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文檔簡介
1、計算方法:(1、落料:(1、沖孔:(1)孔心距:(Ld)m ,Zmax-Z min =0第一章沖壓基礎知識1、簡要敘述沖壓工藝的特點有哪些?答:(1)、生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高(可達 7080%;(2)、可生產(chǎn)形狀復雜、質(zhì)量穩(wěn)定的工件;(3)、沖壓件互換性好、重量輕、剛度好、外觀好;(4 )、應用面廣,廣泛用于國民經(jīng)濟各個領域。2、什么是體積不變規(guī)律?答:塑性變形前后,變形體體積不變;& i + e 2+ £ 3=0;3、什么是塑性條件?答:在多向應力作用下,只有各應力間符合一定關系時,材料才能進入塑性屈 服狀態(tài),應力之間的這種關系即為塑性條件。ai- a 3三(1
2、1.15 )a s4、何為塑性變形后的彈性恢復?對沖壓成型有什么影響?答:沖壓時,只要發(fā)生塑性變形,都存在彈性變形,存在彈性恢復。彈性恢復后會 改變工件的尺寸,影響沖壓工件的形狀和尺寸精度。5、沖壓變形的變形傾向性指的是什么?以拉深毛坯的受力情況為例說明拉深時 毛坯的變形區(qū)和傳力區(qū)存在的每一種變形趨向。要使拉深成形順利進行應如何 控制這些變形趨向?答:在沖壓變性過程中,材料需要最小變形力的區(qū)域為變形的弱區(qū)。材料在受 力時,弱區(qū)為變形區(qū)。沖壓加工中變形趨向性的結論:在沖壓成型過程中,需 要最小變形力的區(qū)是個相對的弱區(qū),而且弱區(qū)必先變形,因此變形區(qū)應為弱區(qū)。拉深時:毛坯變形區(qū)的變形趨向為切向伸長的
3、拉伸變形或在切向壓應力作用下的失穩(wěn)起皺;傳力區(qū)的變形趨向是變薄或縱向失穩(wěn)。要使拉深成型順利進行,應該通過改變毛坯各部分的相對尺寸、改變模具 工作部分的幾何形狀和尺寸、改變毛坯和模具之間的摩擦阻力、改變毛坯局部 區(qū)域的溫度等來控制這些變形趨勢。6、什么是加工硬化?對材料性能有什么影響?答:隨塑性變形量增加,造成滑移位錯密度增加,金屬硬度、強度上升,塑性 下降。金屬變形抗力加大,材料a不斷變化,逐漸向ab接近。7、什么是應力?它的出現(xiàn)對材料性能有什么影響?答:由于變形的不均勻性,產(chǎn)生宏觀和微觀應力。應力的出現(xiàn)導致脆性上升。&什么是材料性能的各向異性?它的出現(xiàn)對材料性能有什么影響?答:金屬在
4、冷塑性變形過程中,隨變形量增加 ,晶格位向趨于一致(織構現(xiàn)象), 出現(xiàn)各向異性。各向異性致使變形區(qū)邊緣出現(xiàn)不規(guī)則(故大多數(shù)變形工序后需 加切邊工序)。9、什么是伸長類變形?什么是壓縮類變形?板料成形中哪些是伸長類變形?哪 些是壓縮類變形?如何劃分兩類變形。答:伸長類變形:當作用于毛坯變形區(qū)的拉應力的絕對值最大時,在這個方向 上的變形一定是伸長變形,這種沖壓變形為伸長類變形。壓縮類變形:當作用于毛坯變形區(qū)的壓應力的絕對值最大時,在這個方向上的變形一定是壓縮變形,這種沖壓變形為壓縮類變形。伸長類變形:脹形、圓孔翻邊、擴口、拉形等。壓縮類變形:筒形件拉深、縮口等。10、材料的哪些機械性能對伸長類變形
5、有重大影響?哪些對壓縮類變形有重大影響?為什么?答:對伸長類變形有重大影響的機械性能有:材料的塑性指標,如伸長率、斷面收縮率等;對壓縮類變形有重大影響的機械性能有:屈服強度、抗拉強度等。11、當a 1>a2>a3時,利用全量理論和體積不變定律進行分析:當a1是拉應力時,£ 1是否是拉應變?當a1是壓應力時,是否是壓應變?每個主應力方向與所對應的主應變方向是否一定一致?答:(1)是。當a 1是拉應力時,即有a 1>a2>a3>0,毛坯變形區(qū)三向受拉,在 最大拉應力a 1方向上的變形必為伸長變形,即& 1是拉應變;(2) 不是。當a 1是壓應力時,即
6、有 0>a>a2>a3時,毛坯變形區(qū)三向受壓,而在最小壓應力a 1方向上的變形必為伸長變形,即&1是拉應變。(3) 否。拉應力方向不一定是伸長變形, 壓應力方向不一定是壓縮變形, 而是要根據(jù)主應力的差值才能判定。12、什么是名義應力、名義應變?什么是真實應力、真實應變?它們之間有什么差別。答:名義應力:是指在不考慮幾何不連續(xù)性(如孔、槽、帶等、的情況下,在 試樣的有效橫截面上計算得到的應力。名義應變:在名義應力作用下產(chǎn)生的應變。真實應力:一般金屬材料在塑性變形過程中產(chǎn)生硬化,屈服應力不斷變化, 這種變化的實際屈服應力就是真實應力。真實應變:在拉伸試驗時,應變常以試樣的
7、相對伸長S表示,由于S不能 反映試樣大變形過程中的瞬時變形及變形的積累過程,于是引入真實應變的概 念,表示實際的應變由應變增量&逐漸積累而成。13、選擇材料時,除決定其化學成分(牌號、外,還要確定哪些對沖壓工藝有 重大影響的指標?答:還要確定表示板料力學性能的指標,如強度、剛度、塑性等。第二章沖裁工藝1、沖裁變形過程分哪三個階段?答:(1)、彈性變形階段(2 )、塑性變形階段(3)、斷裂階段2、剪切斷面由哪些區(qū)域組成?答:圓角帶:塑性變形階段,刃口進入材料,材料被塑性拉入,斷面出現(xiàn)邊緣 塑性圓角帶(約5%;光亮帶:刃口深入材料,材料產(chǎn)生塑性剪切變形,在凸、凹模側面壓力擠壓下,出現(xiàn)塑性光
8、亮帶(約 1/3 );斷裂帶:裂紋擴展,上、下裂紋會合,板材分離,斷面出現(xiàn)斷裂帶(約60%; 毛刺:由于上、下裂紋不一定正對,斷裂后往往被拉出毛刺。答:沖裁加工中,凸、凹模間隙及其分布的均勻程度是決定沖裁斷面質(zhì)量好壞 的主要因素。間隙沖裁間隙過大或過小都將導致上、下兩裂紋不能相接重合于 一線。間隙過小時,凸模刃口附近的裂紋比正常間隙時向外錯開些,產(chǎn)生了由 上、下裂紋包圍的部分。當凸模繼續(xù)下壓時,上、下裂紋中間的部分將被第二 次剪切,在斷面的中部形成撕裂面,并在斷面上形成第二個光亮帶,以及在端 面出現(xiàn)擠長的毛刺。間隙過大時,板料所受彎曲與拉伸都增大,材料易被撕裂。 凸模刃口附近的裂紋比正常間隙時
9、向里錯開一些,致使光亮帶減小,圓角帶、 斷裂帶斜度都增大,毛刺粗大難以去除。此外,若間隙過大,沖裁薄料時會將 材料拉入間隙中,形成拉長的毛刺;沖裁厚料時,則形成很寬的圓角帶。4、試分析影響沖裁件質(zhì)量的因素。答:影響沖裁件質(zhì)量的因素主要有凸、凹模間隙的大小及其分布的均勻性,材 料性質(zhì),刃口鋒利程度,模具制造精度和沖裁條件等。5、怎樣降低沖裁力? 答:在允許的圍,增大間隙值可以使材料所受的力矩與拉應力都增大,材料易 產(chǎn)生撕裂分離,因此可以減小沖裁力;加熱沖裁,把材料加熱后沖裁,可以大 大降低其抗剪強度,從而降低沖裁力;斜刃沖裁,將凸?;虬寄H锌谧龀尚比?口,整個刃口不是與沖裁件周邊同時接觸,而是逐
10、步切入,所以可以降低沖裁 力;階梯沖裁,在多凸模的沖模中,將凸模做成不同高度,采用階梯布置,可 使各凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn),從而降低沖裁力。6、刃口尺寸的計算原則有哪些?答:(1、按沖裁工序特點分:落料:工件尺寸取決于凹模尺寸:先確定凹模尺寸-減去間隙為凸模尺 寸。沖孔:工件尺寸取決于凸模尺寸:先確定凸模尺寸-加上間隙為凹模尺 寸。(2) 、按刃口磨損規(guī)律分:凹模刃口尺寸變大:落料凹模刃口尺寸應等于或接近于工件落料最小極 限尺寸。凸模刃口尺寸變?。簺_孔凸模刃口尺寸應等于或接近于工件沖孔最大極限尺寸。無論落料或沖孔,凸、凹模磨損都使間隙加大,故Z應取最小值Zmin.(3、模具刃口制造公差S
11、分:高于工件精度()24級,工件IT814模具IT69 ;或取工件精度的1/31/47、簡述刃口尺寸的計算方法。答:(1 )、凸、凹模分開加工:(條件:形狀簡單;滿足3 凸 +8 凹< Zmax-Zmin )(D a)先計算凹模尺寸:D凹=(D-K廠8凹減去間隙為凸模尺寸:D凸 = ( D-KA - Z min) -8凸 (d+A)先計算凸模尺寸:d 凸 = ( d+KA) - 8凸力口上間隙為凹模尺寸:d 凹 = (d+KA+ Zmin) +SH最小極限尺寸 Lmin+1/2 A±l/2 8 凹 = (Lmin+1/2 A )±1/8 A(2、凸、凹模配合加工:(當
12、:形狀復雜;或8 凸 +8 凹> Zmax-Zmin時,應配 合加工。)(1) 沖孔沖孔模應以凸模為基準件,配制凹模. 凸模磨損后尺寸減小:Ap=(A+ K A ) - 8 凸 凸模磨損后尺寸增大:Bp= ( B-KA) +8凹 凸模磨損后尺寸沒有變化:I工件尺寸為正偏差標注 CA:O=(C+1/2 A) ±/2Tpn工件尺寸為正偏差標注 c a :G=(C-1/2 A) ±/2Tp皿工件尺寸為對稱偏差標注C±/2 A :CP=C ±/2Tp特點:間隙值在配制中保證,不需限制8、如圖所示零件,材料為45鋼,板厚3mm試確定沖裁凸、凹模刃口尺寸,并
13、計算沖裁力。答:由 表2-2可 知,間隙圍 為(12%14% )t,則Zmin=0.36m m , Zmax=0.42m06mm.從表2-6查出尺寸© 8mnt勺K=0.75,尺寸48mm的 K=0.75.查公差配合與測量技術表1-2知:© 8mn孔為IT10級精度,因尺寸較小,查表2-5凸凹模的制造精度都取IT7級。則Tp=Td=0.015mmTp+Td=0.03mm< Zmax-Zmin =0.06mmTp+Td=0.032< Zmax-Z min=0.06mn。尺寸48為IT9級精度公差值 =0.062mm落料凸、凹模的制造公差按的 1/4 選取,則 Tp
14、=Td=A /4=0.016mm,則沖孔工序的凸、凹模尺寸為:0(d K ) tpdp(80.750.058)QQ.Q15mm8.044QQ.Q15 mm(8.044 0.36)QQQ158.404qQ.Q1(dp Zmin)Qdd落料工序的凸、凹模尺寸:Dd (D K )qTd0.016(48 0.75 0. 062)qmm(48 0.36)Qq.q1647.640Dp (Dd Zmin) Tp查相關資料知:45鋼抗切強度為370Mpa,由沖裁力F=KLt t b有:0.016沖孔力 Fk=Kn dkt t b=1.3 X3.14 XX3X370=36248N落料力 Ft= Kl 2t t
15、b=1.3 X8 >48 XX370=3324672N9、如圖所示零件,材料為 Q235鋼,板厚1mm試計算落料凹、凸模刃口尺寸。答:查得 間隙圍為(7%10% t , 則Zmin=0.07mmZmac=0.10mmZmax-Z min =0.03mm.尺寸5的公差等級為IT12 級,8的公差等10的公差等級為IT13級,15的公差等級為IT12級,30的公差級為IT16級, 等級為IT12級,查表2-5凸凹模的制造精度都取IT7級。 為了加工方便,各尺寸處凸、凹模取同一公差值。Zmin)0.6 0.030.018mm,滿足間隙值條件。凹模、Td刃口尺 QQ18寸:亠亠Q.Q18Dd(D
16、K)q d(510.12)q4.88qmm凸模刃口尺寸:Dp(DdZmin ) Tp(4.880.07)Qq.Q124.81QQ.Q12mm對尺寸8有:凹模刃口尺寸:Dd(DK)Td)Q(8Q.Q18Q.Q181 0.1)q7.90q mm凸模刃口尺寸:Dp(DdZi )Qt min Tp(7.900.07)Q.Q12Q7.83 Q.Q12mm對尺寸10有:凹模刃口尺寸:Dd(DK)Td)Q(100.75Q.Q18Q.Q180.2) Q9.85qmm凸模刃口尺寸:Dp(DdZi )Qt min Tp(9.850.07)QQ.Q129.78QQ.Q12mm對尺寸對尺寸15有:Td0.6(Zmax
17、對每個尺寸有 Tp+Td=0.012mm+ 0.018mm=Z-Z min =0.03mm5有:取Tp0.4(ZmaxZmin )0.4 0.030.012mm凹模刃口尺寸:Dd(DK)QTd(15 0.750.2)qQ.Q18Q.Q1814.85qmm凸模刃口尺寸:Dp(DdZmin)QTp(14.850.07)QQ.Q1214.78QQ.Q12mm對尺寸30有:凹模刃口尺寸:Dd(DK)QTd(30 0.750.2)qQQ18Q.Q1829.85qmm凸模刃口尺寸:13D pmm(DdZmin)Qt(29.85pQ.Q7) Q.Q1229.78QQ.Q12mm10、排樣設計時要考慮哪些因素
18、?材料利用率如何計算?(2)、搭邊值:沖裁件之間及與條料之間用以補償定位47答差的余料排樣(3 )、材料利用率:工件總面積/條料面積:11、試述精沖工藝的特點及其適用圍。n =nA/bl X100%答:精沖工藝是在普通沖裁及基礎上發(fā)展起來的一種精密沖壓加工工藝。其特 點主要有:精沖變形區(qū)處于三向壓應力狀態(tài);精沖的間隙值?。?精沖凹模有小圓角;精沖材料要求嚴格;精沖過程要求良好潤滑。其適用圍有:小間隙圓角刃口精沖 :也稱為光潔沖裁,該方法增強了 金屬塑性,抑制裂紋產(chǎn)生,金屬能很均勻地擠進 凹模型孔,形成光亮的沖裁斷面;負間隙沖裁: 該工藝也是光潔沖裁的一種,采用一種凸模大于 凹模的特殊結構的精沖
19、模具;齒圈壓板式精沖: 該類型精沖工藝與普通沖裁的主要區(qū)別是:除凹、 凸模間隙極小及凹模刃口有圓角外,在模具結構 上比普通沖裁模多一個齒圈壓板和一個推件板。 第三章彎曲工藝1、彎曲過程中材料發(fā)生了哪些變化?為什么說彎曲時變形主要是在圓角部分? 答:主要變化有:區(qū)的材料在切向壓應力的作 用下產(chǎn)生壓縮變形,外區(qū)的材料在切向拉應力的 作用下產(chǎn)生伸長變形;坯料區(qū)材料受壓縮,因此厚度應增加,但是由于凸模緊壓坯料,抑制了 厚度方向的增加;而外區(qū)材料受拉,厚度要減薄, 因此坯料在整個厚度上增加量小于減小量,厚度 在彎曲變形區(qū)有變薄現(xiàn)象;寬板彎曲時,寬度方向的變形受到限制,材料不易流動,因此橫斷 面形狀變化較
20、小,仍為矩形,僅在兩端可能出現(xiàn) 翹曲;窄板彎曲時,寬度方向的變形不受限制, 矩形斷面變成扇形。彎曲件的變形區(qū)主要在圓角部分,因為此處的正 方形網(wǎng)目變成了扇形,靠近圓角部分的直邊有少 量變形,而其余的直邊則沒有變形,說明彎曲變 形主要是在圓角部分。2、簡述彎曲變形的過程。答:彈性彎曲-彎曲半徑減小-板料與凸模三點接觸,外表層塑性變形一塑性變 形由表層向中心擴展一板料與凸凹模吻合,彎曲半徑與凸模半經(jīng)一致。3、試分析彎曲的應力應變。窄板、寬板彎曲時的應力應變狀態(tài)為何有所不同? 答:(1 )、外側:受拉應力而伸長變形-導致開裂一彎曲的主要失效(2) 、側:受壓應力而收縮變形-導致起皺 窄板彎曲時,變形
21、特點是、外區(qū)應變狀態(tài)不同,并導致應力狀態(tài)也不同。 變形區(qū)的切向應變是絕對值最大的主應變,在板料厚向與寬向必須產(chǎn)生與切應 變符號相反的應變。外區(qū)的切向主應變?yōu)槔瓚?,所以厚向為壓應變,寬向?為壓應變;區(qū)的應變符號恰與外區(qū)相反??偟膩碚f,窄板彎曲時是立體應變狀態(tài),平面應力狀態(tài)。寬板彎曲時,切向和厚向的應變和應力狀態(tài)與窄板相同。在寬度方向,由于材料的流動受阻,幾乎不產(chǎn)生變形,故、外區(qū)在寬度方向上的應變均為零。 但是按應變狀態(tài)分析,寬向的外區(qū)材料應產(chǎn)生壓應變,因受阻力而產(chǎn)生拉應力; 區(qū)材料應產(chǎn)生拉應變,因受阻而產(chǎn)生壓應力。因此,寬板彎曲時是平面應變狀 態(tài),立體應力狀態(tài)。4、什么是應變中性層? 答:、
22、外層間長度不變的纖維層,其半徑:p0.3-0.5)=Y + K t (K :中性層位移系數(shù)5、彎曲的變形程度用什么來表示?為什么可用它來表示?極限變形程度受哪些 因素的影響? 答:彎曲變形程度用相對彎曲半徑 r/t來表示。 度的比值,該值越小,表明彎曲變形程度越大。6、最小彎曲半徑影響因素有哪些?答:材料塑性:材料塑性好,變形量大,r min小. 制,呈各向異性,應使彎曲線與纖維方向垂直. 纖維將牽制彎曲區(qū)受拉狀態(tài):當彎曲角V 90°因為r/t為彎曲半徑與坯料厚材料的纖維方向:板料經(jīng)軋 彎曲角:彎曲時,直邊部分 時:彎曲角愈大,對減小板材表面質(zhì)量r min 愈有利; 當彎曲角90。時
23、:對減小rmin作用不大。7、簡述彎曲回彈及產(chǎn)生原因。 答:當彎曲變形結束卸載后,由于彈性恢復,產(chǎn)生相反彈性應力 <外側壓應力,側 拉應力 >,在外側壓應力,側拉應力作用下,使工件彎曲半徑與模具尺寸不同一回 彈,回彈值的大小用:角度回彈量Aa ,曲率回彈量 r表示8、影響回彈的因素有哪些?答:材料的機械性能:與屈服強度。s成正比,彈性模具E成反比(彈性變形拉 力)。彎曲變形量:相對彎曲半徑r/t和彎曲角a小,變形量大,回彈小。 彎曲力:愈大,回彈愈小。9、為什么說彎曲中的回彈是一個不能忽略的問題?試述減小彎曲件回彈的常用 措施。答:因為彎曲中的回彈使彎曲件形狀和尺寸發(fā)生變化,降低了
24、彎曲件的精度, 是彎曲工藝中不易解決的特殊性問題,因此不能忽略。減小彎曲件回彈的常用措施有:改變彎曲件局部結構、合理選用材料;利用回彈規(guī)律補償回彈;改變彎曲變形區(qū)應力狀態(tài)校正回彈;拉彎工藝; 彎曲工藝措施。10、怎樣校正彎曲?答:凸模下底點與工件、凹模剛性接觸 .校正彎曲力大,壓應力區(qū)由區(qū)向外區(qū)擴 展(至全部壓應力狀態(tài)),回彈減小,當力大到一定值時,回彈消失.11、分別計算下圖所示彎曲件的毛坯長度。答:(1)L=23+15.5 X2+2nX(2.5+0.335 >2) /2=63.95mm(2)L=15+1.5 nX(2+0. 56 >2) +3=32.695mm第四章拉深工藝1、
25、試分析拉深時凸緣部分應力應變。答:切向受壓應力。3:使凸緣直徑逐漸縮小.切應力使凸緣部分可能產(chǎn)生不均勻 增厚。a 3max在凸緣最外緣處。徑向受拉應力。1:使凸緣材料進入凹模,完成拉深。b 1max在凸緣圓角處。2、簡述拉深過程中的起皺及其防止措施。答:凸緣部分的切向壓應力,使凸緣材料產(chǎn)生不均勻拱起T導致起皺。 防止措施:采用壓邊裝置(彈性或剛性壓邊圈)和合適的壓邊力。3、簡述拉深過程中的開裂及其防止措施。答:圓角部分受拉應力和彎曲應力T導致底部圓角上部首先開裂.防止措施:控制合理的變形程度選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑采用中間退火,消除加工硬化合理潤滑(筒底部分不能有潤滑,以免底部摩擦力太
26、小而導致筒底材料變薄)。4、怎樣表示拉深變形程度?答:拉深系數(shù)m用以表示空心零件拉深變形程度,其值用拉深后和拉深前的直徑比表示:m=d/D0拉深系數(shù)愈小,變形程度愈大。當多次拉深時:m 1=d1/D0, m 2=d2/d 1, 5、 什么是極限拉深系數(shù)?圓筒形工件總的拉深系數(shù)比極限拉深系數(shù)m小時,為 什么用兩道或多道工序才能拉成零件?答:拉深成形時,工件不被拉裂的最小拉深系數(shù)。實際拉深時,各次拉深系數(shù)必需大于極限拉深系數(shù)。影響因素:材料性能:塑性愈好,m愈小;相對厚度t/D :愈大,愈不易起皺開裂,m愈小。拉深次數(shù):隨拉深次數(shù)增 加,m變大。拉深件形狀:愈復雜,m愈大。因為每一次的拉深系數(shù) m
27、是該次拉深后工件的直徑與上一次拉深后工件的 直徑之比,當n大于2后,盡管每次的拉深系數(shù)都小于極限拉深系數(shù),但總的 變形量卻超過了極限拉深系數(shù)下所能產(chǎn)生的變形量,從而拉成零件。6、怎樣計算和確定旋轉(zhuǎn)體拉深工藝?答:(1)、毛坯展開尺寸計算;(2)、由極限拉深系數(shù) m確定拉深次數(shù) (3)、再 由各次極限拉深系數(shù) m、m確定各次最小拉深直徑:d 1=mDo d2=md(4)、確定各次拉深直徑:由于最后一次拉深直徑應等于工件直徑,并小于最后一次 拉深的最小拉深直徑,其差值,可調(diào)整到各次實際拉深直徑和拉深系數(shù),以趨 合理。7、圓筒件直徑為d,高為h,若忽略底部圓角半徑r不計,設拉深中材料厚度 不變,當極
28、限拉深系數(shù)為 m=0.5時,求容許的零件最大相對高度 (h/d )為多少? 答:設毛坯直徑為D,則有:-Jm D - 2d Dm| 22-D d 4dh 1.72rd0.53r,而底部圓角半徑忽略不計,即r=0,得:D 4_4dh 由、得:h/d=0.75,因為此時是按照一次拉深計算的, 因此為最大相對高度。8、下圖所示零件,材料為08鋼,板厚1mm試確定各工序的半成品尺寸。h答:(1)確定修邊余量3由工件的相對高度 一d取3 =3.3mm(2)計算毛坯直徑d。應用簡算公式do3 -0.43r=49.5+3.3-0.43>5.5=50.435mm,貝U2.06.查表 4-1,24; 2d
29、 4dH ,其中 H=h+do 、d2 4dH. 242 4 24 50.435 73.6mm74n(3) 確定毛坯相對厚度(t/d 0) = (1/74 ) X100=1.36mm.(4 )確定拉深次數(shù)n .由毛坯的相對厚度1.36和工件相對高度495332.2,查表 5-3 得 n=3o24hd(5) 確定各工序的拉深直徑尺寸。由毛坯的相對厚度定 m=0.53,m2=0.76,m 3=0.79,貝V有:d= m1 d0=0.53 X74=39.22mmcfe= m2d1=0.76 X39.22=29.81mm;1.36查表5-2,初&= m3d2=0.79 X29.24=23.55
30、mmv 24mm(6) 確定各工序的底部圓角半徑尺寸。根據(jù)前一工序的圓角半徑大于后 一工序圓角半徑,最后一道工序凸模圓角半徑等于工件底部圓角半徑的原則,可以取 r 1=6mm,p=5.5mm,r3=5mm.(7) 確定各工序的拉深高度尺寸。將各相應數(shù)值帶入拉深高度的通式hn0.25(竝dndn)0.43上(dn 0.32rn),得:dnh174rn nc/39.22)0.43-6(39.220.326u.厶5(39.2239.22h2742r n oc/ * r29.81)0.435.5(29.810.325U.25(29.8129.81h374223.55)0.435(23.55i0.325
31、U.25(23.5523.55V9、怎樣校核機床電機功率?答:拉深時行程較長,耗功較多,需校核電機功率,先計算拉深功:W=CFxH/1000 再計算電機功率:N=(1.21.4)nW/6120 n T 2若選用的壓力機的電動機功率小于上述計算值,則應另選更大功率的壓力機。10、拉深模設計特點有哪些?答:(1)、拉深凸模高度需滿足拉深高度,一般需設計出氣孔;(2)、壓邊圈與毛坯接觸面要平整;(3 )、凸模進入凹模深度,彈性兀件的行程和壓縮量較大;(4) 、落料與拉深復合時,落料凹模磨損大于拉深凸模,應高出23mm ( 5)、復雜的拉深件,應先做拉深模,經(jīng)確定毛坯尺寸后,再做落料模。11、凸模和凹
32、模圓角半徑如何計算?工作部分尺寸計算?答:凸模和凹模圓角半徑計算凹模圓角半徑r 凹:首次拉深凹模圓角半徑:r凹=0.8 ( D-d) t 1/2以后各次拉深,r凹逐漸減?。簉 凹n-i = ( 0.6- 0.8 )r凹n凸模圓角半徑r 凸: r凸=(0. 71) r凹當最后一次拉深r凸工件r底時,應再加整形工序。凸、凹模工作部分尺寸計算凸、凹模尺寸確定:拉深件標注外尺寸時:以凹模為基準(D- );先確定凹模尺寸:D凹=(D-0.75)+ 8凹再確定凸模尺寸:D凸=(D凹-Z)-"凸=(D-0.75 -Z)-"凸再確定凹模尺寸:d 凹=(d 凸 +Z) + 8凹 = (d+0
33、.4 +Z凸、凹模制造公差只在最后一道工序中考慮。拉深件標注尺寸時:以凸模為基準(d+);先確定凸模尺寸:d凸=(d+0.4 )為保證完成翻邊丄序,應確保變形時預制孔周圍為變形弱區(qū).為此應有足 夠的壓邊力(壓邊面積)和更大的凸模圓角半徑.當豎邊高度不能一次翻出時,可采用拉深,沖底孔,再翻邊的方法。非圓孔的翻邊:直線部分視為彎曲變形;凸圓弧部分視為拉深;凹圓弧部分 視為孔翻邊。外凸輪廓翻邊:壓縮類,近似于局部淺拉深(易起皺);凹輪廓翻邊:伸長類, 近似于局部孔翻邊(易開裂)。變形程度:外凸壓縮類:£壓=b/(R+b);凹伸長類: £伸=匕/(只七)。尺寸件號Dh零件1408零
34、件23543、已知兩個形狀相似的沖壓件(如下圖),其尺寸見表中數(shù)值,材料為 H62試 通過分析計算判斷是否可以一次翻孔成形。若能,請計算翻邊力、設計凸、凹 模、計算凸、凹模間隙。若不能,則說明應采用什么方法成形? (。=294MPa12、壓邊圈有哪些類型和結構形式?答:剛性壓邊圈用于雙動壓力機拉深大型拉深件;彈性壓邊圈用于一般中、小拉深件(常用)。壓邊圈結構形式:一般拉深時:平面壓邊圈;以后各次拉深:壓邊圈尺寸由前次拉深徑確定 拉深薄件、大圓角工件、大型覆蓋件、半球形件、錐形件: 采用弧形壓邊圈或加拉深筋13、簡述凸緣件的拉深特點答:窄凸緣件:d緣/d=1.11.4 ;寬凸緣件:d緣/d>
35、;1.4窄凸緣筒形件的拉深:按相同直徑拉深步驟拉深成無凸緣筒形件,再壓出 錐形凸緣,最后一道工序?qū)㈠F形凸緣壓平即成;無凸緣件高度按窄凸緣件展開 尺寸換算;14、簡述盒形件拉深變形的特點。答:變形的不均勻性,直邊部分變形近似于彎曲。圓角部分近似于圓筒件拉深.圓角處變形大,是開裂、起皺發(fā)生區(qū)。由于直邊參與少量變形 ,則徑向拉應力 和切向壓應力小于圓筒件,開裂、起皺趨勢小些,拉深系數(shù)可小于相應的園筒 形件。15、拉深盒形件毛坯采用什么形狀?答:一次拉成的低盒形件:_直邊部分按彎曲計算展開長度,圓角部分按拉深計算展開半徑,連接展開線 多次拉深成的高盒形件:拉深量較大,圓角部分有較多材料向直邊轉(zhuǎn)移,毛坯
36、形狀與平面形狀差較大一般無直邊部分。高方形件采用圓形毛坯,高矩形件毛坯形狀有橢圓形和長圓 形。16、簡述盒形件拉深工藝過程。答:方盒形件毛坯為圓形,各中間工序為圓筒形,最后一次拉深成方盒形;矩形件先拉成橢圓盒形件,最后一道拉成矩形件。17、階梯形件拉深工藝有什么特點?答:變形特點與圓筒件基本相同,當階梯直徑差較小,拉深高度較小時,可一次拉成;不能一次拉出時,拉深次數(shù)取決于階梯數(shù)目:當階梯差較小,相鄰階梯直徑差dn/d n-1大于筒形件極限拉深系數(shù)時, 拉深次數(shù)等于階梯數(shù),拉深順序由大 階梯到小階梯逐次拉出; 當階梯差較大,d/d»1小于圓筒件拉深系數(shù)時,按有 凸緣筒形件的拉深方法拉深
37、,其順序由小階梯到大階梯依次深;淺階梯件:可首次拉成球面,大圓角筒形件,再用整形方法得到。18、半球形和拋物線形件拉深工藝特點有哪些?答:凸模與材料接觸面小,應力大,間隙大,易起皺,拉深較難。半球形件的拉深拉深系數(shù):任何直徑的半球形件拉深系數(shù)都為定值,m=0.71,均可一次拉成。拋物線形的拉深:淺拋物線形件(h/d<0.50.6),拉深方法與半球形件相似;深拋物線形件(h/d>0.50.6),采用反拉深或多次拉深,以逐漸增加深度,減小圓角半徑。19、簡述錐形件拉深工藝特點。答:拉深具備半球形件的拉深特點。但上下直徑差異大,有回彈現(xiàn)象,拉深難于半球形件。拉深方法:淺錐形件可一次拉成,
38、但回彈明顯,用有拉深筋的壓邊裝置,拉深終止時加校正力整形;中錐形件:當100t/D>2.5,一次拉成,不采用壓邊,拉深終了整形;當 100t/D=1.52.5,用壓邊圈一次拉成,拉深時 應加凸緣,拉深后修邊;當100t/D<1.5,用壓邊圈多次拉成(先拉成大圓角筒形 件,半球件,再反拉成錐形),高錐形件(h/d>0.8)全部需多次拉深,方法:錐 面逐步成型法;階梯拉深法。第五章其它成形工藝1、什么是翻邊成形?答:翻邊成型是一種在成型毛坯的平面或曲面部分,沿一定曲線形成豎立邊緣的 沖壓方法。孔翻邊:在預先沖孔(或無孔)的毛坯上,依靠毛坯拉伸,孔沿周邊翻邊豎直 邊緣的沖壓工序,伸
39、長類翻邊。外緣翻邊:沿毛坯的曲邊,使材料的拉伸或壓縮, 形成高度不大的豎邊.2、孔翻邊有何特點?外緣翻邊有何特點?答:圓孔的翻邊:平板毛坯翻邊;拉深件翻邊。變形區(qū)材料受切向拉應力、徑 向拉應力。在孔的邊緣處拉應力、變形(切向拉長、材料變薄)最大,是開裂 的危險處。翻邊系數(shù)(變形程度):k=d 0/D孔邊緣臨界開裂的翻邊系數(shù)為極限翻邊系數(shù)kminU">答:首先對于零件1進行分析;(1) 預制孔直徑:d0D 2( H 0.43r 0.72t) 40 2 (8 0.43。(2) 一次翻邊的極限高度:查表 6-5,取k0=0.72D40H (1 ko)0.43r0.72t(1 0.72
40、)0.43 2 0.7222因此不能一次翻邊成形。可以通過采用加熱翻邊、多次翻邊或拉深后再翻邊的工藝方法成形。 對于零件2有:(1)預制孔直徑:d0 D 2( H 0.43r0.72t)35 2 (4 0.43 2一次翻邊的極限高度:D35H (1 k0)0.43r0.72t(10.72)0.43 2 0.22因此可以一次翻邊成形。(3) 計算翻邊力:F 1.1 t s(D d) 1.1 3.14 1.5 294(35 30.88)62(4) 確定凸凹模尺寸:凹模圓角半徑一般對翻邊成形影響不大,可取等于工件的圓角半徑。凸模圓角半徑應盡量取大些或做成球形、 拋物線形,有利于翻邊變形。因此取r 凹
41、 =2mmr 凸=3mm(5) 確定凸、凹模單邊間隙:由于翻邊后材料要變薄,所以一般取單邊間隙為:Z=0.85t=0.85 X1.5=1.275mm。4、什么是脹形?其特點是什么?答:脹形是利用模具使坯料局部塑性變形,材料變薄,表面積增大的沖壓方法。外部材料不進入變形區(qū),變形區(qū)材料受兩向拉應力,產(chǎn)生拉伸變形,材料 變薄。脹形主要有起伏成形和凸肚兩類。5、什么是起伏成形?其特點是什么?答:起伏成型是一種通過材料局部拉伸變形,形成局部凹進或凸起的成型方法。 用于加強工件剛度(加強筋)和工件表面造形(浮雕、壓字等)。起伏成形的極限 延伸率:£ max=(L-L 0)/L < (0.7
42、-0.75)86、什么是凸肚脹形?答:凸肚脹形是一種將圓柱形毛坯件,依靠材料徑向拉伸,在半徑方向向外擴,形 成凸起曲面的沖壓方法。凸肚脹形變形程度:脹形系數(shù):k=d max/d 0常用脹形模:橡膠凸模脹形模(聚氨脂橡膠模,尺寸精度高,外觀質(zhì)量好);分塊式凸模脹形模(剛性凸模);液體凸模脹形模。7、要壓制下圖所示的加強筋和凹坑,判斷是否能一次脹形成形,并計算用硬模成形的沖壓力。材料為 08鋼,t =1 mm,8 =32%,ffb=380 Mpa導向和凸、凹模間隙的均勻。(5)、固定聯(lián)結部分:將模具各零件固定聯(lián)結在上、下模座上,并固定在壓力機上。有模座、模柄、固 定板、墊板及螺釘、銷釘?shù)取?、沖裁
43、凸模有哪些型式?凸模強度校核時主要校核哪些容?社嚳:根據(jù)凸模直徑,可采用不同臺階,以增大抗彎強度;于直徑小于材料厚度凸模;大斷面凸模(需考慮聯(lián)結固定)帶護套小凸模模(需考慮與固定板配合) 莫強度校核:答:(1)首先分析零件I1 I0經(jīng)計算:010=48mm因為Io圖 5-201 :其極限變形程度由下式確定(0.7 0.75)11 51.5mm51.5 4848所以,可以一次脹形成形。沖壓力 F 沖=Lt er b= n I 0t cr b=3.14I。0.073 (0.7 0.75)3>48X1 X380=57274N=5.7>10 KH(2 )對于零件2,極限變形程度為:l1 I
44、0經(jīng)計算:8.93mm I 1 27.4mm 因I。(0.7 0.75)抗壓強度:F沖/沖頭斷面積壓抗彎強度:凸模最大自由長度凸模端面強度校核:F沖/凸模端面面積< 100MPa否則需加墊板4、沖裁凹模有哪些型式?分別應用在什么場合?答:圓柱形型孔用于沖裁形狀復雜、精度要求較高的工件。錐形型用于沖裁形 狀簡單精度要求不高的薄板工件??烧{(diào)間隙凹模:少用。5、復合模具中的凸凹模有什么特點?答:凸凹模外緣皆為刃口,尺寸受工件限制,為保證強度,應限制最小壁厚1.5t6、凸、凹、凸凹模的固定有哪些方法?答:直接固定:螺釘+銷釘(按H7/m6過度配合),螺釘+窩座(按H7/K6過度配 合)固定板固定
45、:固定板與凸、凹、凸凹模間按H7/m6或H7/n6過度配合,再由螺釘+銷釘與模座固定聯(lián)結。(0 7°域5鉚接3定用于復雜形狀凸模0凸模不做出臺階,與固定板裝配后鉚合磨其它固定:粘結等7、何謂擋料銷?何為側刃?其運用圍如何?答:作用是保證條料送進方向的定位。 擋料銷:(45鋼,4550HRC)固定擋料銷彈性擋料銷一般裝在凹模(按H7/m6過度配合)。常裝于下模卸料板上,在上模的凹模壓下時向下移動。 用于級進模第一工步定位,常與導尺配合。(T10A 5862HRC),所以,I1 I027.4 8.93I0不能一次脹形成形。27.40.67(0.7 0.75)(0.7沖壓力 F 沖=Lt
46、r b=n I 0t r b=3.14 X8.93 X 1X 380=10655N=1.07X3KJNo&什么是縮口?縮口變形程度用什么來表示? 答:縮口是一種將無凸緣筒形件或管子口端縮小的沖壓工序??s口部分受由向外的壓應力(切向),產(chǎn)生壓縮變形,直徑縮小,厚度,高度增 加.縮口形狀:截頭圓錐形、截頭半球形、截頭直口形。縮口變形程度:縮口系數(shù):K=d/D9、什么是整形?答:當拉深、彎曲、翻邊等變形工序的圓角半徑不能滿足工件要求時,需進行 整形校正,以減小圓角半徑。整形模與拉深模、彎曲模、翻邊模結構相似.但:精度、光潔度更高;丨角半徑較?。还ぜc模具剛性接觸,有校正力。10、什么是校平?
47、常有哪兩種校平模?答:一般用于沖裁工件。平面校平模:用于薄料,表面不允許有壓痕的工件(有回彈); 齒面校平模:用于厚料,平直度要求高的工件(校平效果較好)。第六章沖壓模具結構設計1、沖壓模具主要分為哪幾類?簡述各類模具的優(yōu)缺點及應用圍。 答:單工序模:壓力機滑塊一次行程只完成一道工序的模具。級進連續(xù)模:在壓力機一次沖程中,在其有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一 部分沖裁工序,在最后工位沖出完整工件的一種多工序、高效率沖模。復合模:在壓力機一次沖程中,經(jīng)一次送料定位,在模具的同一部位可以同時 完成幾道沖裁工序的沖模。單工序模:無導向簡單沖裁模優(yōu)點:結構簡單,制造容易,成本低,尺寸小, 重量輕;缺點
48、:導向精度不易調(diào)整,容易發(fā)生刃口啃切,模具安裝比較困難, 沖裁件精度差,模具壽命和生產(chǎn)效率低,操作不安全;應用圍:僅適用于精度 要求不高,形狀簡單,批量小或試制的沖裁件生產(chǎn)。導板式簡單沖裁模優(yōu)點:導板模比無導向模的精度高,使用安裝容易;缺點:制造比較復雜,應用受到 一定的限制;應用圍:形狀簡單、尺寸不大的沖裁件。導柱式簡單沖裁模優(yōu)點:精度高,壽命長,使用安裝方便,沖裁件精度高;應用圍:適合批量較大 的沖壓件生產(chǎn)。連續(xù)模:優(yōu)點:可以減少模具數(shù)量和設備數(shù)量,操作方便安全,便于實現(xiàn)沖壓 生產(chǎn)自動化;缺點:結構復雜,制造困難,制造成本高。應用圍:生產(chǎn)批量大, 精度要求不高,需要多工序沖裁的小零件加工。
49、復合模:優(yōu)點:沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度要求較低,模具 的輪廓尺寸較小,沖壓件精度高,生產(chǎn)率高;缺點:模具結構復雜,制造精度 要求較高,制造難度大;應用圍:用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,外形狀尺寸 差較大的沖裁件。2、沖模由哪幾部分構成?每一部分作用為何?答:(1)、工作部分:直接完成沖壓工序的零件。主要指凸模、凹模、凸凹模。(2)、定位部分:確定條料或坯料在模具中的位置。有擋料銷、導尺、側刃、 導料銷、定位銷等。(3)、卸料部分:將工件或廢料從模具的凸模上和凹模中脫卸。有卸料、推件、頂件零件等。(4)、導向部分:保證上、下模之間的精確始用擋料銷 側刃:用于定位精度要求較高,步距較小的級進模,切去條料旁側少量材料, 限定進料步距。0.槪斷面長 B=A+22m .0 .24A8、簡述導尺導料、導料銷導料的特點。 答:作用是垂直條料送進方向的定位。(1)導尺:(45鋼、4550HRC固定在下模的落料凹模上;導尺間距 =條料 寬度 +(0.51)mm導尺厚度=(23) X擋料銷高度(2、導料銷:固定導料銷裝在下模上 (3、活動導料銷:裝于下模卸料板上為步距(按H7/m6過度配合)導料銷尺寸、材料可按擋料銷選用。9、導正銷的作用是什么? 答:按H7/m6過度配合安裝在凸模端面 與外形尺寸位置。定位板和定位銷的作用是什么?用于單個坯料或工件的定位。簡述固定卸料板和彈性的特點。
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