模具冲压与设计

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1、模具冲压与设计模具冲压与设计模具冲压与设计.txt1 普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段） ，当刃口切入板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好） 。断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段） ，刃口处产生的微裂纹在拉应力的

2、作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。2 什么是冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义？冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是冲模在工作时所受合力的作用点位置。在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中

3、心线重合，否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨损，从而影响压力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是十分重要的,在实际生产中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。3 什么叫搭边？搭边有什么作用？排样时，工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是：补偿送料误差，使条料对凹模型孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量。保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边太大，浪费材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉

4、进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。影响模具寿命。4 常用的卸料装置有哪几种？在使用上有何区别？常用的卸料装置分为刚性卸料装置和弹压卸料装置两大类。（1） 刚性卸料装置：刚性卸料装置常用固定卸料板的结构形式，即：卸料板是用螺钉将其固定在下模部分，再用销钉定位这样一种安装方式。刚性卸料装置的卸料板在工作时，不能将被冲材料压住，所以工件的有明显的翘曲现象，但卸料力大。因此，常用于较厚、较硬且精度要求不高的工件冲裁模中。（2） 弹压卸料装置：弹压卸料装置中的弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁厚度在 1.5mm 以下的模具中。冲裁前，弹压卸料板首先将毛坯压住，当上模随压力机的滑块

5、继续向下运动时，凸模再伸出弹压卸料板的下端面进行冲压加工。所以，工件的平整度较好。1 什么是材料的力学性能？材料的力学性能主要有哪些？ 材料对外力作用所具有的抵抗能力，称为材料的机械性能。板料的性质不同，机械性能也不一样，表现在冲压工艺过程的冲压性能也不一样。材料的主要机械性能有：塑性、弹性、屈服极限、强度极限等，这些性能也是影响冲压性能的主要因素。2 什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？ 金属在室温下产生塑性变形的过程中，使金属的强度指标(如屈服强度、硬度)提高、塑性指标(如延伸率)降低的现象，称为冷作硬化现象。材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变形中，变形抗力越大，这样可以使得变形趋

6、于均匀，从而增加整个工件的允许变形程度。如胀形工序，加工硬化现象，使得工件的变形均匀，工件不容易出现胀裂现象。1. 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3. 确定冲压模具的结构形式的原则是什么?在制定冲压工艺规程时可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的生产批量、形状特点、尺寸精度以及模具的制造能力、现有冲压设备、操作安全方便的要求等，来选择模具的结构形式。如果工件的生产批量小，可以考虑采用单工序的简单模具；如果工件的生产批量很大，

7、应该尽量考虑将几道工序合并在一起，采用一次可以完成多道工序的复合模或级进模结构。4. 什么叫载体？在级进模工作时，运载坯料到各工位进行各种冲裁和成形加工的物体称为载体。载体与坯件连接的部分称为搭边，坯件与坯件连接的部分称为搭口。工作时，在动态加工中要求载体始终保持送进稳定、定位准确，因此要求载体有一定的强度。8. 覆盖件模具中拉深槛（拉深筋）的作用是什么？拉深槛（拉深筋）的作用如下：（1）增加进料阻力，使拉深件表面承受足够的拉应力，提高拉深件的刚度和减少由于回弹而产生的凹面、扭曲、松弛和波纹等缺陷。（2）调节材料的流动情况，使拉深过程中各部分流动阻力均匀，或使材料流入模具的量适合工件各处的需要

8、，防止“多则皱，少则裂”的现象。（3）扩大压边力的调节范围。在双动压力机上，调节外滑块四个角的高低，只能粗略地调节压边力，并不能完全控制各处的进料量正好符合工件的需要，因此还需要靠压边面和拉深筋来辅助控制各处的压力。（4）当具有拉深筋时，有可能降低对压边面的加工粗糙度的要求，这便降低了大型覆盖件拉深模的制造难度；同时。由于拉深筋的存在，增加了上、下压边面之间的间隙，使压边面的磨损减少，提高模具的使用寿命。（5）纠正材料不平整的缺陷，并可消除产生滑移的可能性。因为当材料在通过拉深筋产生起伏后再向凹模流入的过程中，相当于辊压校平的作用。9. 大型覆盖件中的工艺切口的作用是什么？当需要在覆盖件的中间

9、部位上冲压出某些深度较大的局部突起或鼓包时，在一次拉深中，往往由于不能从毛坯的外部得到材料的补充而导致工件的局部破裂。这时，可考虑在局部突起变形区的适当位置冲出工艺切口或工艺孔，使容易破裂的区域从变形区内部得到材料的补充。1.拉深变形的特点？拉深件的变形有以下特点：（1）变形区为毛坯的凸缘部分，与凸模端面接触的部分基本上不变形；（2）毛坯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拉伸的“一拉一压”的变形。（3）极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制；（4）拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面” （底部的厚度基本保持不变） ；（5）拉深工件的硬度也有所

10、不同，愈靠近口部，硬度愈高（这是因为口部的塑性变形量最大，加工硬化现象最严重）2 什么是拉深的危险断面?它在拉深过程中的应力与应变状态如何?拉深件的筒壁和圆筒底部的过渡区，是拉深变形的危险断面。承受筒壁较大的拉应力、凸模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力和切向拉应力。3 影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么?防止起皱的方法有哪些?影响起皱现象的因素很多，例如：坯料的相对厚度直接影响到材料的稳定性。所以，坯料的相对厚度值 t/D 越大(D 为坯料的直径)，坯料的稳定性就越好，这时压应力 3 的作用只能使材料在切线方向产生压缩变形(变厚)，而不致起皱。坯料相对厚度越小，则越容易产生起皱现象。在拉深过程

11、中，轻微的皱摺出现以后，坯料仍可能被拉入凹模，而在筒壁形成褶痕。如出现严重皱褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圆角处或凸模圆角上方附近侧壁（危险断面）产生破裂。防止起皱现象的可靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施是在拉深时采用压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈与凹模平面之间，坯料虽受有切向压应力 3 的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，从而提高了坯料在流动时的稳定性。另外，由于压边力的作用，使坯料与凹模上表面间、坯料与压边圈之间产生了摩擦力。这两部分摩擦力，都与坯料流动方向相反，其中有一部分抵消了 3 的作用，使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲的抗力，从而避免

12、了起皱现象的产生。由此可见，在拉深工艺中，正确地选择压边圈的型式，确定所需压边力的大小是很重要的。4 影响拉深系数的因素有哪些?拉深系数是拉深工艺中一个重要参数。合理地选定拉深系数，可以减少加工过程中的拉深次数，保证工件加工质量。影响拉深系数的因素有以下几方面：（1）材料的性质与厚度：材料表面粗糙时，应该取较大的拉深系数。材料塑性好时，取较小的拉深系数。材料的相对厚度 t/D100 对拉深系数影响更大。相对厚度越大，金属流动性能有较好的稳定性，可取较小的拉深系数；（2）拉深次数：拉深过程中，因产生冷作硬化现象，使材料的塑性降低。多次拉深时，拉深系数应逐渐加大；（3）冲模结构：若冲模上具有压边装

13、置，凹模具有较大的圆角半径，凸、凹模间具有合理的间隙，这些因素都有利于坯料的变形，可选较小的拉深系数；（4）润滑：具有良好的润滑，较低的拉深速度，均有利于材料的变形，可选择较小的拉深系数。但对凸模的端部不能进行润滑，否则会削弱凸模表面摩擦对危险断面的有益影响。 上述影响拉深系数的许多因素中，以坯料的相对厚度影响最大，生产中常以此作为选择拉深系数的依据。1. 什么是胀形工艺？有何特点？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

14、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。5. 什么是校形？校形的作用是什么？校形是指工件在经过各种冲压工序后，因为其尺寸精度及表面形状还不能达到零件的要求，这时，就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上，再通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形，从而获得合格零件的一种冲压加工方法。1 弯曲变形有何特点？（1） 、弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分（2） 、弯曲变形区存在一个变形中性层（3） 、形区材料厚度变薄的现象（4） 、变形区横断面的变形3. 什么是最小相对弯曲半径？板料在弯曲时，弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大。如果板料的弯曲半径过小，则板料的外表面将超过材料的变形极限而出现裂纹。所以，板料的最小弯曲半径是在保证变形区材料外表面不发生破坏的前提下，弯曲件的内表面所能弯成的最小圆角半径，用rmin 表示。最小弯曲半径与板料厚度的比值 rmin/t 称为最小相对弯曲半径，它是衡量弯曲变形程度大小的重要指标。