2011冲压工艺与模具设计复习题与答案集合
一 . 填空题
1 . 冷冲模是利用安装在 压力机 上的 模具 对材料 施加变形力 ,使 其产生变形或分离 ,从而获得冲件的一种压力加工方法。
2 . 因为冷冲压主要是用 板料 加工成零件,所以又叫板料冲压。
3 . 冷冲压不仅可以加工 金属材料 材料,而且还可以加工 非金属 材料。 4 . 冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压,使其产生 分离或变形 而得到所需要冲件的工艺装备
5 . 冷冲压加工获得的零件一般无需进行 机械加工 加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无 无切屑的加工方法。
6 . 冷冲模按工序组合形式可分为 单工序模具 和 组合工序模具 ,前一种模具在冲压过程中生产率低,当生产量大时,一般采用后一种摸具,而这种模具又依组合方式分为复合模、级进模、复合 - 级进模等组合方式。
7 . 冲模制造的主要特征是单件小批量生产,技术要求高,精度高,是技术密集型生产。
8 . 冲压生产过程的主要特征是,依靠冲模和压力机完成加工,便于实现自动化化,生产率很高,操作方便。 9 冲压件的尺寸稳定,互换性好,是因为其尺寸公差由 模具 来保证。
二 . 判断题(正确的打√,错误的打×)
1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产,因此冲压件也是单件小批量生产。( × )
2 . 落料和弯曲都属于分离工序,而拉深、翻边则属于变形工序。 ( × ) 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。 ( √ ) 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。 ( √ ) 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。 ( √ )
6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。 ( √ )
7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。 ( √ )
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8 . 把两个以上的单工序组合成一道工序,构成复合、级进、复合 - 级进模的组合工序。 ( × )
9 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。 ( √ ) 10. 冲压加工只能加工形状简单的零件。 ( × ) 11 . 冲压生产的自动化就是冲模的自动化。 ( × )
第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案
1. 塑性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。 2. 冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。 3. 物体在外力的作用下会产生变形,如果外力取消后,物体不能恢复到原
来的形状和尺寸,这种变形称为塑性变形。
4. 影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力
与应变状态、金属的尺寸因素。
5. 在冲压工艺中,有时也采用加热冲压成形方法,加热的目的是提高塑性,
降低变形抗力。
6. 材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。
7. 压应力的数目及数值愈大,拉应力数目及数值愈小,金属的塑性愈好。 8. 在同号主应力图下引起的变形,所需的变形抗力之值较大,而在异号主
应力图下引起的变形,所需的变形抗力之值就比较小。
9. 在材料的应力状态中,压应力的成分愈多,拉应力的成分愈少,愈有利
于材料塑性的发挥。
10. 一般常用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加,所有强度指
标均增加,硬度也增加,塑性指标降低,这种现象称为加工硬化。 11. 用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈
强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。
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12. 在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大,则凸耳的高度
越大。
13. 硬化指数n值大,硬化效应就大,这对于伸长类变形来说就是有利的。 14. 当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一
定是伸长变形,故称这种变形为伸长类变形。
15. 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一
定是压缩变形,故称这种变形为压缩类变形。
16. 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。 17. 材料的冲压性能好,就是说其便于冲压加工,一次冲压工序的极限变形
程度和总的极限变形程度大,生产率高,容易得到高质量的冲压件,模具寿命长等。
18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。屈强比小,对所有的冲
压成形工艺都有利。
二、判断题(正确的打√,错误的打×)
1. 变形抗力小的软金属,其塑性一定好。
(×)
2. 物体的塑性仅仅取决于物体的种类,与变形方式和变形条件无
关。 (×)
3. 金属的柔软性好,则表示其塑性好。
(×)
4. 变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下,引起塑
性变形的单位变形力。 (×)
5. 物体某个方向上为正应力时,该方向的应变一定是正应变。
(×)
6. 物体某个方向上为负应力时,该方向的应变一定是负应变。
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(×)
7. 物体受三向等压应力时,其塑性变形可以很大。
(×)
8. 材料的塑性是物质一种不变的性质。
(×)
9. 金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。
(×)
10. 物体受三向等拉应力时,坯料不会产生任何塑性变形。
(∨)
11. 当坯料受三向拉应力作用,而且
拉应力
?????123?0时,在最大
?1方向上的变形一定是伸长变形,在最小拉应力
?3方
向上的变形一定是压缩变形。 (∨) 12. 当坯料受三向压应力作用,而且0?压应力
?????123时,在最小
?3方向上的变形一定是伸长变形,在最大压应力
?1方
向上的变形一定是压缩变形。 (∨)
三、问答题
1. 影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些?
影响金属塑性的因素有如下几个方面: (1)化学成分及组织; (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。
屈服条件的表达式为:?1_?2???s,其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。
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3. 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。
4. 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?
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向异性。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γ表示。γ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γ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γ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Δγ?它对冲压工艺有何影响?
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Δγ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Δγ愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的切边高度愈大。 由于Δγ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Δγ。
7. 如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?
板料对冲压成形工艺的适应能力,称为板料的冲压成形性能。它包括:抗破裂性、贴模性和定形性。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。
第二章 冲裁工艺及冲裁模设计 复习题答案
1. 冲裁既可以直接冲制成品零件,又可以为其他成形工序制备毛坯。
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2. 从广义来说,利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。但一般来说,冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。
3. 冲裁根据变形机理的不同,可分为普通冲裁和精密冲裁。
4. 冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。 5. 冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。 6. 圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。 7. 光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分,它是在塑性变形过程中
凸模与凹模挤压切入材料,使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。
8. 冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。
9. 塑性差的材料,断裂倾向严重,剪裂带增宽,而光亮带所占比例较少,
毛刺和圆角带大;反之,塑性好的材料,光亮带所占比例较大。 10. 增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为:减小冲裁间隙、用压板压紧凹模
面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力,此外,还要合理选择塔边、注意润滑等。
11. 减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有:尽可能采用合理间隙的下限值,
保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。 12. 冲裁凸模和凹模之间的间隙,不仅对冲裁件的质量有极重要的影响,而
且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。
13. 冲裁间隙过小时,将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。 14. 合理间隙冲裁时,上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合,光亮带约占
板厚的1/2~1/3左右,切断面的塌角、毛刺和斜度均较小,完全可以满足一般冲裁件的要求。
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15. 间隙过小时,出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些,但易去除,而且
断面的斜度和塌角小,在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。 16. 冲裁间隙越大,冲裁件断面光亮带区域越小,毛刺越大;断面上出现二
次光亮带是因间隙太小而引起的。
17. 影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。
18. 间隙过大时,致使断面光亮带减小,塌角及斜度增大,形成厚而大的拉
长毛刺。
19. 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越
小,则精度越高。
20. 所选间隙值的大小,直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。
21. 影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面,一是冲模本身的制造偏差,二
是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件的形状和尺寸、材料的相对厚度t/D等,其中间隙起主导作用。
22. 当间隙较大时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸;
冲孔件的孔径大于凸模尺寸。
23. 当间隙较小时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸大于凹模尺寸,
冲孔件的孔径小于凸模尺寸。
24. 对于比较软的材料,弹性变形量小,冲裁后的弹性回复值亦小,因而冲
裁件的精度较高;对于较硬的材料则正好相反。 25. 冲模的制造精度越高,则冲裁件的精度越高。
26. 间隙过小,模具寿命会缩短,采用较大的间隙,可延长模具寿命。 27. 随着间隙的增大,冲裁力有一定程度的降低,而卸料力和推料力降低明
显。
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28. 凸、凹模磨钝后,其刃口处形成圆角,冲裁件上就会出现不正常的毛刺,
凸模刃口磨钝时,在落料件边缘产生毛刺;凹模刃口磨钝时,在冲孔件孔口边缘产生毛刺;凸、凹模刃口均磨钝时,则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。消除凸(凹)模刃口圆角的方法是修磨凸(凹)模的工作端面。
29. 冲裁间隙的数值,等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。 30. 在设计和制造新模具时,应采用最小的合理间隙。
31. 材料的厚度越大,塑性越低的硬脆性材料,则所需间隙c值就越大;而
厚度越薄、塑性越好的材料,所需间隙值就越小。
32. 合理间隙值和许多因素有关,其主要受材料的力学性能和材料厚度因素
的影响。
33. 在冲压实际生产中,主要根据冲裁件的断面质量、尺寸精度和模具寿命
三个因素给间隙规定一个范围值。
34. 在设计模具时,对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件,应选用较小的
间隙值;对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件,以提高模具寿命为主,应选用较大的间隙值。
35. 冲孔时,凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。 36. 落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等,冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相
等。
37. 冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的尺寸精度、冲裁间隙、刃口尺
寸磨损有关。
38. 落料时,因落料件的大端尺寸与凹模尺寸相等,应先确定凹模尺寸,即
以凹模尺寸为基础,为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸范围内较小尺寸,而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。
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39. 冲孔时,因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致,应先确定凸模尺寸,即以
凸模尺寸为基础,为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸范围内较大尺寸,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。
40. 凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有互换性,制造周期短,便于成
批生产。其缺点是模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。 41. 配制加工法就是先按设计尺寸加工一个基准件(凸模或凹模),然后根
据基准件的实际尺寸再按间隙配作另一件。
42. 落料时,应以凹模为基准配制凸模,凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分
别进行计算。
43. 冲孔时,应以凸模为基准配制凹模,凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分
别进行计算。
44. 凸、凹模分开制造时,它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条
件。
45. 配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由配制保证,工艺比较简单,不
必校核 δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件,并且可放大基准件的制造公差,使制造容易。
46. 冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小冲裁间隙配制。故在凹
模上只标注基本尺寸,不标注公差,同时在零件图的技术要求上注明凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制,保证双面间隙为2cmin~2max。 47. 冲裁件的经济公差等于不高于IT11级,一般落料件公差最好低于IT10
级,冲孔件最好低于IT9级。
48. 冲裁件的工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
49. 冲裁件的工艺性分析,主要从冲裁件的结构工艺性、冲裁件的精度和冲
裁件的断面质量等三方面进行。
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50. 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙刃口锐钝情况
以及冲模的结构有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时,其断面粗糙度值Ra一般可达12.5~3.2。
51. 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。
52. 排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具的结
构及使用寿命等。
53. 材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比,它是衡量合理利用
材料的指标。
54. 冲裁产生的废料可分为两类,一类是结构废料,另一类是工艺废料。 55. 减少工艺废料的措施是:设计合理的排样方案,选择合理的板料规格和
合理的搭边值;利用废料作小零件。
56. 排样的方法,按有无废料的情况可分为有废料排样、无废料排样和少废
料排样。
57. 对于有废料排样,冲裁件的尺寸完全由冲模来保证,因此制件的精度高,
模具寿命高,但材料利用率低。
58. 无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件,无任何搭边,冲裁件
的质量和精度要差一些,但材料的利用率高。
59. 排样时,冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭
边。
60. 搭边是一种工艺废料废料,但它可以补偿定位误差和料宽误差,确保制
件合格;搭边还可增加条料刚度,提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙,从而提高模具寿命。
61. 硬材料的搭边值可小一些;软材料、脆材料的搭边值要大一些。冲裁件
尺寸大或者有尖突复杂形状时,搭边值取大一些;材料厚的搭边值要取大一些。
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62. 手工送料,有侧压装置的搭边值可以小,刚性卸料的比弹性卸料的搭边
值大。
63. 冲裁件尺寸大或是有尖角时,搭边值取大一些;材料厚的搭边值要取大
一些。在冲裁件过程中,冲裁力是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。
64. 在冲裁结束时,由于材料的弹性回复及摩擦的存在,将使冲落部分的材
料梗塞在 凹模内,而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。
65. 从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称卸料力,将梗塞在凹模内
的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称推料力,逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称顶料力。
66. 采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、卸料力、
推料力之和;采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、推料力之和;采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时,冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力、顶料力之和。
67. 为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动,常
用阶梯凸模冲裁法、斜刃口冲裁法和加热冲裁法来降低冲裁力。 68. 在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下,为了能避免小直径凸
模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象,凸模应采用阶梯布置,即将小凸模做短一些。这样可保证冲裁时,大直径凸模先冲。 69. 阶梯冲裁时,大凸模长度应比小凸模长度长,可以保证冲裁时大凸模先
冲。
70. 采用斜刃冲裁时,为了保证冲件平整,落料时应将凸模做成平刃;冲孔
时应将凹模做成平刃。
71. 材料加热后,由于抗剪强度降低,从而降低了冲裁力。
72. 模具压力中心就是冲压力合力的作用点。模具的压力中心应该通过压力
机滑块的中心线。如果模具的压力中心不通过压力机滑块的中心线,则
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冲压时滑块会承受偏心载荷,导致滑块、压力机导轨及模具导向部分零件不正常磨损;还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件的质量和模具的寿命。
73. 冲裁模的形式很多,按送料、出件及排除废料的自动化程度可分为手动
模、半自动模和自动模等三种。
74. 按工序组合程度分,冲裁模可分为单工序模、级进模和复合模等几种。 75. 在压力机的一次行程中,只完成一个冲压工序的冲模称为单工序模。 76. 在条料的送进方向上,具有两个或两个以上的工位,并在压力机的一次
行程中,在不同的工位上完成两个或两个以上工位的冲压工序的冲模称为级进模。
77. 在压力机的一次行程中,在模具的同一位置上,完成两个或两个以上的
冲压工序的模具,叫复合模。
78. 冲裁模具零件可分为工艺零件、结构零件。
79. 组成冲模的零件有工作零件,定位零件,导向零件,压料,卸料和出件
零件,支撑零件,紧固及其它零件等。
80. 在冲模中,直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工艺零件。 81. 由于级进模的工位较多,因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位
问题,才能保证冲压件的质量。
82. 定位零件是指用于确定条料或工件在模具中的正确位置的零件。 83. 所谓导向零件,是用于确定上、下模相对位置、保证位置精度的零件。 84. 级进模中,典型的定位结构有挡料钉及导正销和侧刃等两种。 85. 无导向单工序冲裁模的特点是结构简单,制造成本低,但使用时安装调
整凸、凹模间隙较不方便,冲裁件质量差,模具寿命低,操作不安全。因而只适用于精度不高、形状简单,批量小的冲裁件的冲压。
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86. 由于级进模生产率高,便于操作,易实现生产自动化,但轮廓尺寸大,
制造复杂,成本高,所以一般适用于批量大、小尺寸工件的冲压生产。 87. 由于级进模的工位较多,因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位
问题,才能保证冲压件的质量。常用的定位零件是挡料钉和侧刃。 88. 应用级进模冲压,排样设计很重要,它不但要考虑材料的合理利用,还
应考虑制件的精度要求、冲压成形规律、模具寿命等问题。
89. 级进模的排样设计时,对零件精度要求高的,除了注意采用精确的定位
方法外,还应尽量减少工位数,以减少定位累积误差。孔距公差较小的孔应尽量在同一工位中冲出。
90. 在级进模的排样设计中,对孔壁距离小的制件,考虑到模具的强度,其
孔可分步冲出;工位之间壁厚小的,应增设空位;外形复杂的制件,应分步冲出,以简化凸模、凹模形状,增强其强度,便于加工和装配;侧刃的位置应尽量避免导致凸、凹模局部工作以免损坏刃口,影响模具寿命。
91. 需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的零件,采用连续冲压时,位于成形
过程变形部位上的孔,应安排在成形后冲出,落料或切断工步一般安排在最后工位上。
92. 全部为冲裁工步的级进模,一般是先冲孔后落料。先冲出的孔可作为后
续工位的定位孔,若该孔不适合定位或定位要求较高时,则应冲出工艺孔作定位用。
93. 套料连续冲裁,按由里向外的顺序,先冲内轮廓后冲外轮廓。 94. 复合模在结构上的主要特征是有一个既是冲孔的凹模又是落料凸模的
凸凹模。
95. 按照落料凹模的位置不同,复合模分为顺装复合模和倒装复合模两种。 96. 凸凹模在上模,落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模。
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97. 复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔与外形的相对位置精度高,板
料的定位精度高,冲模的外形尺寸较小,但复合模结构复杂,制造精度高,成本高。所以复合模一般用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。 98. 凸模的结构形式,按其断面形状分为圆形、非圆形;按刃口形状有平刃、
斜刃等;按结构分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。 99. 凸模的固定方式有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结固定和快
换固定等。
100. 圆形凸模常用的固定方法有台阶式和快换式。
101. 由于模具结构的需要,凸模的长度大于极限长度,或凸模工作部分直径
小于允许的最小值,就应该采用凸模护套等方法加以保护。
102. 整体阶梯式圆形凸模强度高,刚性好,装配修磨方便。其工作部分的尺
寸由计算而得;与凸模固定板配合部分按过渡配合制造。
103. 非圆形凸模,如果固定部分为圆形,必须在固定端接缝处加防转销;以
铆接法固定时,铆接部分的硬度较工作部分要低。
104. 凹模的类型很多,按外形分有圆形、方形或长方形,按结构分有整体式
和镶拼式;按刃口形式分有平刃和斜刃。
105. 直刃壁孔口凹模,其特点是刃口强度较高,修磨后刃口尺寸不变,制造
较方便。但是在废料或冲件向下推出的模具结构中,废料会积存在孔口内,凹模胀力大,刃壁磨损快,且每次修磨量较大。
106. 斜刃壁孔口凹模,其特点是孔口内不易积料,每次修磨量小,刃口强度
较差。修磨后刃口尺寸会变大,这种刃口一般用于形状简单的冲件冲裁,并一般用于精度要求不高的下出件的模具。
107. 复合模的凸凹模壁厚最小值与冲模结构有关,顺装式复合模的凸凹模壁
厚可小些;倒装式复合模的凸凹模壁厚应大些。
108. 对于大中型的凸、凹模或形状复杂,局部薄弱的小型凸、凹模常采用镶
拼结构。
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109. 镶拼结构的凸、凹模设计原则是:力求改善加工工艺性,减少钳工工作
量,提高模具加工精度;便于装配和维修;满足冲压工艺,提高冲压件质量。
110. 设计镶拼结构的凸、凹模时,A、应尽量将复杂形状的内形加工变成外
形加工,以便切削加工和磨削;B、应该沿转角、尖角分割,并尽量使拼块角度大于或等于90°;C、圆弧尽量单独分块,拼接线应在离切点4~7的直线处,大圆弧和长直线可分成几块,另外应与刃口垂直,且不宜过长,一般为12~15mm ;D、为了满足冲压工艺的要求,提高冲件质量,凸模和凹模的拼接线应至少错开3~5mm ,以免冲裁件产生毛刺;E、为了方便装配、调整和维修,对比较薄弱或容易磨损的局部凸出或凹进部分,应单独镶拼,拼块之间应能通过磨削或增减垫片的方法调整其间隙或保证中心距公差。
111. 条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位,一是在与送料方向垂直
方向上的限位,保证条料沿正确的方向送进,称为送进导向。二是在送料方向上的限位,控制条料一次送进长度,称为送料定距。
112. 属于条料导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板,属于送料定距的
定位零件有始用挡料销、挡料销、导正销、侧刃等,属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。
113. 导料销导正定位多用于单工序模和复合模中。使用导正销的目的是消除
送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。导正销通常与挡料销,也可与侧刃配合使用。
114. 条料在送进方向上的送进距离称为步距。 115. 导料销导向定位多用于单工序模具和复合模中。
116. 如果条料的公差大,为了避免条料在导料扳中的偏摆,使最小搭边得到
保证,应在送料方向的一侧设置侧压装置,迫使条料始终紧帖一侧导料扳。
15
117. 当卸料板仅起卸料作用时,凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度,
一般在0.2~0.5mm之间,板料薄的取小值,板料厚的取大值。当卸料板兼起导板作用时,一般按H7/h6配合制造,但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间间隙,以保证凸模、凹模的正确配合。 118. 使用导正销的目的是消除送料导向和送料定距或定位板等粗定位的误
差。导正销通常与挡料钉配合使用,也可以与侧刃配合使用。 119. 定位板和定位销是作为单个毛坯或工序件的定位件,其定位方式由外形
定位和内孔定位两种。
120. 弹压卸料板既起压料作用,又起卸料作用,所得的冲裁件质量较好,平
直度较高,因此,质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。 121. 小孔冲裁模与一般冲裁模的最大区别是:小孔冲裁模具有各种增强凸模
刚度和强度的结构。
122. 硬质合金冲模一般是指凸模或凹模为硬质合金。设计时要避免工作零件
单边受力;便于模具装配和调整:应尽量避免斜排和交叉排样,而用直排和对排排样。
123. 整修时,材料变形过程与冲裁不同,整修与切削加工相似。
124. 要达到精冲的目的,需要有压料力、冲裁力、反顶力等三种压力,并要
求这三种压力按顺序施压。
125. 适宜精冲的材料应该具有低的屈服强度、小的屈服比、好的塑性。 126. 精密冲裁一般是指带齿圈压板精冲法,通常称为齿圈压板精冲法。精冲
时的搭边值比普通冲裁大。
127. 精冲模按结构特点分为固定凸模精冲模和活动凸模精冲模。
128. 确定冲裁模总体结构的原则是:不仅要保证冲出合格的冲压件,而且要
适应生产批量的要求,结构尽量简单,制造容易,调整和维修方便,操作安全、可靠,寿命高,成本低。
16
129. 精冲凸、凹模的间隙很小,一般双面间隙为材料厚度的0.5%~3%。 130. 确定冲模总体结构的原则是:不仅要保证冲出合格制件,而且要适应生
产批量的要求,结构尽量简单,制造容易,调整和维修方便,操作安全可靠,寿命高,成本低。
131. 冲裁模类型首先决定于生产批量,冲裁件的质量要求和形状尺寸是确定
冲裁模类型的重要依据。
二、判断题(正确的打√,错误的打×)
1.冲裁间隙过大时,断面将出现二次光亮带。 ( × ) 2.冲裁件的塑性差,则断面上毛面和塌角的比例大。 ( × ) 3.形状复杂的冲裁件,适于用凸、凹模分开加工。 ( × ) 4.对配作加工的凸、凹模,其零件图无需标注尺寸和公差,只说明配作间隙值。( × )
5.整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。 ( × ) 6.利用结构废料冲制冲件,也是合理排样的一种方法。 ( ∨ ) 7.采用斜刃冲裁或阶梯冲裁,不仅可以降低冲裁力,而且也能减少冲裁功。 ( × )
8.冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时,为了降低冲裁力,一般采用加热冲裁的方法进行。 ( ∨ )9.冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。 ( × )
10.模具的压力中心就是冲压件的重心。 ( × ) 11.冲裁规则形状的冲件时,模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。 ( × )
12.在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔(或落料)的冲模称为复合模。
17
( × )
13.凡是有凸凹模的模具就是复合模。 ( × ) 14.在冲模中,直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。 ( × )
15.导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。 ( × ) 16.侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。 ( × )
17.侧压装置因其侧压力都较小,因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。
( × ) 18.对配作的凸、凹模,其工作图无需标注尺寸及公差,只需说明配作间隙
值。( × ) 19.采用斜刃冲裁时,为了保证工件平整,冲孔时凸模应作成平刃,而将凹模作成斜刃。
( × )
20.采用斜刃冲裁时,为了保证工件平整,落料时凸模应作成平刃,而将凹模作成斜刃。
( ∨ )
21.凸模较大时,一般需要加垫板,凸模较小时,一般不需要加垫板。( × )
22.在级进模中,落料或切断工步一般安排在最后工位上。 ( ∨ ) 23.在与送料方向垂直的方向上限位,保证条料沿正确方向送进称为送料定距。( × )
24.模具紧固件在选用时,螺钉最好选用外六角的,它紧固牢靠,螺钉头不
18
外露。( × )
25.整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。 ( × ) 26.精密冲裁时,材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。 ( ∨ )
27.在级进模中,根据零件的成形规律对排样的要求,需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件,位于成形过程变形部位上的孔,应安排在成形工位之前冲出。 ( × )
28.压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时,上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。 ( × ) 三、选择题(将正确的答案序号填到题目的空格处)
8. 1.冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了___A________。 9. A、光亮带 B、毛刺 C、断裂带
10. 2.模具的合理间隙是靠___C________刃口尺寸及公差来实现。 11. A、凸模 B、凹模 C、凸模和凹模 D、凸凹模 12. 3.落料时,其刃口尺寸计算原则是先确定____A_______。
13. A、凹模刃口尺寸 B、凸模刃口尺寸 C、凸、凹模尺寸公差 14. 4.当冲裁间隙较大时,冲裁后因材料弹性回复,使冲孔件尺寸
____A____凸模尺寸,落料件尺寸_____A___凹模尺寸。
15. A、大于,小于 B、大于,大于 C、小于,小于 D、小于,大
于
16. 5.对T形件,为提高材料的利用率,应采用_____C______。 17. A、多排 B、直对排 C、斜对排
18. 6.冲裁多孔冲件时,为了降低冲裁力,应采用______A_____的方法
来实现小设备冲裁大冲件。
19. A、阶梯凸模冲裁 B、斜刃冲裁 C、加热冲裁 20. 7.斜刃冲裁比平刃冲裁有_____C______的优点。
21. A、模具制造简单 B、冲件外形复杂 C、冲裁力小
22. 8.为使冲裁过程的顺利进行,将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁
方向从凹模孔中推出,所需要的力称为______A_____。 23. A、推料力 B、卸料力 C、顶件力
24. 9.模具的压力中心就是冲压力____C_______的作用点。 25. A、最大分力 B、最小分力 C、合力
26. 10.冲制一工件,冲裁力为F,采用刚性卸料、下出件方式,则总压
力为_____B______。
27. A、冲裁力+卸料力 B、冲裁力+推料力 C、冲裁力+卸料力+推料
力
19
28. 11.如果模具的压力中心不通过滑块的中心线,则冲压时滑块会承受
偏心载荷,导致导轨和模具导向部分零件______B_____。 29. A、正常磨损 B、非正常磨损 C、初期磨损
30. 12.冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求,宜采用_____
C______。
31. A、导板模 B、级进模 C、复合模
32. 13.用于高速压力机上的模具是______B_____。 33. A、导板模 B、级进模 C、复合模
34. 14.用于高速压力机的冲压材料是_____C______。 35. A、板料 B、条料 C、卷料
36. 15.对步距要求高的级进模,采用_____B______的定位方法。
37. A、固定挡料销 B、侧刃+导正销 C、固定挡料销+始用挡料
销
38. 16.材料厚度较薄,则条料定位应该采用_____ C______。 39. A、固定挡料销+导正销 B、活动挡料销 C、侧刃
40. 17.导板模中,要保证凸、凹模正确配合,主要靠______B____导向。 41. A、导筒 B、导板 C、导柱、导套
42. 18.在导柱式单工序冲裁模中,导柱与导套的配合采用_____C_____。 43. A、H7/m6 B、H7/r6 C、H7/h6 44. 19.由于级进模的生产效率高,便于操作,但轮廓尺寸大,制造复杂,
成本高,所以一般适用于_______A___冲压件的生产。
45. A、大批量、小型 B、小批量、中型 C、小批量、大型 D、
大批量、大型
46. 20.推板或顶板与凹模呈_A__配合,其外形尺寸一般按公差与配合国
家标准_F__制造。
47. A、间隙 B、过渡 C、过盈 D、H8 E、m6 F、h8
48. 21、侧刃与导正销共同使用时,侧刃的长度应______C____步距。 49. A、≥ B、≤ C、> D、<
50. 22.对于冲制小孔的凸模,应考虑其_____A_____ 51. A、导向装置 B、修磨方便 C、连接强度
52. 23.精度高、形状复杂的冲件一般采用_____A_____凹模形式。 53. A、直筒式刃口 B、锥筒式刃口 C、斜刃口
54. 24.为了保证凹模的壁厚强度,条料定位宜采用_____A_____。 55. A、活动挡料销 B、始用挡料销 C、固定挡料销
56. 25.弹性卸料装置除起卸料作用外,还有_____C_____的作用。 57. A、卸料力大 B、平直度低 C、压料作用
58. 26.压入式模柄与上模座呈____A______的配合,并加销钉以防转动。 59. A、H7/m6 B、M7/m6 C、H7/h6
60. 27.中、小型模具的上模是通过______B____固定在压力机滑块上的。 61. A、导板 B、模柄 C、上模座
62. 28.大型模具或上模座中开有推板孔的中、小型模具应选用
_____B_____模柄。
63. A、旋入式 B、带凸缘式 C、压入式
64. 29.旋入式模柄是通过_____B_____与上模座连接。
20
65. A、过渡配合 B、螺纹 C、螺钉
66. 30.小凸模冲孔的导板模中,凸模与固定板呈_____A_____配合。 67. A、间隙 B、过渡 C、过盈
68. 31.对角导柱模架上、下模座,其工作平面的横向尺寸一般
____C______纵向尺寸,常用于____A______。
69. A、横向送料的级进模 B、纵向送料的单工序模或复合模 C、大
D、纵向送料的级进模 E、小 F、横向送料的单工序模或复合模 70. 32.能进行三个方向送料,操作方便的模架结构是____B______。 71. A、对角导柱模架 B、后侧导柱模架 C、中间导柱模架
72. 33.为了保证条料定位精度,使用侧刃定距的级进模可采用
______B____。
73. A、长方形侧刃 B、成形侧刃 C、尖角侧刃 74. 34.中间导柱模架,只能_____C_____向送料,一般用于_____B_____。 75. A、级进模 B、单工序模或复合模 C、纵 D、横 76. 35.四角导柱模架常用于_____A_____。
77. A、自动模 B、手工送料模 C、横向送料手动模
78. 36.凸模与凸模固定板之间采用__A__配合,装配后将凸模端面与固
定板一起磨平。
79. A、H7/h6 B、H7/r6 C、H7/m6
80. 37.冲裁大小不同、相距较近的孔时,为了减少孔的变形,应先冲
___A____和_____D_____的孔,后冲_____B_____和______C____的孔。 81. A、大 B、小 C、精度高 D、一般精度 82. 38.整修的特点是_____A_____。
83. A、类似切削加工 B、冲压定位方便 C、对材料塑性要求较
高 四、问答题
1. 什么是冲裁工序?它在生产中有何作用?
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。
2. 冲裁的变形过程是怎样的?
冲裁的变形过程分为三个阶段如图2-1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)。
21
图2-1 冲裁变形过程
3. 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,如图2-2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。
a—圆角带;b—光亮带;c—断裂带;d—毛刺
22
图2-2 冲裁件的断面特征
4. 什么是冲裁间隙?冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响?
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2-3(b)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2-3(a)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。
(a)间隙过小时;(b)间隙合理时;(c)间隙过小时
图3 冲裁间隙对冲裁质量的影响
5. 冲裁模的凸模、凹模采用分开加工有什么特点?
形状简单的凸模、凹模,容易损坏的、需要快换的凸模、凹模,一般采用分开加工。
该种加工方法的特点是:凸模、凹模的加工精度高,凸模、凹模具有互换性,但成本较高,并且需要满足如下条件:
???pd?zmax?zmin
式中:δp—凸模的制造公差; δd—凹模的制造公差;
23
ZMAX—最大初始双面间隙; Zmin—最小初始双面间隙。
6. 如何确定分开加工时凸模、凹模的刃口尺寸?
1.对冲孔模,应该先按工件孔径尺寸确定基准件凸模的刃口尺寸和公差,再按间隙确定凹模的刃口尺寸和公差。由于凸模在使用过程中的磨损,使其尺寸越来越小,为了增加模具的使用寿命,所以凸模尺寸应该取在工件孔径的最大极限尺寸附近,即:
0?(?x?)dpdmin??p
?d??)(d ddzp?min0在同一工位上需要冲出两个孔时,凹模型孔的中心距Ld按下式计算:
Ld?1?Lm8?
2..对落料模,应该先按工件的外形尺寸确定基准件凹模的刃口尺寸和公差,
再按间隙确定凸模的刃口尺寸和公差。由于凹模在使用过程中的磨损,使其尺寸越来越大,所以落料件凹模刃口尺寸应该取在工件尺寸的最小极限尺寸附近,即:
??d?(?x?) DdDmaxDp?(Dd?zmin)??p
式中:dp—冲孔凸模的公称尺寸; dd—冲孔凹模的公称尺寸; dmin—冲孔件的最小极限尺寸; Lm—工件中心距的平均尺寸; D p—落料凸模的公称尺寸; D d—落料凹模的公称尺寸; Dmax—落料件的最大极限尺寸; Δ—工件公差值;
Zmin—最小(双面)合理间隙值;
δp --凸模的制造公差,取δp=0.4(Zmax-Zmin);
24
δd--凹模的制造公差,取δd=0.6(Zmax-Zmin);
X—磨损系数,当工件公差等级为IT10及以上时,取X=1;当工件公差为IT11~IT13时,取X=0.75;当工件公差等级为IT14及以下时,取X=0.5.
7. 如何确定配合加工时凸模、凹模的刃口尺寸?
对于形状复杂的冲裁件,在实际生产中,其凸模和凹模的加工常常采用配合加工的方法。该方法是先确定基准件(一般冲孔件选凸模、落料件选凹模),只计算基准件的刃口尺寸、确定基准件的公差,按基准件尺寸和公差要求做好基准件,然后按基准件的实际尺寸来配做另一件,使配做加工的凸模与凹模之间满足合理间隙值就可以了,不必确定非基准件的制造公差。这样凸模、凹模的公差就不再受间隙公差的限制而可以取得比较大(一般取为制件公差的四分之一),使得加工容易,成本降低。
图2-4 复杂形状冲裁件的尺寸分类
图2-5 凹模的磨损示意
如图2-4所示的复杂形状落料件,在同一个凹模上,有的尺寸在凹模磨损以后变大(如图4中的A类尺寸)、有的尺寸变小(图4中的B类尺寸),而有的尺寸在磨损以后不变(图4中的C类尺寸)这时,对刃口尺寸的计算就应该区别对待。
图2-5表示出了凹模在磨损以后尺寸的变化情况。
A类尺寸的凹模在磨损以后尺寸变大,就相当于圆形等简单形状的凹模的磨损,所以这类尺寸的计算就可以用前面落料凹模的刃口尺寸计算公式来计算,即:
25
??d?(?x?) AdAmaxB类尺寸的凹模在磨损以后尺寸变小,就相当于圆形凸模的磨损,所以这类
尺寸的计算也就可以用前面冲孔凸模的刃口尺寸计算公式来计算,即:
B?(Bdmin?x?)??d
C类尺寸的凹模磨损以后不变,就相当于冲孔凹模上的中心距的尺寸,所以
Cd1?Cm??
8而在落料凸模刃口上标注与凹模相应的基本计算尺寸,只在技术要求里面注明:按相应凹模刃口实际尺寸配制,保证最小双面间隙值多少(可查教材上的表2.2.3表4-1或2.2.4)。 如果是一个形状复杂的孔,根据相同的分析方法,可以得到复杂形状冲孔凸模刃口尺寸计算公式,如下所示:
8. 降低冲裁力的措施有哪些?
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:
(1).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。
(2).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2-6所示。
(3).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2-6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。
26
84.
(a) (b) (c)
图6 减小冲裁力的设计
斜刃落料;(b)斜刃冲孔;(c)阶梯凸模冲裁法
9. 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。
10.
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。
11.
怎样确定冲裁模的工序组合方式?
确定冲裁模的组合方式时,一般根据以下条件:
(1).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。
(2).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
27
此,工件尺寸公差等级较高时,宜采用复合模的结构。
(3).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。 (4).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。
(5).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。
12.
怎样选择凸模材料?
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58~62HRC。
13.
什么条件下选择侧刃对条料定位?
一般在下列情况下,采用侧刃来控制条料的送进步距:
(1).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。
(2).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。
(3).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。 (4).当被冲材料的厚度较薄(t <0.5 mm)时,可以采用侧刃定距。 14.
什么情况下采用双侧刃定位?
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。 15.
凸模垫板的作用是什么?如何正确的设计垫板?
28
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,热处理的淬火硬度值为48~52HRC,上下表面的粗糙度为Ra0.8以下。
16.
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。
17.
卸料板型孔与凸模的关系是怎样的?
(1).在固定卸料装置中,当卸料板仅仅起卸料作用时,卸料板型孔与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大,一般取单边间隙(0.2~0.5)t。当固定卸料板除卸料的作用外,还要对凸模进行导向,这时,卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。
(2).弹压卸料装置中,卸料板型孔与凸模之间的单面间隙取(0.1~0.2)t。若弹压卸料板还要起对凸模的导向作用时,同样,卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。
18.
什么是顺装复合模与倒装复合模?
根据落料凹模是在模具的上模还是下模,将复合模分成顺装复合模和倒装复合模。其中,落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模,落料凹模在上模的复合模称为倒装复合模。
19.
什么是带齿圈压板的精冲法?
带齿圈压板的精冲法,又叫强力压边精冲法,是目前国际上应用最为广泛的精冲方法。它除了采用极小的间隙、凸模或凹模刃口带有小圆角外,又采用了一
29
个强有力的顶件装置和带有“V”形凸梗的压边装置。被冲材料处于三向压应力状态,提高了材料的塑性,抑制的裂纹的产生,其结果就是工件断面几乎都是光亮带,并且断面与板平面垂直,工件的尺寸精度可达IT7级左右,断面粗糙度值可达Ra1.6~0.2μm。
20.
什么是齿圈压板?精冲模中的齿圈压板有何作用?
精冲模和普通冲模的最大区别就在于采用了V形齿圈压板。所谓齿圈压板是指在压板或凹模上,围绕工件轮廓一定距离设置的V形凸梗。
齿圈压板的作用就是阻止剪切区以外的金属板料,在冲裁过程中进入到剪切区内,以便在剪切区内的材料处于三向压应力状态;压紧被冲材料,避免板料的弯曲和拉伸变形;冲裁完成后又起卸料的作用。
21.
精冲工艺对压力机有哪些特殊要求?
精冲工艺的实现,要求压力机要提供三种压力,即:使材料分离的剪切力、压料力和顶件力。但这三种力不是同时产生的,而是需要压力机按精冲工艺的要求顺序产生。所以精冲工艺对压力机有如下特殊要求:
(1).三种压力按精冲工艺的要求顺序产生,并且能够单独进行调整; (2).精冲压力机要有足够的刚性;
(3).精冲压力机的滑块应该能够精密的上下调整; (4).精冲压力机要有足够的导向精度;
(5).精冲压力机的滑块速度要低,且可以调节。 第三章 弯曲工艺及弯曲模具设计 复习题答案
1 、将板料、型材、管材或棒料等 弯成一定角度 、 一定曲率 , 形成一定形状的零件 的冲压法称为弯曲。
2 、弯曲变形区内 应变等于零 的金属层称为应变中性层。
3 、窄板弯曲后起横截面呈 扇 形状。窄板弯曲时的应变状态是 立体 的,而应力状态是 平面 。4 、弯曲终了时, 变形区内圆弧部分所对的圆心角 称为弯曲中心角。 5 、弯曲时,板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为 最小弯曲半径 。
6 、弯曲时,用 相对弯曲半径 表示板料弯曲变形程度,不致使材料破坏的弯曲极限半径称 最小曲半径 。
7、最小弯曲半径的影响因素有 材料的力学性能 、弯曲线方向、材料的热处理状况、 弯曲中心角8 、材料的塑性 越好 ,塑性变形的稳定性越强,许可的最小弯曲半径就 越小 。
30
9 、板料表面和侧面的质量差时,容易造成应力集中并降低塑性变形的 稳定性 ,使材料过早破坏对于冲裁或剪
切坯料,若未经退火,由于切断面存在冷变形硬化层,就会使材料 塑性降低 ,在上述情况下应选用 较大 的弯
曲半径。轧制钢板具有纤维组织, 顺 纤维方向的塑性指标高于 垂直于 纤维方向的塑性指标10 、为了提高弯曲极限变形程度,对于经冷变形硬化的材料,可采用 热处理 以恢复塑性。
11 、为了提高弯曲极限变形程度,对于侧面毛刺大的工件,应 先去毛刺 ;当毛刺较小时,也可使有毛刺的一
面处于 弯曲受压的内缘(或朝向弯曲凸模) ,以免产生应力集中而开裂。
12 、为了提高弯曲极限变形程度,对于厚料,如果结构允许,可以采用 先在弯角内侧开槽后,再曲 的工艺,
如果结构不允许,则采用 加热弯曲或拉弯 的工艺。
13 、在弯曲变形区内,内层纤维切向 受压而缩短 应变,外层纤维切向受 受拉而伸长 应变,而性层 则保持不
变 。
14 、板料塑性弯曲的变形特点是:( 1 ) 中性层内移 ( 2 ) 变形区板料的厚度变薄 ( 3 )形区板料长
度增加 ( 4 )对于细长的板料,纵向产生翘曲,对于窄板,剖面产生畸变。
15 、弯曲时,当外载荷去除后,塑性变形 保留下来 ,而弹性变形 会完全消失 ,使弯曲件 的形和尺寸发生变
化而与模具尺才不一致 ,这种现象叫回弹。其表现形式有 _ 曲率减小 、 弯曲中心角减小 个方面。
16 、相对弯曲半径 r ╱ t 越大,则回弹量 越大 。
17 、影响回弹的因素有: ( 1) 材料的力学性能 ( 2) 变形程度 ( 3) 弯曲中心角 ( 4)曲方式及弯曲
模 ( 5)冲件的形状。
18 、弯曲变形程度用 r / t 来表示。弯曲变形程度越大,回弹 愈小 ,弯曲变形程度越小,回弹大 。
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19 、在实际生产中,要完全消除弯曲件的回弹是不可能的,常采取 改进弯曲件的设计 , 采取适的弯曲工艺
, 合理设计弯曲模 等措施来减少或补偿回弹产生的误差,以提高弯曲件的精度。
20 、改进弯曲件的设计,减少回弹的具体措施有:( 1 ) 尽量避免选用过大的相对弯曲半径 ( 尽量选用
ζ s /E 小,力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。 21 、在弯曲工艺方面,减小回弹最适当的措施是 采用校正弯曲 。
22 、为了减小回弹,在设计弯曲模时,对于软材料(如 10 钢,Q 235 ,H 62 等)其回弹角小5 °,可采
用 在弯曲模上作出补偿角 、并取小的凸模、凹模间隙的方法。对于较硬的材料(如 45 钢,钢,Q 275 等
),为了减小回弹,设计弯曲模时,可根据回弹值 对模具工作部分的形状和尺寸 进行修正
23 、当弯曲件的弯曲半径 r>0.5t 时,坯料总长度应按 中性层展开 原理计算,即L= L1+L2+ α (r+xt)/180 。
24、弯曲件的工艺性是指 弯曲件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求 等是否符合 弯曲加工工艺要求。
25 、弯曲件需多次弯曲时,弯曲次序一般是先弯 外角 ,后弯 内角 ;前次弯曲应考虑后次弯曲可靠的 定位
,后次弯曲不能影响前次以成形的形状。
26 、当弯曲件几何形状不对称时,为了避免压弯时坯料偏移,应尽量 成对弯曲 的工艺。
27 、对于批量大而尺寸小的弯曲件,为了使操作方便、定位准确可靠和提高生产率,应尽量采用进模或复合模 。
28 、弯曲时,为了防止出现偏移,可采用 压料 和 定位 两种方法解决。 29 、弯曲模结构设计时,应注意模具结构应能保证坯料在弯曲时 转动和移动 。
30 、对于弯曲高度不大或要求两边平直的U形件,设计弯曲模时,其凹模深度应 大于零件的高度
31 、对于U形件弯曲模,应当选择合适的间隙,间隙过小,会使工件 弯边厚度变薄 ,降低 凹模命 ,增大 弯
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曲力 ;间隙过大,则回弹 大 ,降低 工件的精度 。 二、判断题(正确的打√,错误的打×)
1 、自由弯曲终了时,凸、凹模对弯曲件进行了校正。 ( × )
2 、从应力状态来看,窄板弯曲时的应力状态是平面的,而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。 ( ∨ )
3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的,而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。 ( × ) 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。 ( × ) 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。 ( × )
6 、对于宽板弯曲,由于宽度方向没有变形,因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 大,增大量愈
大。 ( × )
7 、弯曲时,板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。 ( × ) 8 、冲压弯曲件时,弯曲半径越小,则外层纤维的拉伸越大。 ( ∨ )
9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙,增大弯曲力,可减少弯曲圆角处的塑性变形。 ( × ) 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销,可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。 ( ∨ ) 11 、塑性变形时,金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。 ( ∨ ) 12 、经冷作硬化的弯曲件,其允许变形程度较大。 ( × )
13 、在弯曲变形区内,内缘金属的应力状态因受压而缩短,外缘金属受拉而伸长。 ( ∨ ) 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。 ( × )
15 、一般来说,弯曲件愈复杂,一次弯曲成形角的数量愈多,则弯曲时各部分相互牵制作用愈大则回弹就大。( × )
16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。 ( × )
17 、弯曲件的展开长度,就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。 ( ∨ )
18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时,可具有较小的最小弯曲半径,相反,弯曲件的
曲线与板料的纤维方向垂直时,其最小弯曲半径可大些。( × )
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19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时,若工件有两个相互垂直的弯曲线,排样时可以不考虑纤维方向( × )
三、选择题(将正确答案的序号填在题目的空缺处)
1 、表示板料弯曲变形程度大小的参数是 ___ B _____ 。 A 、 y/ ρ B 、 r/t C 、 E/ ζ S
2 、弯曲件在变形区的切向外侧部分 ____ A ____ 。 A 、受拉应力 B 、受压应力 C 、不受力 3 、弯曲件在变形区内出现断面为扇形的是 ____ B ____ 。 A 、宽板 B 、窄板 C 、薄板
4 、弯曲件的最小相对弯曲半径是限制弯曲件产生 ____ C ____ 。 A 、变形 B 、回弹 C 、裂纹
5 、塑性弯曲时,由于变形区的曲率增大,以及金属各层之间的相互挤压作用,从而引起变形区内径向压应力在
板料表面 ____ A___ ,由表及里逐渐 ____ E ____ ,应力至中性层处达到 ___ _C ____ 。A 、达到最大 B 、达到最小 C 、等于零 D 、增大 E 、减小 F 、最大 G 、最小
6 、材料的塑性好,则反映了弯曲该冲件允许 ___ B _____ 。 A 、回弹量大 B 、变形程度大 C相对弯曲半径大
7 、为了避免弯裂,则弯曲线方向与材料纤维方向 _____ A ___ 。 A 、垂直 B 、平行 C 、重合8 、为了提高弯曲极限变形程度,对于较厚材料的弯曲,常采用 ____ B ____ 。
A 、清除毛刺后弯曲 B 、热处理后弯曲 C 、加热
9 、需要多次弯曲的弯曲件,弯曲的次序一般是 ____ C ____ ,前次弯曲后应考虑后次弯曲有可的定位, 后次
弯曲不能影响前次已成形的形状。
A 、先弯中间部分,后弯两端 B 、先弯成 V 形,后弯成 U 形 C 、先弯两端,后弯中间部分
10 、为保证弯曲可靠进行,二次弯曲间应采用 ____ C ____ 处理。 A 、淬火 B 、回火 C 、退
11 、对塑性较差的材料弯曲,最好采用 ____ C ____ 的方法解决。 A 、增大变形程度 B 、减小对弯曲半径 C 、加热
12 、在进行弯曲模结构设计时,应注意模具结构能保证弯曲时上、下模之间水平方向的错移力 _C ____ 。
A 、达到最大值 B 、等于零 C 、得到平衡
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13 、材料 ____ A ____ ,则反映该材料弯曲时回弹小。 A 、屈服强度小 B 、弹性模量小 C 、冷作硬化
14 、相对弯曲半径 r/t 大,则表示该变形区中 ___ B _____ 。 A 、回弹减小 B 、弹性区域大 塑性区域大
15 、弯曲件形状为 ____ A ____ ,则回弹量最小。 A 、π形 B 、 V 形 C 、 U 形
16 、 r/t 较大时,弯曲模的凸模圆角半径 ___ C _____ 制件圆角半径。 A 、> B 、= C 、<
17 、弯曲件上压制出加强肋,用以 ____ A ____ 。 A 、增加刚度 B 、增大回弹 C 、增加变形
18 、采用拉弯工艺进行弯曲,主要适用于 ____ B ____ 的弯曲件。 A 、回弹小 B 、曲率半径大 硬化大
19 、不对称的弯曲件,弯曲时应注意 ____ B ____ 。 A 、防止回弹 B 、防止偏移 C 、防止弯
20 、弯曲件为 ____ B ____ ,无需考虑设计凸、凹模的间隙。 A 、π形 B 、 V 形 C 、 U 形四、问答题
1 、弯曲变形的过程是怎样的?
虽然各种弯曲件的形状及其使用的弯曲方式有所不同,但从其变形的过程和特点来看却有共同规律。其中的板料压弯工艺是弯曲变形中运用最多的一种,板料从平面弯曲成具有一定角度和形状其变形过程是围绕着弯曲圆角区域展开的,所以弯曲件的圆角部分是弯曲变形的主要变形区。 弯曲变形的过程如图 5-1 所示。将毛坯 4 放在凹模 1 上面的定位板 2 上面,如图 (a)
图 3.4.1 弯曲变形过程
所示,凸模 3 在压力机滑块的带动下向下运动,凸模就逐渐将平板毛坯向下压,板料受压产弯曲变形。随着凸模的不断下压,板料弯曲半径逐渐减小,如图( b )所示。直到压力机滑块下到下死点位置时,板料被紧紧地压在凸模、凹模之间,如图( c )所示。这时,板料地内圆半径
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凸模地圆角半径相同,弯曲变形结束。 2 、 弯曲变形有何特点?
为了分析弯曲变形的特点,在弯曲毛坯的断面上画出间距相等的网格线,如图 5-2 所示,图( 是弯曲变形前的网格,从图( b )弯曲变形后的网格变化,可以看出弯曲变形有如下特点:
图 3.1.2 弯曲变形的特点
1 )弯曲变形主要集中在弯曲圆角部分
从图( b )中我们看到,弯曲变形后板料两端平直部分的网格没有发生变化,而圆角部分的格由原来的方形变成了扇形网格,这就说明弯曲变形集中在圆角部分。 2 )弯曲变形区存在一个变形中性层
从对两图中的网格观察,明显的看见弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化:靠近凸模一边的属纤维层 (a—a) 因为受到压缩而缩短;靠近凹模一边的纤维层( b—b )因为受到拉伸而伸长。就是说,弯曲变形时变形区的纤维由内、外表面至板料中部,其缩短与伸长的程度逐渐变小。由于料的连续性,在两个伸长与缩短的变形区域之间,必定有一层金属纤维层的长度在弯曲前后保持不(如图中的 O—O ),这一金属层就称为应变中性层。 3 )形区材料厚度变薄的现象
板料弯曲时,如果弯曲变形程度较大,变形区外侧材料受拉而伸长,使得厚度方向的材料流动来进行补充,从而使厚度减薄,而内侧材料受压,使厚度方向的材料增厚。由于应变中性层的内移外层的减薄量大于内层区域的增厚量,因此使弯曲变形区的材料厚度变薄。变形程度愈大,变薄现愈明显。
4 )、变形区横断面的变形
对于相对宽度 b/t ( b 为板料的宽度, t 为板料的厚度)较窄的坯料( b/t ≤ 3 的窄板在弯曲变形过程中,板料宽度方向的形状及尺寸也会发生变化:在应变中性层以内的压缩区横截面宽度和高度都增加,而在应变中性层以外的拉伸区横截面的宽度和高度都减小,使整个横截面变成形。对宽度较大的板料( b/t > 3 的宽板),在弯曲时横向变形受到大量材料的阻碍,宽度方向
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尺寸及形状基本保持不变。 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。 4 、 影响最小相对弯曲半径的因素有哪些?
影响板料最小相对弯曲半径数值的因素很多,其中主要有: 1 )材料的机械性能与热处理状态
材料的机械性能与热处理状态对最小相对弯曲半径数值的影响较大,塑性好的材料,其允许有小的弯曲半径。所以在生产实际中,都将冷作硬化的材料,用热处理方法提高其塑性,以获得较小弯曲半径,增大弯曲变形的程度;或者对于塑性较低的金属材料采用加热弯曲的方法,以提高弯曲形程度。
2 )弯曲件的弯曲中心角α
弯曲中心角α是弯曲件的圆角变形区圆弧所对应的圆心角。理论上弯曲变形区局限于圆角区域直边部分不参与变形。但由于材料的相互牵制作用,接近圆角的直边也参与了变形,扩大了弯曲变区的范围,分散了集中在圆角部分的弯曲应变,使变形区外表面的受拉状态有所减缓,因此减小α利于降低最小弯曲半径的数值。 3 )弯曲线的方向
冲压用的金属板料一般都是冷扎钢板,板料也就呈纤维状组织。板料在横向、纵向及厚度方向都呈现出不同的机械性能。一般来讲,钢板在纵向(轧制方向)的抗拉强度比在横向(宽度方向)好,所以弯曲线垂直于轧制方向,则允许有最小的弯曲半径,而弯曲线线平行于轧制方向,则允许最小弯曲半径数值要大些。 4 )板料表面与侧面的质量影响
弯曲用的毛坯一般都是冲裁或剪裁获得,材料剪切断面上的毛刺、裂纹和冷作硬化以及表面的伤和裂纹等缺陷,都会造成弯曲时的应力集中,从而使得材料容易破裂。所以表面质量和断面质量的板料在弯曲时,其最小相对弯曲半径的数值较大。 5 )弯曲件的相对宽度
弯曲件的相对宽度愈大,材料沿宽度方向的流动阻力就愈大。因此,相对宽度较小的窄板,其对弯曲半径的数值可以取得小些。
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5 、影响板料弯曲回弹的主要因素是什么?
在弯曲的过程中,影响回弹的因素很多,其中主要有以下几个方面: 1 )材料的机械性能
材料的屈服极限ζ s 愈高、弹性模量E愈小,弯曲变形的回弹也愈大。 2 )相对弯曲半径 r/t
相对弯曲半径 r/t 愈小,则回弹值愈小。因为相对弯曲半径愈小,变形程度愈大。反之,相弯曲半径愈大,则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的弯曲件不易弯曲成形的原因。 3 )弯曲中心角α
弯曲中心角α愈大,表示变形区的长度愈大,回弹的积累值愈大,因此弯曲中心角的回弹愈大但对曲率半径的回弹没有影响。 4 )模具间隙
弯曲模具的间隙愈大,回弹也愈大。所以,板料厚度的误差愈大,回弹值愈不稳定。 5 )弯曲件的形状
弯曲件的几何形状对回弹值有较大的影响。比如,U形件比V形件的回弹要小些,这是因为U件的底部在弯曲过程中有拉伸变形的成分,故回弹要小些。 6 )弯曲力
弯曲力的大小不同,回弹值也有所不同。校正弯曲时回弹较小,因为校正弯曲时校正力比自由曲时的弯曲力大很多,使变形区的应力与应变状态与自由弯曲时有所不同。 6 、弯曲工艺对弯曲毛坯有什么特殊要求?
工件在弯曲前,毛坯的准备工作对弯曲件的质量有着很重要的意义。弯曲时,制件出现的破裂质量问题,很大一部分原因是由于坯料的质量低劣造成的。所以,弯曲前,对毛坯的合理处理十分要。生产中,一般要注意以下几个方面:
1 、弯曲的毛坯表面在弯曲前应该保持光滑,断面毛刺较高的应该先去除毛刺。如果毛刺高度低,易去除,则弯曲时可以使其靠近凸模的一面,这样在弯曲后毛刺处于工件的内层。如果毛刺在外表(靠近凹模一侧),则由于外层受拉伸作用,在毛刺的周围易产生应力集中现象,促使工件外层破
2 、弯曲前的毛坯准备时应该注意弯曲时工件的弯曲线方向与板料轧制方向保持垂直,否则,容易工件的弯曲变形区外侧产生裂纹甚至破裂现象。如果工件上有两个方向的弯曲,这时弯曲线与轧制向最好能保持不小于30°的夹角。
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3 、弯曲钢材及硬铝时,应该先进行热处理退火,使其塑性增强后再弯曲成形。 7 、弯曲模的设计要点是什么?
在设计弯曲模时,一般应该注意以下几点:
1 、弯曲模的凹模圆角半径的大小应该一致,否则在弯曲时容易使坯料产生滑动,从而影响工件的寸精度。
2 、凹模的圆角半径不能太小,否则会引起弯曲件的局部变形和变薄,影响工件的表面质量。 3 、注意防止弯曲过程中坯料的偏移,为此可以采取以下措施: ( 1 )、弯曲前坯料应有一部分处于弹性压紧状态,然后再弯曲。 ( 2 )、尽量采用毛坯上的孔定位。 4 、注意防止弯曲过程中工件变形
( 1 )、多角弯曲时,模具设计要尽量使各个弯角的变形不在同时进行。
( 2 )、模具设计十,应能保证模具弯曲到下死点时,能对坯料有校正的作用,即实现校正弯曲( 3 )、模具结构设计应充分考虑到消除回弹的影响。
5 、对于形状复杂的弯曲件需要多方向进行弯曲时,应把弯曲动作分解,并选择合适的机构来实现分的弯曲动作。
6 、尽量使弯曲件弯曲后取件安全、方便。
7 、模具应该有足够的刚性,并以合理的模具结构保证工件变形,是提高模具耐用度的重要环节。8、常用弯曲模的凹模结构形式有哪些?
1 )回转式弯曲凹模 2 )斜楔式凹模 3 )摆动式凹模 4 )滑轮式凹模 5 )可换式凹模 折板式弯曲凹模 第四章 一 、 填空题
1 ? 拉深是 是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形 的冲压工艺。
2 ? 拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于,拉深凸、凹模都有一定的 圆角 而不是 锋利 的刃口,其间隙一般稍大于 板料的厚度。
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3 ? 拉深系数 m 是 拉深后的工件直径 和 拉深前的毛坯直径 的比值, m 越小,则变形程度越 大 。
4 ? 拉深过程中,变形区是坯料的 凸缘部分 。坯料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 径向伸长 的变形。
5 ? 对于直壁类轴对称的拉深件,其主要变形特点有:(1) 变形区为凸缘部分 ;(2)坯料变形区在切向 压应力 和径向 拉应力 的作用下,产生切向 压缩 与径向的 伸长 ,即一向受压、一向收拉的变形;(3)极限变形程度主要受 传力区 承载能力的限制。
6 ? 拉深时,凸缘变形区的 起皱 和筒壁传力区的 拉裂 是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。
7 ? 拉深中,产生起皱的现象是因为该区域内受 较大的压应力 的作用,导致材料 失稳 _ 而引起。
8 ? 拉深件的毛坯尺寸确定依据是 面积相等的原则 。
9 ? 拉深件的壁厚 不均匀 。下部壁厚略有 减薄 ,上部却有所 增厚 。 10 ? 在拉深过程中,坯料各区的应力与应变是 不均匀 的。即使在凸缘变形区也是这样,愈靠近外缘,变形程度愈大 ,板料增厚也愈大 。
11 ? 板料的相对厚度 t/D 越小,则抵抗失稳能力越 愈弱 ,越 容易 起皱。 12 ? 因材料性能和模具几何形状等因素的影响,会造成拉深件口部不齐,尤其是经过多次拉深的拉深件,起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大 加大工序件高度或凸缘直径 的方法,拉深后再经过 切边 工序以保证零件质量。 13 ? 拉深工艺顺利进行的必要条件是 筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度 。
14 ? 正方形盒形件的坯料形状是 圆形 ;矩形盒形件的坯料形状为 长圆形 或 椭圆形 。
15 ? 用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确,因此对于形状复杂的拉深件,通常是先 做好拉深模 ,以理论分析方法初步确定的坯料进行试模,经反复试模,直到得到符合要求的冲件时,在 将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据 。
16 ? 影响极限拉深系数的因素有:材料的 力学性能 、板料的 相对厚度 、拉深 条件 等。
17 ? 一般地说,材料组织均匀、 屈强比 小、 塑性 好、板平面方向性小、板厚方向系数大、 硬化指数 大的板料,极限拉深系数较小。
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18 ? 拉深凸模圆角半径太小,会增大 拉应力 ,降低危险断面的抗拉强度,因而会引起拉深件 拉裂 ,降低 极限变形 。
19 ? 拉深凹模圆角半径大,允许的极限拉深系数可 减小 ,但 过大 的圆角半径会使板料悬空面积增大,容易产生 失稳起皱 。
20 ? 拉深凸模、凹模的间隙应适当,太 小 会不利于坯料在拉深时的塑性流动,增大拉深力,而间隙太 大 ,则会影响拉深件的精度,回弹也大。
21 ? 确定拉深次数的方法通常是:根据工件的 相对高度 查表而得,或者采用 推算 法,根据表格查出各次极限拉深系数,然后依次推算出各次拉深直径 。 22 ? 有凸缘圆筒件的总拉深系数 m 大于 极限拉深系数时,或零件的相对高度 h/d 小于 极限相对高度时,则凸缘圆筒件可以一次拉深成形。 23 ? 多次拉深宽凸缘件必须遵循一个原则,即第一次拉深成有凸缘的工序件时,其凸缘的外径应 等于工件的凸缘直径 ,在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成的工序件的 筒壁部分 参与变形,逐步减少其 直径和圆角半径 并增加 高度 ,而第一次拉深时已经成形的凸缘外径 不变 。为了防止在以后拉深工序中,有凸缘圆筒形件的凸缘部分产生变形,在调节工作行程时,应严格控制 拉深高度;在工艺计算时,除了应精确计算工序件的高度,通常有意把第一次拉入凹模的坯料 面积多拉 5% ~ 10% 。这一工艺措施对于板料厚度小于 0.5mm 的拉深件,效果较为显著。
24 ? 拉深时,对于单动压力机,除了使其公称压力 大于工艺力 以外,还必须注意,当拉深行程较大,尤其落料拉深复合时,应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用负荷 曲线之下。 25 ? 当任意两相邻阶梯直径之比都大于相应的圆筒形件的极限拉深系数时,其拉深方法为:由 大 到 小 拉出,这时的拉深次数等于阶梯 数目 。 26 ? 盒形件拉深时圆角部分与直边部分间隙 不同 ,其中圆角部分应该比直边部分间隙 大 。
27 ? 一般情况下,拉深件的公差不宜要求过高。对于要求高的拉深件应加 整形 工序以提高其精度。
28 ? 在拉深成形中,需要摩擦力小的部位必须 进行润滑 ,凹模表面粗糙度应
该 小 ,以降低 摩擦力 ,减小 拉应力 ,以提高极限变形程度。 29 ? 拉深时,凹模和卸料板与板料接触的表面应当润滑,而凸模圆角与板料接
触的表面不宜 太光滑 ,也不宜 润滑 ,以减小由于凸模与材料的相对滑动而使危险断面易于变薄破裂的危险。 二、选择题(将正确的答案序号填到题目的空格处)
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1 、拉深前的扇形单元,拉深后变为 ____ B _______ 。 A 、圆形单元 B 、矩形单元 C 、环形单元
2 、拉深后坯料的径向尺寸 _____ A _____ ,切向尺寸 ___ _A ______ 。 A、增大 减小 B、增大 增大 C、减小 增大 D、减小 减小
3、拉深过程中,坯料的凸缘部分为 _____B_____ 。 A、传力区 B、变形区 C、非变形区
4、拉深时,在板料的凸缘部分,因受 _____B_____ 作用而可能产生起皱现象。 A、 径向压应力 B、切向压应力 C、厚向压应力
5、与凸模圆角接触的板料部分,拉深时厚度 ____B______ 。 A、变厚 B、变薄 C、不变
6、拉深时出现的危险截面是指 _____B_____ 的断面。 A、位于凹模圆角部位 B、位于凸模圆角部位 C、凸缘部位
7、用等面积法确定坯料尺寸,即坯料面积等于拉深件的 _____B_____ 。 A、投影面积 B、表面积 C、截面积
8、拉深过程中应该润滑的部位是 ______A 、 B____ ;不该润滑部位是 _____ C_____ 。
A、压料板与坯料的接触面 B、凹模与坯料的接触面 C、凸模与坯料的接触面 9、 _____D_____ 工序是拉深过程中必不可少的工序。 A、酸洗 B、热处理 C、去毛刺 D、润滑 E、校平
10、需多次拉深的工件,在两次拉深间,许多情况下都不必进行 ____B______ 。从降低成本、提高生产率的角度出发,应尽量减少这个辅助工序。 A、酸洗 B、热处理 C、去毛刺 D、润滑 E、校平
11、经过热处理或表面有油污和其它脏物的工序件表面,需要 _____A _____ 方可继续进行冲压加工或其它工序的加工。 A、酸洗 B、热处理 C、去毛刺 D、润滑 E、校平
12、有凸缘筒形件拉深、其中 ______A____ 对 拉深系数影响最大。 A、凸缘相对直径 B、相对高度 C、相对圆角半径
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13、在宽凸缘的多次拉深时,必须使第一次拉深成的凸缘外径等于 _____C_____ 直径。
A、坯料 B、筒形部分 C、成品零件的凸缘
14、为保证较好的表面质量及厚度均匀,在宽凸缘的多次拉深中,可采用 ______C____ 的工艺方法。
A、变凸缘直径 B、变筒形直径 C、变圆角半径
15、板料的相对厚度t/D较大时,则抵抗失稳能力 ______A____ 。 A、大 B、小 C、不变
16、有凸缘筒形件的极限拉深系数 _____A_____ 无凸缘筒形件的极限拉深系数。 A、小于 B、大于 C、等于
17、无凸缘筒形件拉深时,若冲件h/d _____C_____ 极限h/d,则可一次拉出A 、大于 B、等于 C、小于
18、平端面凹模拉深时,坯料不起皱的条件为t/D _____C_____ 。
A、≥(0.09 ~ 0.17)(m一l) B、 ≤(0.09 ~ 0.17)(l/m一l) C 、 ≥ (0.09 ~0017)(1一m)
19、为了使材料充分塑性流动,拉深时坯料形状与拉深件横截面形状是 ____B______ 。
A、等同的 B、近似的 C、等面积的 20、当任意两相邻阶梯直径之比(
)都不小于相应的圆筒形的极限拉深系
数时,其拉深方法是 _____B_____ 。 A、由小阶梯到大阶梯依次拉出 B、由大阶梯到小阶梯依次拉出 C、先拉两头,后拉中间各阶梯
21、下面三种弹性压料装置中, ____C______ 的压料效果最好。 A、弹簧式压料装置 B、橡胶式压料装置 C、气垫式压料装置
22 、利用压边圈对拉深坯料的变形区施加压力,可防止坯料起皱,因此,在保证变形区不起皱的前提下,应尽量选用 _____B_____ 。 A、大的压料力 B、小的压料力 C、适中的压料力
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23、有凸缘圆筒形件的拉深系数
数_____A_____ 对拉深系数影响最大。 A 、
B 、
,从上式可以看出参 C、R/d
24、通常用 _____C_____ 值的大小表示圆筒形件拉深变形程度的大小 ____C______ 愈大,变形程度愈小,反之亦然 。 A 、 B、K C、m 25、在拉深工艺规程中,如果选用单动压力机,其公称压力应 _____B_____ 工艺总压力,且要注意,当拉深工作行程较大时,应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用曲线之下。
A、 等于 B、 小于 C、 大于
三、判断题 (正确的打√,错误的打×)
1 ? 拉深过程中,坯料各区的应力与应变是很均匀的。 ( × )
2 ? 拉深过程中,凸缘平面部分材料在径向压应力和切向拉应力的共同作用下,产生切向压缩与径向伸长变形而逐渐被拉入凹模。( × )
3 ? 拉深系数 m 恒小于 1 , m 愈小,则拉深变形程度愈大。 ( √ ) 4 ? 坯料拉深时,其凸缘部分因受切向压应力而易产生失稳而起皱。 ( √ ) 5 ? 拉深时,坯料产生起皱和受最大拉应力是在同一时刻发生的。 ( × ) 6 ? 拉深系数 m 愈小,坯料产生起皱的可能性也愈小。 ( × )
7 ? 拉深时压料力是唯一的确定值,所以调整时要注意调到准确值。 ( × ) 8 ? 压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下,尽量选用小的压料力。 ( √ )
9 ? 弹性压料装置中,橡胶压料装置的压料效果最好。 ( × )
10 ? 拉深模根据工序组合情况不同,可分为有压料装置的拉深模和无压料装置的拉深模。( × )
11 ? 拉深凸、凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、模具寿命都有影响。间隙小,拉深力大,零件表面质量差,模具磨损大,所以拉深凸、凹模的间隙越大越好。 ( × )
12 ? 拉深凸模圆角半径太大,增大了板料绕凸模弯曲的拉应力,降低了危险断面的抗拉强度,因而会降低极限变形程度。 ( × )
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13 ? 拉深时,拉深件的壁厚是不均匀的,上部增厚,愈接近口部增厚愈多,下部变薄,愈接近凸模圆角变薄愈大。壁部与圆角相切处变薄最严重。 ( √ ) 14 ? 拉深变形的特点之一是:在拉深过程中,变形区是弱区,其它部分是传力区。( × )
15 ? 拉深时,坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下,产生切向伸长和径向压缩的变形。 ( × )
16 ? 拉深模根据拉深工序的顺序可分为单动压力机上用拉深模和双动压力机上用拉深模。( × )
17 ? 需要多次拉深的零件,在保证必要的表面质量的前提下,应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。( √ )
18 ? 所谓等面积原则,即坯料面积等于成品零件的表面积。 ( √ ) 19 ? 对于有凸缘圆筒件的极限拉深系数,如果小于无凸缘圆筒形件的极限拉深系数,则可判断:有凸缘圆筒形件的实际变形程度大于无凸缘圆筒形件的变形程度。 ( × )
20 ? 拉深的变形程度大小可以用拉深件的高度与直径的比值来表示。也可以用拉深后的圆筒形件的直径与拉深前的坯料 ( 工序件) 直径之比来表示。 ( √ ) 21 . 阶梯形盒形件和阶梯形圆筒形件的拉深工艺一样,也可以先拉深成大阶梯,再从大阶梯拉深到小阶梯。 ( × ) 四、问答题
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)
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2 ? 拉深的基本过程是怎样的?
如下图 4.0.1 所示的拉深基本过程。拉深所用的模具一般是由凸模 1 、凹模 3 、压边圈 2 (有时可以不带压边圈)三部分构成。其凸模与凹模的结构和形状与冲裁模不同,它们的工作部分没有锋利的刃口,而是做成圆角。凸模与凹模的间隙稍大于板料的厚度。在拉深开始时,平板坯料同时受凸模的压力和压边圈压力的作用,其凸模的压力要比压边圈的压力大得多。坯料受凸模向下的压力作用,随凸模进入凹模,最后使得坯料被拉深成开口的筒形件。
3 ? 拉深过程中材料的应力与应变状态是怎样的?
为了分析拉深毛坯在拉深过程中的应力与应变情况,可以做以下的网格实验:
如图 4.1.2 所示,在平板毛坯上画上间距相等的同心圆和夹角相同的半径线。然后将该毛坯放在拉深模中进行拉深(为了方便观察网格的变化情况,将画有网格的面与凹模的接触),在拉深后我们发现:工件底部的网格变化很小,而侧壁上的网格变化很大,以前的等距同心圆,变成了与工件底部平行的不等距的水平线,并且愈是靠近工件口部,水平线之间的距离愈大,同时以前夹角相等的半径线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线,如图 6-3 ( b )所示,以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
(b)
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图 4.1.2
产生这样的变化是因为拉深时,毛坯变形区(没有被凸模压住的凸缘部分)在切向压应力的作用下产生压缩,径向在拉应力的作用下伸长的原因,如图 4.1.3 所示。工件底部的网格没有明显的变化,说明对拉深来说,工件底部基本不变形。
图 4.1.3
4 ? 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。 5 ? 什么情况下会产生拉裂?
当危险断面的应力超过材料的强度极限时,零件就会在此处被拉裂。 6 ? 试述产生起皱的原因是什么?
拉深过程中,在坯料凸缘内受到切向压应力ζ 3 的作用,常会失去稳定性而产生起皱现象。在拉深工序,起皱是造成废品的重要原因之一。因此,防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。
7 ? 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ζ 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ζ 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ζ 3 的作用,使材料的切向压应力不会超
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过对纵向弯曲的抗力,从而避免了起皱现象的产生。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。 8 ? 什么是拉深系数?拉深系数对拉深有何影响?
所谓拉深系数,即每次拉深后的断面积与拉深前的断面之比,即:
式中: m— 拉深系数;
F N -- 拉深后的断面积( mm 2 ); -- 拉深前的断面积( mm 2 )。
圆筒形件拉深系数即为每次拉深后圆筒形件的直径 半成品)直径
之比。即
与拉深前的坯料(或
9 ? 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/D×100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。
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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。
10 ? 生产中减小拉深系数的途径是什么?
在生产实践中,总希望拉深系数越小越好。这是因为较小的拉深系数 m 值,则说明变形程度大,拉深次数可适当减少。尤其对大批量生产来说,每减少一道工序,对生产都有很大实际意义,都可降低冲压件的成本。因此生产中设法减小拉深系数 m 值是很有必要的,一般取 m=0.50 ~ 0.56( 指首次拉深 ) ,但也不能太小,否则材料易拉裂。拉深过程中,实际上会受到很多因素而使得拉深系数有加大的趋势,影响拉深的变形程度。为了减小拉深系数,增大变形程度,生产中常采用如下方法: 1 、材料的选用
材料的机械性能对拉深系数影响很大。屈强比ζ s / ζ b 小的材料则拉深系数 m 值也小。因此设计拉深时,在机械强度和性能的允许情况下,一般应选用含碳量较低的 05 、 08 及 10 号钢板或塑性较好的铝板、铜板等有色金属。 2 、合理的确定凸、凹模结构尺寸
凸、凹模结构形状及工作部分尺寸,对拉深系数影响很大。一般说来,凹模圆角 R 凹 越大,拉深系数 m 值越小。凹模圆角半径应选择在 ~ 6 ( t 为料厚)为好。多数情况下,可选择凸模圆角半径 R 凸 等于凹模圆角半径 R 凹 ,最后一道工序凹模圆角半径及凸模圆角半径应等于工件的圆角半径。 3 、采用差温拉深法
这种方法是材料凸缘部分加热,使其ζ s 降低,并将筒壁部位冷却,使其保持ζ b 。因为保持传力区的ζ b ,可使其不容易破裂。而降低凸缘部分的ζ s ,可塑性增强,有利于拉深的进行、降低拉深系数 m 值。
实践证明:利用这种差温拉深法,变形程度大大改善,用一道工序可代替常温下多道工序的拉深,是一种拉深新工艺。这种拉深新工艺要求加热和冷却装置,使模具结构复杂,生产中采用有一定困难,故目前仅在某些有色合金拉深中用于生产。
4 、采用深冷拉深法
深冷拉深法使用极低的温度液态空气(— 183 )或液氮(— 195 )来冷却筒部,使材料ζ b 值增加,从而减小拉深系数,提高变形能力。这种深冷拉深工艺,主要用于普通低碳钢、不锈钢等工件的拉深。 5 、采用中间退火工序
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材料经过首次拉深后,将产生生冷作硬化现象。由于冷作硬化,材料的塑性降低,使 m 值加大。为了降低加工硬化而恢复塑性,可.在拉深中间采用退火工序,以减小拉深系数 m 值。此外,在拉深模具中采用压边圈结构形式和在拉深过程中使用适当的润滑油,或提高凹磨表面的光洁度,板料在拉深前经除锈、涂油、磷化处理等,都可以降低拉深系数 m 值,有利于拉深工作的进行。 11? 为什么有些拉深件必须经过多次拉深 ?
拉深过程中,若坯料的变形量超过材料所允许的最大变形程度,就会出现工件断裂现象。所以,有些工件不能一次拉深成形,而需经过多次拉深工序,使每次的拉深系数都控制在允许范围内,让坯料形状逐渐发生变化,最后得到所需形状。
12 ? 采用压边圈的条件是什么 ?
拉深中,是否采用压边圈装置,主要取决于拉深坯料的相对厚度大小,具体选择方法可参照下表所列的条件决定。采用压边圈的条件 拉深方法 用压边圈
第一次拉深
t/D × 100 m 1 < 1.5 < 0.6
以后各次拉深
t/D × 100 m n < 1 < 0.8 1 ~ 1.5 > 1.5
0.8 > 0.8
可用压边圈 1.5 ~ 2.0 0.6 不用压边圈 > 2.0
> 0.6
13 ? 什么是拉深间隙 ? 拉深间隙对拉深工艺有何影响?
拉深间隙是指拉深凹模与凸模直径的差值的,用 Z 表示。拉深间隙 z 的大
小,对拉深工作有很大影响,主要表现在以下几个方面: 1 、对拉深力影响
间隙越小,其所需的拉深力越大,这是因为较小的间隙使坯料变形的阻力增大。
2 、对工件的质量与精度影响
拉深模的间隙对拉深工件筒壁部分具有校直作用,拉深间隙越大,则校直作用越小,易使工件筒壁弯曲,并成为口大底小的锥形。当间隙过小时,工件表面很容易被磨损,使表面光洁度降低,同时过小的拉深间隙会使得工件变薄,影响工件尺寸精度。 3 、对模具寿命的影响
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