冲压有哪些基本工序，各是什么

答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。

3、什么是金属塑性变形常见塑性指标有哪些影响金属的塑性与变形抗力的主要因素有哪些并作简要分析。

答：金属塑性变形就是指金属材料在外力的作用下产生不可恢复的永久变形（形状和尺寸产生永久改变）。

影响金属的塑性和变形抗力的主要因素有：（1）、化学成分和组织——化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素；组织：单向组织、多项组织，不同的组织，金属的塑性和变形抗力会有很大差异。（2）、变形温度——温度升高，原子热运动加剧，热振动加剧（热塑性），晶界强度下降。（3）、变形速度——速度大，塑性变形来不及扩展，没有足够的时间回复、再结晶，塑性降低变形抗力增加。但速度大时热效应显着，变形体有温度效应对塑性增加有利。

二、

1、什么是加工硬化现象它对冲压工艺有何影响

答：随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑形、韧性有所下降。其可制止局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区、使变形区均匀化和增大极限变形程度的作用。

2、冲裁变形过程分为哪几个阶段裂纹在哪个阶段产生首先在什么位置产生

答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。裂纹出现在断裂分离阶段。材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。

3、冲裁件质量包括哪些方面其断面具有什么特征这些特征是如何产生的影响冲裁件断面质量的因素有哪些

答：冲裁件质量包括断面状况、尺寸精度和形状误差。其断面有4个特装区，即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺。圆角带主要是当凸模下降，刃口刚压入板料时，刃口附近材料被带进模具间隙的结果；光亮带是由于金属材料产生塑性剪切变形时，材料在和模具侧面接触中被模具侧面挤光而形成的光亮垂直面；断裂带是有刃口处微裂纹在拉应力作用下，不断扩展而形成的撕裂面；毛刺是在塑性变形阶段后期，刃口正面材料被压缩，裂纹起点不在刃尖处，在模具侧面离刃口不远处发生，在拉应力作用下，裂纹加长材料撕裂而产生。影响断面质量因素有（1）、材料力学性能（2）、模具间隙（3）、模具刃口状态（4）、模具结构以及刃口的摩擦条件等。

三、

1、冲裁模刃口尺寸计算原则是什么

答：书本P61

2、冲裁凸、凹模刃口尺寸计算方法有哪几种各有什么特点分别适用于什么场合

答：冲裁凸、凹模刃口尺寸计算方法有（1）、凸模与凹模分开加工——凸模和凹模分别按图样加工至尺寸，不仅凸、凹模分别标准公差，而且要求有较高制造精度以满足δp+δd<=Z max-Z min，此方法适用于圆形或形状简单的工件。（2）、凸模和凹模配合加工——此方法是先加工好凸模（或凹模）作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配作凹模（或凸模），使它们保持一定间隙，只需在基准件上标注尺寸及公差，另外一件只标注标称尺寸，并注明“xxx尺寸按凸模（凹模）配作，保证双面间隙xx”。适用于冲制形状复杂或薄板制件的模具。

3、什么是搭边其作用有哪些影响搭边值的因素有哪些

答：排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。其主要作用是可补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。影响搭边的因素有（1）、材料的力学性能，塑性好，搭边值取大些；（2）、材料厚度，材料越厚，搭边值也越大；（3）、工件的形状和尺寸，工件越复杂，圆角半径越小，搭边值越大；（4）、排样方式；（5）、送料和挡料方式，手工送料，有侧压导向的搭边值可取小些。

四、

1、简述弯曲变形的特点。

答：弯曲变形的特点主要有四个方面：（1）、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区，变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变；（2）、弯曲变形区的应变中性层，此处金属纤维的长度没有改变；、（3）、变形区材料厚度有变薄现

象，变形程度愈大，变薄现象越严重；（4）、变形区横断面的变形，对于宽板（B/t>3），横断面几乎不变，对于窄板（B/t<3），断面变成了内宽外窄的扇形。

2、简述弯曲件的结构工艺性

答：对于弯曲件的工艺性分析应遵循弯曲过程变形规律，通常考虑一下几个方面：（1）、弯曲半径，不宜过大和过小。过大受回弹的影响，难以保证弯曲件的精度；过小会产生拉裂。（2）、直边高度保证弯曲件直边高度H不应小于2t，否则需先压槽或加高直边（弯曲后再切除）。（3）、空边距离，如果弯曲毛坯上有预先冲制的孔，为使孔不变形，须使孔置于变形区外。（4）、形状与尺寸的对称性，弯曲件的形状和尺寸应尽可能对称、高度不应相差太大。（5）、部分边缘弯曲时，为防止在交接处应力集中而产生撕裂，可预先冲裁卸荷孔或切槽，也可将弯曲线移动一段距离，以离开尺寸突变处。

五、

1、计算如图所示弯曲制件的模具工作部分尺寸。

解：（略）

2、弯曲过程中坯料可能产生回弹的原因有哪些如何解决回弹

答：产生回弹的主要原因有：（1）、材料力学性能，材料的屈服强度大，弹性模量E越小，加工硬化越严重，则弯曲的回弹量也越大；（2）、相对弯曲半径r/t，当其较小时，回弹量小；（3）、弯曲角α，其越大，角度回弹越大；（4）、弯曲方式和模具结构；（5）、摩擦，尤其是当一次弯曲多个部位时，对回弹的影响较为显着。

减少弯曲回弹的措施：（1）、合理设计产品，在满足使用条件下，应选用屈服强度小，弹性模量大，硬化指数小，力学性能稳定的材料；（2）、改变应力状态，因引起回弹是由于弯曲变形区外层受拉而内层受压的应力状态所致。本质上讲，使得内外切向应变符号一致，就可减少回弹，具体有校正法、纵向加压法、拉弯法等；（3）利用回弹规律，预先对模具工作部分做相应的形状和尺寸修正，使出模后的弯曲件获得要求的形状和尺寸。这种方式应用广泛。具体有补偿法、软模法等。

六、

1、什么叫拉深拉深如何进行分类

答：利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压加工方法叫拉深。

按变形力学特点可分为圆筒件（无凸缘圆筒形零件、有凸缘圆筒件、阶梯形圆筒件）、曲面形状零件（球形、抛物线形、锥形）、盒形零件等。

2、圆筒形件拉深各变形区域的应力、应变状态怎样

答：可将拉深毛坯分为5个区域进行分析，（1）、平面凸缘区，是主要的变形区，该区域受径向拉应力和切向压应力的作用，切向压缩，径向伸长变形，厚度方向受压应力。处于二压一拉三向的应力状态。当切向压应力过大，凸缘最外缘会失稳拱起即起皱；（2）凸缘圆角部分，材料变形复杂，径向受拉应力和切向受压应力，厚度方向受压应力，此区域变形状态也是三向；（3）、筒壁部分，拉深过程中直径受凸缘阻碍不在变化，即切向应变为0，间隙适当的话，厚度方向不受力，产生径向拉应力，此区域变形为平面状态，径向为伸长应变，厚度方向为压缩应变；（4）底部圆角部分，材料承受筒壁较大的径向拉应力、凸模圆角部分的压力和弯曲作用的厚度方向压应力和切向拉应力。此区域与筒壁相切的部位是拉深过程中的“危险截面”；（5）、圆筒底部，该处材料在拉深开始就被拉进凹模内，并保持平面状态，基本上不变形，但由于底部圆角部分的拉应力，使得材料承受双向拉应力，厚度略有变薄。

3、圆筒形拉深件起皱的原因是什么影响起皱的因素有哪些控制起皱的措施有哪些

答：圆筒形拉深件起皱主要是由于凸缘的切向压应力δ3超过了板材临界压应力所引起的。最大切向压应力δ3max产生在凸缘外缘处，起皱首先在此处开始。也与凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力有关，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化指数越小，抵抗失稳能力越差，越容易起皱。控制起皱主要是采用便于调节压边力的压边圈和拉深肋或拉深栏，把凸缘紧压在凹模表面上。

七、

1、拉深系数和极限拉深系数是什么影响极限拉深系数的因数是什么

答：拉深系数就是每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯（或半成品）的直径之比。拉深系数减少有有一个客观的极限，而这个极限就称为极限拉深系数。影响极限拉深系数的因数主要有：（1）、材料的内部组织和力学性能，（2）、毛坯的相对厚度t/D，（3）、拉深模的凸模圆角半径和凹模圆角半径的大小，（4）、润滑条件及模具情况，（5）拉深方式，（6）、拉深的速度等。

2、拉深件工艺性包括哪几个方面

答：拉深件工艺性主要用包括以下几个方面：（1）、拉深件结构形状的要求——在设计拉深件时，产品图上的尺寸，应明确标注清楚必须保证的是外形尺寸还是内形尺寸，不能同时标注内、外形尺寸。（2）、拉深件圆角半径的要求——表现在凸缘圆角半径、底部圆角半径、盒形件壁间圆角半径。（3）、拉深件的材料—拉深件应具有良好的拉深性能，表现在硬化指数要大、屈强比δs/δb要小、塑性应变比r要大。

3、拉深工序安排的一般规则是什么

答：书本上p169-p170

八、

1、胀形的变形特点怎样为什么采用胀形工序加工的零件表面质量好

答：胀形的变形特点是：（1）、胀形是，材料的塑性变形局限于变形区范围内，

变形区外的材料不向变形区转移；（2）、由于胀形是坯料处于双向受拉的应力状态，厚度方向处于收缩的应变状态。整个变形属于拉深变形；（3）、成形面积的扩大主要是靠毛坯厚度变薄获得，胀形是毛坯的厚度变薄是必然的；（4）、变形区的材料不会产生失稳起皱现象，因此成形后的零件表面光滑，质量好，不易发生形状回弹。

2、什么叫极限翻边系数，影响极限翻边系数的主要因素有哪些

答：当翻边系数减少到使孔的边缘濒于拉裂时，这种极限状态下的翻边系数成为极限翻边系数。影响极限翻边系数的因素主要有：（1）材料的伸长率和硬化指数n大，极限翻边系数K l 小，成形极限大；（2）孔缘如无毛刺和无冷作硬化时，K l 较小，成形极限较大；（3）用球形、锥形和抛物线形凸模翻边时，变形条件比平底凸模优越，K l较小。（4）板材相对厚度越大，K l较小，成形极限越大。

3、翻边常见的废品是什么如何防止

答：翻边常见的废品是：对于内曲翻边，竖边边缘发生破裂；对于外曲翻边，是发生起皱。对于内曲翻边来说，为了竖边边缘不破裂，将竖边边缘不破裂时的极限变形程度E sl作为内曲翻边的成形极限。对于外曲翻边，为了避免起皱可采用压边装置。

九、

1、确定冲压件的工艺方案

答：（1）、工序性质——列出冲压件所需的全部单工序；

（2）、工序数量——通过一般的计算或根据冲压件的结构和精度（工艺性），冲压件的批量等确定；

（3）工序顺序——冲压顺序的初步安排（一般原则）：

（a）对于有孔或缺口的冲裁件，先落料，连续模，后落料；

（b）对于有孔的弯曲件，一般来说尽力落料—冲孔—弯曲；

（c）对于有孔的拉深件，一般落料—拉深——冲孔；

（d）多角弯曲，先弯外角，后弯内角；

（e）对于形状复杂的拉深件，先成形内部形状、后成形外部形状；

（f）附加的整形工序、校平工序，应安排在基本成形之后；

（4）工序的组合——可以选用复合模或连续模。

综合工序安排原则：前面工序为后面工序定位准备，后面工序不破坏前面工序已成形的形状。