第一篇:冲压工艺模具设计
02218 冲压工艺与模具设计
高纲1653
江苏省高等教育自学考试大纲
02218 冲压工艺与模具设计
南京工程学院编(2017年)
江苏省高等教育自学考试委员会办公室
一、课程性质及其设置目的与要求
(一)课程性质和特点
《冲压工艺与模具设计》是我省高等教育自学考试数控加工及模具设计专业(本科段)的一门学位课程。该课程的主要任务是使学生了解冲压工艺的基本理论和方法,掌握制订冲压工艺和模具设计的原则和方法,熟悉典型冲压模具的结构,具备对中等复杂程度冲压件进行工艺与模具设计的能力。
(二)本课程的基本要求
本课程主要包括冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与模具设计、拉深工艺与模具设计、其它成型工艺与模具设计及多工位级进模设计等内容。学生学习本门课后应达到下列基本要求:
1.了解冲压的基本理论及基本冲压工序的成形特点,掌握冲压工艺分析和工艺计算方法,具有制定冲压工艺规程的能力。
2.掌握冲压模具的设计原则和方法,具有应用有关设计手册和资料设计典型冲压模具的能力。
3.具有分析和解决冲压生产技术问题的能力和具有从事冲压新工艺新技术及计算机在冲压生产中的应用能力。
(三)本课程与相关课程的联系
本课程是一门实践性强的专业课,在进行本课程教学之前,要求学生了解塑性成形的一些基本理论,并具备相关的机械设计及制造方面的知识,因此本课程的前修课程包括机械制图、工程力学、金属塑性成形原理、机械设计基础、机械制造基础、热处理工艺等,学好这些先修课程有助于更好的掌握本课程的基础理论和基本知识。
二、课程内容与考核目标
第1章 冲压工艺概述
(一)课程内容
本章简要介绍了冲压加工的特点、应用、冲压工序的分类、塑性变形的力学基础、冲压发展现状、冲压所用设备、冲压用原材料、冲压常用标准等。
(二)学习要求
了解冲压加工的特点、应用及其发展趋势;掌握冲压加工的常见分类方法及基本冲压工序;掌握常用塑性变形基本概念,理解塑性变形力学基础,熟悉塑性变形基本规律;了解冲压所用设备;了解常见的冲压原材料,理解冲压材料的成形性能;了解常用冲压标准。
(三)考核知识点和考核要求
1.领会:冲压特点及其应用;塑性变形的力学基础。
2.掌握:冲压工序的常见分类;常见冲压工序的类型;冲压材料的冲压成形性能;塑性变形基本概念、基本规律。
第2章 冲裁工艺与模具设计
(一)课程内容
本章主要介绍了冲裁工艺的变形特点、冲裁工艺的设计方法、冲裁模具的典型结构及冲裁模具的设计方法。
(二)学习要求
掌握冲裁工艺的变形特点;掌握冲裁件的质量问题及控制措施;掌握冲裁工艺和冲裁模具的设计方法。
(三)考核知识点和考核要求 1.领会:冲裁变形过程。
2.掌握:影响冲裁件质量的主要因素及影响规律;冲裁模间隙对冲裁过程的影响及合理间隙值的确定方法;排样设计方法;冲裁工艺力的计算方法及设备的选用方法。
3.重点掌握:凸、凹模刃口尺寸的计算原则及计算方法;工艺设计方法;冲裁模的基本类型及典型结构;冲裁模主要零件的设计及标准的选用。
第3章 弯曲工艺与模具设计
(一)课程内容
本章主要介绍了弯曲工艺的变形特点、弯曲件的质量问题、弯曲工艺的设计与计算方法、弯曲模具的典型结构及设计方法。
(二)学习要求
掌握弯曲工艺的变形特点;掌握弯曲件常见的质量问题及控制措施;掌握弯曲工艺计算与设计方法;掌握弯曲模具的设计方法。
(三)考核知识点和考核要求 1.领会:弯曲变形过程。
2.掌握:弯曲变形特点;弯曲成形过程中的成形缺陷及其原因;弯曲应变中性层的概念及弯曲毛坯长度的确定方法;最小相对弯曲半径;弯曲设备的选用方法。
3.重点掌握:弯曲工艺设计方法;弯曲模具的典型结构及弯曲模的设计方法。
第4章 拉深工艺与模具设计
(一)课程内容
本章主要介绍了拉深工艺的变形特点;拉深件的质量问题;拉深工艺的设计与计算方法;拉深模具的典型结构及设计方法。
(二)学习要求
掌握拉深工艺的变形特点;掌握拉深件常见的质量问题及控制措施;掌握拉深工艺计算和设计方法;掌握拉深模具的设计方法。了解曲面形状零件的拉深变形特点及拉深方法。
(三)考核知识点和考核要求
1.领会:拉深变形过程;带凸缘圆筒形件的拉深工艺设计要点。
2.掌握:拉深变形特点;拉深成形过程中的成形缺陷及其原因;极限拉深系数的概念;拉深工艺计算与设计方法。
3.重点掌握:直壁旋转体零件拉深工艺设计与计算方法;拉深模具的典型结构及设计方法。
第5章 多工位级进冲压工艺与级进模设计
(一)课程内容
本章主要介绍多工位级进冲压的排样设计、模具典型结构及模具零件设计。
(二)学习要求 掌握排样设计方法;能看懂级进模典型结构,熟悉级进模具零件的常用结构及设计方法。
(三)考核知识点和考核要求 1.领会:排样设计内容。
2.掌握:排样设计方法;多工位级进冲压模具设计方法。
第6章 其他成形工艺与模具设计
(一)课程内容
本章主要介绍了翻边、缩口、胀形、覆盖件成形工艺与模具等冲压工序的变形特点、工艺设计方法及模具典型结构。
(二)学习要求
掌握各种冲压成形工序的概念、变形特点及应用;熟悉翻边模具的典型结构。
(三)考核知识点和考核要求
1.领会:各种冲压成形工艺的变形特点。 2.掌握:各种冲压成形工艺的基本概念及应用。
3.重点掌握:翻边、缩口、胀形的变形特点、工艺设计要点及模具典型结构。
第7章 冷挤压工艺与模具设计
(本章不做考试内容)
第8章 冲压工艺与模具设计方法与设计实例
(一)课程内容 本章主要介绍冲压工艺的设计内容与方法;冲压模具的设计步骤与方法;冲压模具材料及热处理的选用方法;冲压模具图纸的绘制要求。
(二)学习要求
掌握冲压工艺与模具的设计方法;熟悉冲压模具常用材料及热处理硬度要求;了解冲压模具图纸的绘制要求。
(三)考核知识点和考核要求 1.领会:冲压工艺与模具设计内容。
2.掌握:冲压工艺与模具设计方法;图形绘制方法;热处理技术要求等。
三、有关说明和实施要求
(一)关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明
在大纲的考核要求中,提出了“领会”、“掌握”、“熟练掌握”等三个能力层次的要求,它们的含义是:
1、领会:要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容,并能够领会和理解规定的有关知识点的内涵与外延,熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系,并能根据考核的不同要求,作出正确的解释、说明和阐述。
2、掌握:要求应考者掌握有关的知识点,正确理解和记忆相关内容的原理、方法步骤等。
3、重点掌握:要求应考者必须掌握的课程中的核心内容和重要知识点。
(二)自学教材 本课程使用教材为:《冲压工艺与模具设计》(第2版),贾俐俐主编,人民邮电出版社,2016年8月。
(三)自学方法的指导
本课程作为一门综合性强的专业课程,内容多、难度大,应考者在自学过程中应该注意以下几点:
1、学习前,应仔细阅读课程大纲的第一部分,了解课程的性质、地位和任务,熟悉课程的基本要求以及本课程与有关课程的联系,使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。
2、在阅读某一章教材内容前,应先认真阅读大纲中该章的考核知识点、自学要求和考核要求,注意对各知识点的能力层次要求,以便在阅读教材时做到心中有数。
3、阅读教材时,应根据大纲要求,要逐段细读,逐句推敲,集中精力,吃透每个知识点。对基本概念必须深刻理解,基本原理必须牢固掌握,在阅读中遇到个别细节问题不清楚,在不影响继续学习的前提下,可暂时搁置。
4、学完教材的每一章节内容后,应认真完成教材中的习题和思考题,这一过程可有效地帮助自学者理解、消化和巩固所学的知识,增加分析问题、解决问题的能力。
(四)对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的层次,并深刻理解各知识点的考核要求。
3、对应考者进行辅导时,应以指定的教材为基础,以考试大纲为依据,不要随意增删内容,以免与考试大纲脱节。
4、辅导时应对应考者进行学习方法的指导,提倡应考者“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动提出问题,依靠自己学懂”的学习方法。
5、辅导时要注意基础、突出重点,要帮助应考者对课程内容建立一个整体的概念,对应考者提出的问题,应以启发引导为主。
6、注意对应考者能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导应考者逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题、分析问题、作出判断和解决问题。
7、要使应考者了解试题难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。
(五)关于命题和考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的考核要求中,各条细目都是考试的内容,试题覆盖到章,适当突出重点章节,加大重点内容的覆盖密度。
2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是:“领会”20%,“掌握”40%,“熟练掌握”为40%。
3、试题难易程度要合理,可分为四档:易、较易、较难、难,这四档在各份试卷中所占的比例约为2:3:3:2。
4、本课程考试试卷可能采用的题型有:单项选择题、填空题、判断改错题、简答题、计算题、看图题等类型(见附录题型示例)。
5、考试方式为闭卷笔试,考试时间为150分钟。评分采用百分制,60分为及格。
附录 题型举例
一、单项选择题
如:弯曲成形时,主要变形区在圆角部位,其变形特点是外侧切向受( ) A.拉应变 B.压应变 C.不变形 D.剪应变
二、填空题
如:冲裁模中,顺着冲压方向推出卡在凹模孔内的料或工件所需要的装置是 。
三、简答题
如:简述拉深主要变形区产生起皱的主要原因及生产中常见的防皱措施。
四、计算题
如:冲制图示落料件,材料为20钢,料厚为1毫米,其抗剪强度极限τ=300MPa,试计算所需冲裁力。
五、识图题
如:判断图示模具类型,简述该模具的工作过程并标注各模具零件名称。
第二篇:《冲压工艺及模具设计》课程设计
任 务 书
南京工程学院编
江苏省高等教育自学考试委员会办公室
二〇一二年八月
冲压工艺及模具课程设计任务书
一、课程性质及其设置目的与要求
《冲压工艺与模具设计课程设计》是江苏省高等教育自学考试数控加工与模具设计专业(本科阶段)的实践与应用课程,
是检验应考者对冲压模具设计的
掌握情况而设置的一门课程。
本课程设计是在学完《冲压工艺与模具设计》课程之后进行的。目的是训练学生对冲压理论知识的综合运用能力;冲压工艺分析、工艺计算及模具设计的实践能力;冲压模具标准、冲压工具书和设计资料的使用能力。学生通过该课程设计,能初步掌握制订合理冲压工艺过程和模具设计的方法;国标、冲压工具书和设计资料的使用方法。
二、选题要求
选题可由指导教师选定,或由指导教师提供几个选题供学生选择;也可由学生自己选题,但学生选题需通过指导教师批准。课题应在设计周之前提前公布,并尽量早些,以便学生有充分的设计准备时间。
选题要符合本课程的教学要求,选题内容不应太简单,难度要适中,最好结合工程实际情况进行选题,并且有一定的实用价值。同时注意选题内容的先进性、综合性、实践性,应适合实践教学和启发创新教学的要求。
1
三、有关说明和实施要求
1、课程设计时间安排(参考)
本课程设计按2周时间计,具体安排请学生根据自己工作情况而定。
2、考核方法及成绩评定
A、 方案合理,结构正确,图形完整,说明书格式规范、内容翔实 70% B、 创新能力 10% C、 态度和纪律 10% D、 答辩成绩 10%
成绩按优、良、中、及格和不及格五档。
四、参考资料
《冲压手册》(修订版),王孝培主编,机械工业出版社,2005年;
《冲压工艺与模具设计》,贾俐俐主编,人民邮电出版社,2009年;
《冲模设计应用实例》(第1版),模具实用丛书编委会编著,机械工业出版社,2000年;《冷冲压模具设计与制造》,王秀凤、万良辉主编,北京航空航天大学出版社,2005年;
附件:
一、课程设计题目(以下表格可以用CAD打开)
二、选题要求
1. 自选题目:学生可以结合自己岗位选择课程设计题目,但难度要适当高些;每个选题只允许1人完成; 2. 教师给题:学生可以从教师给的题目中选择1个题目作为课程设计题目,每个题目的选题学生不超过7人; 3. 自选题目时间:7月29日-7月31日;教师选题时间:8月1日-8月7日
序号 1序号 3名称:力调节杠杆材料:板厚:5批量:大批量生产序号 2名称:弹性片材料:65板厚:2批量:中批量生产序号 4处名称:止退垫片材料:板厚:1.5批量:中批量生产名称:连接垫板材料:235板厚:3批量:中批量生产名材板批4. 选题表见上表
5. 每位学生可以选择2个课题,供教师调整课题时参考;
6. 对每个零件进行冲压工艺分析,并以其中1道(或2道)工序作为冲压课程设计课题;
7. 填写课程设计选题表文件名称以自己“姓名”命名,于8月10日前以电子档形式发zzw99530@163.com或qq邮箱(只要发送一次就可以)。
三、课程设计工作量要求; 1.论文总页码不少于25页(不含附件),按提供的格式排版,具体内容可以调整; 2.装配总图1张(A0或A1图纸一张); 3.主要零件图纸不少于4张(越多越好);
4.工艺文件(冲压工艺卡片和冲压工序卡片)1套; 5.提供打印稿和电子稿;
第三篇:冲压工艺及模具设计简答题
1冲裁变形过程:弹性变形阶段;塑形变形阶段;断裂分离阶段
2板料塑性弯曲的变形特点:应变中性层位置的内移;变形区内板料的变薄和增长;变形区板料剖面的畸变翘曲和破裂。
3相对弯曲半径r/t越小,弯曲的变形程度越大,外表面材料所受的拉应力和拉伸应变越大;当相对弯曲半径减小到某一数值,弯曲件外表面纤维的拉伸应变超过材料塑形变形的极限时就会产生裂纹或折断;在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的前提下,工件所能弯成的内表面最小圆角半径称为最小圆角半径。
4提高弯曲极限变形程度的方法 弯曲件分两次弯曲,第一次蔡勇较大的弯曲半径,第二次按要求的弯曲半径弯曲;先退火以增加材料的塑性再进行弯曲,以获得所需的弯曲半径,或者在工件许可的情况下采用热弯;先在弯曲件圆角内侧开槽。
5影响回弹因素 材料的力学性能;相对弯曲半径r/t;弯曲中心角;弯曲方式及校正力的大小;工件形状;模具间隙
6弯曲件的结构工艺性 弯曲件的弯曲半径;弯曲件的形状;弯曲件的直边高度;弯曲件上的空的位置;弯曲件上增添工艺孔和工艺槽;定位工艺孔
7弯曲件工序安排原则 ①形状简单精度不高的工件,可以一次弯曲成形;②形状复杂弯曲件,一般采用两次或多次弯曲成形.一般先弯外角,后弯内角.前次弯曲要给后此弯曲留出可靠的定位,并保证后次弯曲不破坏前次已弯的形状③对于批量大,尺寸较小的弯曲件,为了提高生产率,可采用多工序的冲裁弯曲切断等连续工艺;④对于单面不对称几何形状的弯曲件,若单个弯曲时容易发生偏移,可采用成对弯曲成形,弯曲后再切开。
8影响拉深系数的因素 材料力学性能的影响;材料相对厚度的影响;拉深次数的影响;压边力的影响;模具工作部分圆角半径及间隙的影响
9拉深过程力的分析 平面凸缘部分(主要变形区);凸缘圆角部分(过渡区);筒壁部分(传力区);底部圆角部分(过度区);圆筒件底部(可忽略)
10 精密级进模特点 1)在一副模具中,可以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多种多道冲压工序。从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程,提高了劳动生产率和设备利用率。2)由于在级进模中工序可以分散,不必集中在一个工位上,故不存在复合模的“最小壁厚”问题,可根据需要留出空工位,从而保证模具强度,延长模具寿命。3)多工位精密级进模常采用高速冲床生产冲压件,模具采用了自动送料、自动出件等自动化装置,操作安全,具有较高的劳动生产效率。4)级进模结构复杂,模具制造精度要求很高,给模具制造、调试及维修带来一定难度。同时要求模具零件具有互换性,在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速方便、可靠。
第四篇:《冲压工艺及模具设计》教学大纲
适用四年制本科材料成型专业 (参考时数:48学时)
一、课程的性质、任务
本课程是材料成型及控制专业模具设计与制造专业方向学生的一门专业必修课程,其教学目的主要是使学生掌握冲压工艺及模具设计的基本知识,培养从事冲压工艺及冲压模具设计、现场实施冲压工艺的能力,为就业后进行冲压工艺及冲压模具设计和冲压工艺的现场实施打下基础。
二、课程基本要求
通过学习,掌握冲压基本工序(冲裁、弯曲和拉深)的变形规律、变形特点、有关工艺计算、模具结构设计和工作部分尺寸计算,了解其它冲压工艺(翻边、胀形、缩口、整形及校平)的工艺特点及模具结构,能够根据冲压件制定冲压工艺规程和设计冲压模具。
本课程的前程课程主要有机械制图、机械原理、机械设计基础、工程材料学、材料成形理论基础、材料成形技术基础、认识实习等;本课程的后续课程包括生产实习、成型模具课程设计、毕业实习及毕业设计等。
三、课程内容
第一章:冲压基本知识
(4学时)
第一节:概论 第二节:冲压基本工序 第三节:冲压过程中的变形规律 第四节:冲压变形引起的材料硬化 第五节:冲压常用材料
第二章:冲裁工艺设计
(6学时)
第一节:冲裁基本知识 第二节:冲裁间隙
第三节:凸模与凹模刃口尺度几制造公差 第四节:提高冲裁件精度的方法 第五节:冲裁工艺设计
第三章:弯曲工艺设计
(4学时)
第一节:弯曲的基本原理 第二节:最小弯曲半径 第三节:弯曲回弹 第四节:弯曲工艺计算
第五节:弯曲模结构及工作部分计算
第四章:拉深工艺设计
(10学时)
第一节:拉深基本原理 第二节:圆筒形拉深件工艺计算 第三节:有凸缘圆筒形件拉深 第四节:拉深模设计计算 第五节:盒形件拉深 第六节:其它旋转体件的拉深
第五章:其它成形工艺设计
第一节:翻边 第二节:账形 第三节:缩口 第四节:整形与校平
第六章:冲模结构设计及压力机选用
第一节:冲模基本类型和结构组成 第二节:冲模结构设计 第三节:压力机的选用
第七章:连续模设计
第一节:连续模的特点及应用 第二节:冲裁连续模设计
第三节:拉深连续模设计
第八章:冲压工艺规程的制定
第一节:冲压工艺制定的一般步骤
第二节:实例
四、学时分配
总学时:48学时
其中: 课堂教学44学时
实验教学`4学时
4学时)
(10学时)4学时)
(2学时) (
(
各章学时参见教学内容
五、课程实验内容及基本要求
实验一:模具结构及拆装实验
(2学时) 实验二:冲压工艺操作和冲压件质量控制实验
(2学时)
六、推荐教材及参考书
1、丁松聚. 冷冲模设计. 北京: 机械工业出版社,2001
2、马正元,韩晵. 冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社,1995
3、王孝培. 冲压手册. 北京: 机械工业出版社,1995
4、冲模图册,北京: 机械工业出版社,2007
七、大纲使用说明
第五篇:冲压工艺、模具设计经典题20道
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1影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些?
答:影响金属塑性的因素有如下几个方面: 1 )、化学成分及组织的影响; 2 )、变形温度;3 )变 形速度; 4 )、应力状态;
2.请说明屈服条件的含义,并写出其条件公式。
答:屈服条件的含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时,该点才开始屈服。
3 .什么是材料的机械性能?材料的机械性能主要有哪些?
答: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。
4.什么是加工硬化现象?它对冲压工艺有何影响?
答: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。
5 .什么是板厚方向性系数?
它对冲压工艺有何影响?答:由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素,板料的塑性会因为方向不同而出现差异,这种现象称为板料的塑性各项异性。各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数 r 表示。 r 值越大,板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中,加大 r 值,毛坯宽度方向易于变形,而厚度方向不易变形,这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。 通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明,增大 r 值均可提高拉深成形的变形程度,故 r 值愈大,材料的拉深性能好。
6 .什么是板平面各向异性指数Δ r ?
它对冲压工艺有何影响? 答:板料经轧制后,在板平面内会出现各向异性,即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不相同,也就是常说的板平面方向性,用板平面各向异性指数Δ r 来表示。比如,拉深后工件口部不平齐,出现“凸耳”现象。板平面各向异性制数Δ r 愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的切边高度愈大。由于Δ r 会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此生产中应尽量设法降 低Δr 。
7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏 ?
答:板料对冲压成形工艺的适应能力,成为板料的冲压成形性能,它包括:抗破裂性、贴模性和定形性。所谓的抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力,一般用成形极限这样的参数来衡量;贴模性是指板料在冲压成形中取得与模具形状一致性的能力;定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。很明显, 成形极限越大、贴模性和定形性越好材料的冲压成形性能就越好。
8.什么是冲裁工序?它在生产中有何作用?
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答:利用安装在压力机上的冲模,使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法,就称为冲裁工序。 冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法,它既可以用来加工各种各样的平板零件,如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等,也可以用来为变形工序准备坯料,还可以对拉深件等成形工序件进行切边。
9.冲裁的变形过程是怎样的?答:冲裁的变形过程分为三个阶段如图图 2.1.3 所示:从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限,这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ;如果凸模继续下压,坯料内部的应力达到屈服极限,坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止,这是称之为塑性变形阶段 ( 第二阶段 ) ;从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离,这就是称之为断裂 分离阶段 ( 第三阶段 ) 。
10.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?
答:普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域,如图 2.1.5 所示,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。
11.什么是冲裁间隙?冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响?
答: 冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。该间隙的大小,直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。 当冲裁模有合理的冲裁间隙时,凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合,这时冲裁件切断面平整、光洁,没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷,如图 2.1.6 所示。工件靠近凹模刃口部分,有一条具有小圆角的光亮带,靠近凸模刃口一端略成锥形,表面较粗糙。 当冲裁间隙过小时,板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时,使中间留下的环状搭边再次被剪切,这样,在冲裁件的断面出现二次光亮带,如图 4-5b 所示 , 这时断面斜度虽小,但不平整,尺寸精度略差。 间隙过大时,板料在刃口处的裂纹同样也不重合,但与间隙过小时的裂纹方向相反,工件切 断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。
12.降低冲裁力的措施有哪些?
答:当采用平刃冲裁冲裁力太大,或因现有设备无法满足冲裁力的需要时,可以采取以下措施来降低冲裁力,以实现“小设备作大活”的目的:a、采用加热冲裁的方法:当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时,可以将板材加热到一定温度(注意避开板料的“蓝脆”区温度)以降低板材的强度,从而达到降低冲裁力的目的。 b、采用斜刃冲裁的方法:冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模,可采用斜刃冲裁的方法以降低冲裁力。为了得到平整的工件,落料时斜刃一般做在凹模上;冲孔时斜刃做在凸模上,如图4.10所示。 c 、采用阶梯凸模冲裁的方法:将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构,如图 4.10 所示。由于凸模冲裁板料的时刻不同,将同时剪断所有的切口分批剪断,以降低冲裁力的最大值。但这种结构不便于刃磨, 所以仅在小批量生产中使用。
13.什么是冲模的压力中心?确定模具的压力中心有何意义?
答: 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。
14.什么叫搭边?搭边有什么作用?
答: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。
15.怎样确定冲裁模的工序组合方式?
答: 确定冲裁模的组合方式时,一般根据以下条件: a 、生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑,选用复合模和级进模结构要比选择单工序模好得多。一般来说,小批量和试制生产时采用单工序模具,中批和大批生产时,采用复合冲裁模和级进冲裁模。b 、工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低,而级进模最高可达 IT12 ~ IT13 级,复合模由于避免了多次冲压时的定位误差,其尺寸精度最高能达到 IT9 级以上,再加上复合模结构本身的特点,制件的平整度也较高。因此,工件尺寸公差等级较高时,宜采用复合模的结构。 c、从实现冲压生产机械化与自动化生产的角度来说,选用级进模比选用复合模和单工序模具容易些。这是因为,复合模得废料和工件排除较困难。 d、从生产的通用性来说,单工序模具通用性最好,不仅适合于中小批量的中小型冲压件的生产,也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的生产。 e 、从冲压生产的安全性来说,级进模比单工序模和复合模为好。综上所述,在确定冲裁模的工序组合方式时,对于精度要求高、小批量及试制生产或工件外形较大,厚度又较厚的工件,应该考虑用单工序模具。而对精度要求高、生产批量大的工件的冲压,应采用复合模;对精度要求一般,又是大批量生产时,应采用级进模结构。
16.怎样选择凸模材料?
答:凸模的刃口要求有较高的耐磨性,并能承受冲裁时的冲击力,因此,凸模应该有较高的硬度与适当的韧性。一般,形状简单、模具寿命要求不高的凸模,可选用 T8A 、 T10A 等材料;形状复杂、模具寿命要求高的凸模,应该选用 Cr12 、 Cr12MoV 、 CrWMn 等材料;要求高寿命、高耐磨模具的凸模,可选用硬质合金制造。凸模的硬度,一般为 HRC58 ~ 62 。
17.什么条件下选择侧刃对条料定位?
答:一般在下列情况下,采用侧刃来控制条料的送进步距: a 、级进模中,一般采用侧刃来控制条料的送进步距。这样,可以提高生产率。 b 、当冲裁窄而长的工件时,由于步距小,采用定位钉定位困难,这时也采用侧刃来控制条料的送进步距。 c 、当需要切除条料的侧边作为工件的外形时,往往采用侧刃定距。 d 、当被冲材料的厚度较薄( t < 0.5 mm )时,可以采用侧刃定距。
18.什么情况下采用双侧刃定位?
答:当被冲材料的宽度较大而厚度较小、工位数目较多以及冲裁件的精度要求较高时,可以采用双侧刃。采用双侧刃时,两个侧刃可以对称布置。这时,可以降低条料的宽度误差,提高工件的精度。这种布置方法常用于带料或卷料冲压中。而将两个侧刃一前一后的布置,往往用于工步较多的条料冲压中,这样可以节约料尾。用双侧刃定距时,定位精度高,但材料的利用率要低一些。
19.凸模垫板的作用是什么?如何正确的设计垫板?
答: 冲模在工作时,凸模要承受很大的冲裁力,这个力通过凸模的固定端传递到上模座。如果作用在模座上的力大于其许用应力时,就会在模板上压出凹坑,从而影响凸模的正确位置。为了避免模座的损坏,在凸模固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与模座之间,因为同样的原因也需要加装一块垫板。设计时,一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用 T7 、 T8 钢,热处理的淬火硬度为 48 ~ 52HRC ,上下表面的粗糙度为 Ra0.8 以下。
20.常用的卸料装置有哪几种?在使用上有何区别?
答: 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。