沖裁工藝與沖裁模設(shè)計習題答案

1、沖裁工藝與沖裁模設(shè)計習題答案1、填空題（1）沿一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序；落料、沖孔、切口、切邊、 剖切（2）彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分離階段（3）圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺區(qū)（4）產(chǎn)生彎曲和伸長變形、斷裂帶相接、凸模與凹模的剪切應(yīng)利、斷裂（ 5）斷裂帶、光亮帶 、減小、增大（ 6） 塑性好的材料、合適的凸凹模刃口間隙、（7）減小沖裁件的間隙（ 8）間隙、壽命、沖裁力、工件質(zhì)量（9）沖裁力、卸料力、頂件力（ 10）小、長、?。?1）刃口成圓角（12）減小、增大、又高又厚（13）斷面狀況、尺寸（14）模具本身的制造誤差、凸?；虬寄?、沖模的制造精度、性質(zhì)、形狀誤差、 沖裁間隙、

2、沖裁間隙（15）沖裁件小于凹模尺寸、大于凸模尺寸（16）大于凹模尺寸、小于凸模尺寸（17）較小、較小、較高、相反（ 18）縮短、延長（19）磨鈍、凹模、沖裁件上下端、更換凸凹模（20）凸凹模刃口橫向尺寸的差值（21）最?。?2）越大、越?。?3）斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命（24）凹模、凸模（25）自身互換性、模具成批制造、制造誤差、成本高26）尺寸和公差、最小合理間隙27）凹模、凸模、凸模、凹模28）IT11、IT10、IT929）布置方法30）提高材料利用率、降低成本、保證沖件質(zhì)量、壽命31）結(jié)構(gòu)廢料、工藝廢料32）沖壓方式、排樣方式33）搭邊、利用率34）工藝廢料、補償定位誤差、 保證條

3、料具有一定的剛度、 過大或過小、拉長、（35）凹模中、凸模上（36）卸料力、推件力、頂件力（37）沖裁力、卸料力、推件力、沖裁力、推件力、沖裁力和頂件力（38）斜刃口（39）凹模、凸模（ 40）簡單模、復合模、級進模（ 41）完成一個、多道、同一部位、數(shù)道分離工序的模具（42）工作零件、定位零件、卸料與出件零件、導向零件、模架（43）側(cè)刃、側(cè)壓板（44）簡單、難、低、短、要求不高（45）既為落料凸模又為沖孔凹模（46）小、大批量（47）高、簡單、凹模內(nèi)、大、大、堆積廢料和沖裁件、變大、形狀簡單和精度 要求不高、（48）寬度、步距（ 49）定位銷和定位板（50）送料、導向、擋料銷、側(cè)刃2、判斷題

4、V X （3）X V（5）X （6）X V X V 2（11）2（12）X （13）X （14）X（15）2 （16）X （17）2 （18） X3、選擇題（1）A（2）C（3）A（4）A（5）B（6）C（7）B（8）C（9）B（10）C（11）B（12）C（13）A（14）C（15）C（16）A（17）C（18）A（19）B（20）C （21）CD（22）A（23）B（24）CB（25）B（26）C（27）ACDB4、問答題（1）答：處于金屬上部的凸模施壓使金屬變形并進入凹模入口，當繼續(xù)加載超 出材料的彈性極限時，金屬的一部分將被壓入凹模入口，在材料的下表面形成 壓痕，上表面也相應(yīng)的發(fā)生變形

5、，當載荷繼續(xù)增加時，凸模將把金屬壓入到某 一深度，直到壓入凹模的深度等于金屬的厚度。這個壓入過程發(fā)生在剪切引起 的斷裂開始和金屬端面減小之前，在上下刃處縮小的斷面上均出現(xiàn)裂紋，對于 被剪切的材料，若間隙適當，裂紋并相向擴散并最終相遇，從而引起材料的完 全分離。（2）答：切斷面組成：塌角、光面、毛面和毛刺。影響因素：材料性能、模具 間隙的大小和刃口狀態(tài)。（3）答：沖裁模凸模與凹模刃口部分橫向尺寸之差稱為沖裁間隙。 間隙合適時材料沖裁過程中產(chǎn)生的上下裂紋重合，零件切斷面質(zhì)量 高、尺寸精度好，平直度高。 主要原則：落料模先計算凹模尺寸，沖孔模先計算凸模尺寸； 落料模凹模的基本尺寸應(yīng)接近零件的最小尺寸

6、，沖孔模凸模的基本尺 寸應(yīng)接近零件的最大尺寸；沖裁間隙取最小合理間隙；（ 4）答：對模具壽命的影響：間隙越小，模具壽命約低；對沖裁力的影響：間 隙約小，沖裁力約大。（5）答：在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以光面的尺寸為基準。落料件的 光面是因凹模刃口，其尺寸大小等于凹模刃口尺寸，而孔的光面是凸模刃 口擠切材料產(chǎn)生的，其尺寸大小等于凸模刃口尺寸。（6）答：由于落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔件孔的尺寸由凸模尺寸決定，故 設(shè)計落料模時，先確定凹模刃口尺寸，再以凹模為基準，間隙取在凸模上，即 凸模尺寸以凹模尺寸減去沖裁初始間隙來確定；設(shè)計沖孔模時，先確定凸模刃 口尺寸，再以凸模為基準，間隙取在凹模上

7、，即凹模尺寸以凸模尺寸減去沖裁 初始間隙來確定?？紤]到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料模時，凹?；?尺寸應(yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應(yīng)取 工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件 的公差要求。一般來說，模具制造精度比制作精度高。對于形狀簡單的圓形、 方形刃口，其精度可按IT6IT7級制造，對于形狀復雜的刃口，其精度可按制 件對應(yīng)公差值的1/4取值；若制件沒有標注公差，可按IT14處理，沖模則按IT11 級制造。（7）答：沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的力，它是隨凸模進入材料的深 度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。在沖裁結(jié)束

8、時，由于材料的彈性回復及翹曲變形，以及摩擦的存在，將使 落料部分的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為了 使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將緊箍在凸模上的材料的材料卸下，將卡在凹 模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需的力稱為卸料力，將梗塞在凹 模內(nèi)的料順著沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌?模內(nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。沖裁時，壓力機的公稱壓力必須等于大于沖壓力， 沖壓力為沖裁力與沖裁力同時 發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。（8）答：模具的壓力中心也就是模具合力的作用點。為了保證壓力機和模具的 正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與滑快的中心線重合。否則，沖壓時滑塊 就

9、會承受偏心載荷，導致滑快導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使 合理的間隙得不到保證，降低制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具 對于對稱形狀的制件，其壓力中心位于制件輪廓圖形的幾何中心上。沖裁直線段，其壓力中心位于直線段的中心。沖裁圓弧線段時，其壓力中心為 廠Rb對于復雜形狀制件或多凸模沖裁的壓力中心，可利用力矩原理 用計算法求得，即各分力對某力矩之和等于其合力對該坐標軸的力矩。（9）答：沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度是否符合沖裁 的工藝要求，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率的影響。（10）答：制件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣有廢料排樣：零件精度高，模具壽命長，材料利用

10、率低； 少廢料排樣：零件精度較高，模具壽命略低，材料利用率較高； 無廢料排樣：零件精度低，模具壽命低，材料利用率最高。（11）答：排樣中間兩個相鄰零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余量稱為搭 邊。塔邊的作用是補償定位誤差，確保沖出合格的制件保證條料具有一定的 剛度，便于條料送進，從而提高勞動生產(chǎn)率。搭邊值的大小通常與材料的力學性能、沖裁件的形狀和尺寸、材料厚度以及 送料、擋料和卸料方式等有關(guān)。一般來說，硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的 搭邊值要小一些； 制件形狀大而復雜、 圓角半徑較大時半徑較小時， 搭邊值取大 些；材料越厚，搭邊值應(yīng)大一些；用手工送料，有側(cè)壓裝置時，搭邊值可以小一 些；用側(cè)刃

11、定距比用擋料銷定距的搭邊小一些； 彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一 些。（12）答：精密沖裁的機理主要是改變沖裁條件， 以增大變形區(qū)的靜水壓力， 使板料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)， 抑制材料裂紋的產(chǎn)生， 使塑性剪切變形延續(xù)到剪切 的全過程，在材料不出現(xiàn)剪切裂紋的沖裁條件下實現(xiàn)材料的分離。普通沖裁獲得的沖裁件，由于尺寸誤差大，斷面質(zhì)量較差，只能滿足一般產(chǎn) 品的使用要求。 如果采用精密沖裁， 可以直接從板料上獲得精密零件， 并且生產(chǎn) 率高，可以滿足精密零件批量生產(chǎn)的要求。（13）答：（14）答：單工序沖裁模 單工序沖裁模在壓力機的一次行程中只能完成一 個沖裁工序。它結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、成本低廉、但生產(chǎn)率和沖裁

12、精度都較低。 極進沖裁模 在條料送進方向有多個工位， 在壓力機的一次行程中， 在不同 的工位上完成多個沖裁工序。 生產(chǎn)率和精度比單工序沖裁高且生產(chǎn)率較高。 并且 便于操作，易于實現(xiàn)自動化。但是結(jié)構(gòu)尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般 適用大批量小型沖壓件。 復合沖裁模是多工序模，在壓力機的一次行程中，可使板料在模具同一工 位上完成兩個或兩個以上的沖裁工序。 復合沖裁模的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊， 生產(chǎn)率較 高，并且沖裁件精度高， 特別是沖裁件內(nèi)外輪廓的位置精度高。 但缺點是結(jié)構(gòu)復 雜，制造精度要求高， 加工和裝配都較困難， 生產(chǎn)成本高。主要用于生產(chǎn)批量大、 精度要求高的沖裁件。 復合沖裁模的結(jié)構(gòu)特征是有

13、一個既為落料凸模又同時作沖 孔凹模的凸凹模零件。（15）答：1）用導正銷定距的極進模。送料時用固定擋料銷進行粗定位，由 裝在落料凸模上的導正銷進行精定位。 2）采用側(cè)刃定距的連續(xù)模。（16）答：1）沖裁模主要由工作零件、定位零件、卸料裝置與出件裝置、模 架、連接與固定零件幾部分組成。2）工作零件是指凸模、凹模、凸凹模，是成形零件的部分；定位零件是用來 保證條料的正確送進和在模具中的正確位置； 卸料裝置的作用是將箍在凸模上的 廢料卸掉與出件裝置的作用是將卡在凹模中的件推出來；模架是整幅模具的骨 架，它是連接沖模主要零件的載體； 連接與緊固零件是將模具與壓力機連接的零 部件。（17）答：凸模的種類

14、很多，按凸模的工作斷面分有圓形、方形、矩形、異 形；按結(jié)構(gòu)分有整體式和鑲拼式。 凸模的基本固定方式是臺肩固定和鉚接固定兩 種。凹模按結(jié)構(gòu)分有整體式和鑲拼式； 按刃口分有直通型和錐形兩種。 凹模用螺 釘和銷釘固定，直接壓入固定板兩種方法。（18）答：沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位 置?？刂扑土喜骄嗟姆Q為定距、 控制寬度方向的定位稱為導料。 擋料常用的擋料 銷、導正銷、側(cè)刃，導料常用的有導料銷、導料板、側(cè)壓板。（19）答： 1）常用的卸料方式有彈壓卸料裝置和固定卸料裝置、廢料切刀。2）固定卸料裝置裝于下模的凹模上，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大，使用安全 可靠，一般僅起卸料作用，用于

15、厚料、硬料，工件精度要求不高的沖件，多用在 連續(xù)模中。 彈壓卸料裝置既可裝于上模又可裝于下模， 具有卸料和壓料的雙重作 用，一般卸料力由彈性元件提供， 一般卸料力較小， 主要用于薄料和平面度要求 高的沖件。廢料切刀多用于大型落料件或帶凸緣拉深件切邊時的卸料工作。（20）答：根據(jù)模架的導向機構(gòu)和摩擦性質(zhì)的不同模架分為滑動模架和滾動 模架兩大類。 沖模的滑動導向模架有對角導柱模架、 后側(cè)導柱模架、 后側(cè)導柱窄 形模架、中間導柱模架、中間導柱圓形模架、四導柱模架；沖模滾動導向模架有 對角導柱模架、中間導柱模架、四導柱模架、后側(cè)導柱模架。特點：滑動導向模架的導柱導套結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便，應(yīng)用最廣泛；

16、滾 動導向模架在導套內(nèi)鑲有成行的滾珠，導柱通過滾珠與導套實現(xiàn)有微量過盈的無 間隙配合，滾動模架導向精度高，使用壽命長，運動平穩(wěn)。5、計算題(1)解：由圖可知該零件屬于一般的沖孔落料件，尺寸叮-18o0.07和40_0.08由沖孔得到，而64 00.3和8800.87落料得到。查表得Zmin=0.175 Zmax=0.225Zmax-Zmin=0.225-0.175=0.05查公差表得64,3和8800.87為IT14級，取x=0.5,18.07為IT12級，取x=0.75，按照模具的制造精度高于沖裁精度 3-4個等級的原則，設(shè)凸凹模按IT8級制造，沖 618嚴7 的孔 6 p=.=0.02 落

17、料 64；, 6 卩=0.02 5 0.03，88爲、p = 0.025、d = 0.035沖孔：d p =(dmin x：) =(18 0.75 0.07)寫2 =18.53；02dd=(dmin X Zmin)0：J(18 0.75 0.07 0.175)2 =18.700.02校核：d . - p 豈 Zmax _ Zmin0.02 0.02 =0.04乞0.05證明所取的d和p是合適的?？仔木啵篖d 二L - ：/8=40一0.08/8 =40 一0.01落料：Dd=(Dmax-x4® =(64-0.57.3)；.03 = 63.85.03''Dp=(Dmax

18、xZmin)k=(64-0i0.3-0.175)0h2 =63.68h2校核：d . : p 豈 Zmax _ Zmin0.02 0.03 = 0.05 5.05證明所取的d和p是合適的。.d0.0350.035Dd=(DmaxX ')0= (88 -0.5 0.87)。=87.57。Dp =( Dmax Zm：Up=(8七 0.5 0.87 00.12755)0 _0 0.8275 3 9校核d r p乞Zmax Zmin 0.035+0.0250.05證明所取的d和、：p是不合適的。5 0.6(ZmaZmJ =0.(0.030.0250.006 我們調(diào)整為：d ZmaX Zmm5

19、p = °.4(Z max 之 mJ = 0.處 035 - 0.025> 0.004(2)解：1)圖中工件為落料件，所以應(yīng)按凹模配做凸模。按凹模磨損后尺寸變大、變小、不變?nèi)N情況進行計算。凹模磨損后變大的尺寸有：120870_0 3018872 R60變小的尺寸有：600 不變的尺寸有：65-0.37A "201 = 0.87 jl =丿 4 = 0. 8 7 /=40. 2 2A2 =1882 =0. 7 2、. j1 /厶=0.72/4 =0.18Aj"!Jo'j1 =(120 _0.5 0.87)0.217 =119.570.217Aj2 =

20、(A2x： 2)0' (188-0.5 0.72)0 =187.640.18R60屬于半邊磨損尺寸，因為是圓弧曲線，為了能使其尺寸與Aj1相切，故其 R= A2 =1 1 19.560.218 =59.780.1092 2 0 0磨損后變小的尺寸有 b60丄=0.3=厶丿4 = 0.3/4 = 0.075Bj1 =(B1 X ： 1).=(60 - 0.5 0.3).07 60.1500.075磨損后尺寸不變的有 C廣65 =0.37)廣./8= 0. 3 7/=8 0. 0 466=(6 0.5 ： J-、2 =(65 0.5 0.37)一0.046 = 65.18一0.046凸模刃口尺寸確定根據(jù) Zmin =0.120 Zmax=0.160故凸模刃口尺寸按凹模相應(yīng)部位的實際尺寸配制，保證雙邊最小間隙0.120.2)根據(jù)零件的形狀和厚度，兩工件間按矩形取搭邊值，工件間的搭邊a1 =2.5，側(cè)面的搭邊為a =2.2按第一種方法排樣：S=120+2.2=122