模具的设计作业答案

第二章作业参考答案22—10、精密冲裁有何特点？1）精密冲裁的基本出发点是改变冲裁条件，以增大变形区的静水压力，抑制材料裂纹的产生，使塑性剪切变形延续到剪切的全过程，在材料不出现剪切裂纹的条件下实现分离，从而得到断面光滑而垂直的精密零件。

2）与利用普通冲裁和休整工艺获得精密零件的方法相比，精密冲裁生产率高，可以满足精密零件批量生产的要求。

2—11、冲压生产对冲模结构有哪些要求？1）冲模的结构应满足冲压生产的要求，冲制出合格的零件。

2）要适应成产批量的要求。

3）要考虑制造容易，使用方便。

4）操作安全，成本低廉。

5）与模具配套的送料装置、出件装置、快换模具装置、各种检测装着及各种机械手，也应具有相当的水平。

2—12冷冲模包括哪几种类型？各有何特点？按工艺分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模等。

按结构分为：无导向模、有导向（导柱、导套）、侧刃定位模等。

按工序的组合分为：简单模、级进模、复合模。

简单模：一次冲程只完成一种冲裁工序的模具。

级进模：一次冲程中在模具的不同位置上同时完成两道或多道工序的模具。

复合模：一次冲程中，在模具的同一位置上能完成几个不同工序的模具。

按工序性质分为：落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模。

2—13、冷冲模主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？分两大类：1）工作零件：直接与板料接触以实现零件与板料的分离，包括凸模、凹模，和复合模中的凸凹模、定位零件、卸料与压料零件等。

其中如：卸料与出件装置：将工件或板料顶出凸凹模，便于取出。

2）结构性零件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。

其中如：定位零件：保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，以保证冲压件的质量及冲压成产的顺利进行。

模架：连接模具零件，传递压力，保证上下模的精确导向。

联接与固定零件：实现模具与冲床的联接，将凸模联接在固定的位置。

导向零件：使冲制的工件质量稳定，精度高，凸模和凹模之间的间隙能始终保持均匀一致。

此外，对于自动化生产的模具，还有自动送料装置、自动出件装置、快换模装置。

2—14、冲模定位零件在冲模中起何作用？它有哪几种类型？作用：保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，以保证冲压件的质量及冲压成产的顺利进行。

例如,使用条料时，条料在模具中的定位有两个内容：一是在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，称为挡料。

二是在与送料方向垂直的方向上的定位，称为送进导向。

类型：挡料销、导正销、定位销（定位板）、导尺、导销、导料销、侧压板、侧刃等。

2—18、设计冲模时，选择冲模结构应注意哪些方面的问题？1）模具类型选择2）操作方式3）进出料方式4）压料与卸料方式5）模具精度保证难易程度6）维修方便7）工人操作水平8）此外，还必须考虑冲裁件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度、成产条件等。

2-1普通冲裁板料的分离过程是怎样的？答：普通冲裁板料的分离过程分为三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。

凸模接触板料后，开始压缩材料，变形区内产生弹性压缩、拉伸与弯曲变形。

随着凸模继续压入，变形区内的压力达到弹性极限；当凸模继续压入，压力增加，变形区内的应力满足屈服条件时，便进入塑性变形阶段；凸模继续压入，已经形成的上、下微裂纹逐渐扩大并向材料内延伸，当上、下两裂纹相遇重合时，材料便会被间断分离。

2-2冲裁件的断面有何特征？断面质量受哪些因素的影响？答：冲裁件的断面具有明显的区域性特征，在断面上可明显地区分为圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四部分。

这四部份在冲裁件整个断面上所占比例不是固定的，随材料的机械性能、凸模和凹模之间的间隙，模具结构等不同而变化。

端面质量受以下因素影响：材料机械性能、冲裁间隙、模具结构等。

2-3什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁件有哪些影响？答：冲裁间隙即冲裁摸凸、凹模之间的间隙。

冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有影响。

①间隙过大或过小都会使上、下两方的裂纹不能重合，从而影响冲裁件质量；②间隙过大或过小，材料所受拉伸作用增大或减小，冲裁完成后因材料的弹性回复使落料件尺寸增大或减小，冲孔尺寸增大或减小，间隙影响着尺寸精度，从而也影响到冲裁件质量；③间隙很小时，冲裁力必然较大，随着冲裁间隙的增大，冲裁力将降低，间隙对卸料力、推件力及顶件力的影响比较显著；④间隙过小，冲裁力及摩擦力都增大，使刃口所受应力增大，造成刃口变形与端面磨损加剧，甚至甭刃；间隙过大，将会因弯矩及拉应力的增大导致刃口损坏。

2-4冲裁时，凸、凹模间隙应取在什么方向上？答：落料时以凹模为基准，间隙取在凸模上；冲孔模以凸模为基准，间隙取在凹模上。

2-7什么是搭边？搭边对冲压有何影响？答：搭边就是排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料。

搭边可以补偿定位误差，保证冲出合格零件。

2-19已知冲裁件厚度为6mm，材料为45钢，请计算所用冲裁模的刃口尺寸及其制造公差，并画出落料模的结构草图。

解：落料时应以凹模为基准件来配作凸模，①当凹模磨损后变大的尺寸有R60，，查表2-3可知零件精度为IT14，则对有：则所以 =对有：则所以 =R60是圆弧曲线，要求与相切②当凹模磨损后变小的尺寸有。

所以则所以 =③当凹模磨损后没变化的尺寸有因为所以尺寸为0925.060则凹模刃口尺寸为凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证最小间隙Z min第三章弯曲模作业参考答案1.什么是最小弯曲半径？影响最小弯曲半径的因素有哪些？答：1）最小弯曲半径：在保证毛坯外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的最小圆角半径，称为最小弯曲半径。

2）影响最小弯曲半径的主要因素有：①材料的机械性能。

塑性越好的的材料外层纤维允许的变形程度的变形程度大，则允许的最小弯曲半径越小；塑性差，则最小弯曲半径变大。

板材状态也对弯曲半径有很大影响，硬材料或冷作硬化的材料允许的最小弯曲半径大。

②弯曲线方向。

当弯曲线方向与纤维方向垂直时，则最小弯曲半径小；当两者平行时，最小弯曲半径大。

③板材表面质量和侧面质量。

当板材表面和侧面质量差时，由于易产生应力集中和塑性降低使材料过早破坏，故应采用较大的弯曲半径。

如果板料未去毛刺时，可将有毛刺一边（方向）置于凸模一侧也可提高弯曲变形成型极限，减少零件外侧产生裂纹的可能。

④弯曲角度的大小。

当弯曲角较小时，其变形区不大，故圆角中段的变形程度也得以降低，这时相应的相对弯曲半径就可以小些。

弯曲中心角越小，圆角中段变形程度的降低越多，所以最小弯曲半径可以更小些。

⑤板料宽度的影响。

宽板弯曲时材料外侧由于与凹模摩擦力大，材料沿板宽反向流动的可能性就小，外侧裂纹的可能也就大，这时相对弯曲半径也就应该大。

⑥弯曲模间隙。

间隙小材料外侧纤维流动困难也使得弯曲半径变小。

2.当要求工件圆角半径小于材料许可的最小弯曲半径时，采取什么措施可防止工件外层纤维出现裂纹？答：1）采用多次弯曲成形，降低每次材料变形程度，避免变形区发生剧烈变形。

2）多次弯曲中间辅以退火工序，降低材料的冷作硬化效应。

3）工件弯曲前去毛刺，或把毛刺面置于弯曲内测（朝向凸模），以提高弯曲变形的成形极限。

4）弯曲U型件时，适当加大弯曲模的间隙也可以提高变形程度。

3.什么是回弹？回弹对工件精度有什么影响？影响回弹值大小的主要因素有哪些？答：1）当变形结束时，工件从模具中取出以后，由于弹性恢复，零件外层纤维将发生收缩、内层发生伸长，使弯曲后工件的弯曲角和弯曲半径发生变化，因而所得工件与模具的形状尺寸不一致，这种现象称为弯曲件的回弹。

2）回弹使得弯曲后的工件与模具尺寸不一致，脱模后的工件材料外层纤维受拉伸应力作用外层纤维有变小的趋势，内层纤维释放压缩变形而使纤维变长，这样就发生弯曲工件的弯曲角变小、弯曲半径变大。

3）影响回弹值大小的主要因素是：①工件材料的机械性能。

材料的屈服强度越高，弹性模量越小，则回弹越大。

②相对弯曲半径（也即变形程度）。

相对弯曲半径越大（也即变形程度越小）回弹角也就越大。

③弯曲角。

弯曲中心角越大，表明变形区的长度越长，故回弹的积累值越大，其回弹角越大。

④弯曲方式及弯曲模具结构。

采用校正弯曲时，工件的回弹小。

⑤弯曲件形状。

工件形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，材料各部分牵扯使回弹困难，因而回弹角减小⑥模具间隙。

在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。

⑦非变形区的影响。

如:弯曲线长度越长,回弹值也越大；V形件凹模槽口的宽度对回弹影响也很大等。

4.弯曲过程中，工件发生偏移的原因是什么？偏移对工件质量有何影响？生产中采取哪些措施解决偏移问题。

答：1）工件在模具中成型过程中所受到的摩擦力不同是导致工件发生偏移的主要原因。

如：冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移；凹模圆角半径过大，会影响坯料定位的准确性也会发生偏移现象；凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速度不一致，也会发生偏移；工件尺寸高度不同。

弯曲时受力不均匀；凸凹模装配不正或间隙不一致以及模具粗糙度、斜度、深度不同（或不对称）等都会发生弯曲工件偏移现象。

2）偏移会产生工件的形状尺寸与要求不同，影响工件精度。

3）设计形状、尺寸工件要对称；模具设计要有可靠定位措施；凹模圆角半径适当，不可影响坯料定位；模具制造时注意模具圆角、粗糙度、间隙等要均匀、一致。

第四章拉深工艺及拉深模设计4.1什么是拉深？拉深过程中，变形区的材料是怎样流动的？答：拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种冲压加工方法。

拉深过程中，毛坯受凹模拉伸力的作用，在凸缘毛坯的变形区内受径向拉应力和切向压应力的作用，产生塑性变形，在他们共同作用下，将毛坯的环形部分变为圆筒形件的直壁。

直壁变形的程度，由底部向上逐渐的增大，在圆筒顶部的变形达到最大值。

该处的材料，在圆周方向受到最大的压缩，高度方向获得最大的伸长。

拉深过程中，圆筒的底部基本上没有塑性变形。

4.2拉伸时材料的应力应变状态怎么样？答：在拉伸过程中，材料在不同的部位具有不同的应力状态和应变状态。

以筒形件为例说明：课本上p85图4-5，（画图）是筒形状在有压边圈的首次拉伸中某一时刻的应力应变情况；根据应力应变状态的不同，将拉伸毛料分为五个区域：1.凸缘部分应力：径向受拉力，厚度方向受压力，切向受压应变：径向变长，厚度变厚，切向变短2.凹模圆角部分应力：径向受拉应力，切向受压应力，厚度方向压应力应变; 厚度减薄。

3筒壁部分4.凸模圆角部分应力：受拉应力应变;伸长应变，压缩应变。

应力：径向受拉、厚度方向受压，切向拉应应变;5.筒形件的底部应力：应变;可认为无塑性变形。