绪论 复习题答案 | ||||||
一 . 填空题 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。（ × ） 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。 （ √ ） 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。 （ √ ） 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
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一 填空题 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 的冲压方法称为弯曲。 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 最小弯曲半径 。 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 。 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 ，在上述情况下均应选用 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，也可以使有毛刺的一 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，再弯曲 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，而中性层 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 ） 变形区板料长 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 的形状和尺寸发生变 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 两个方面。 16 、相对弯曲半径 r ╱ t 越大，则回弹量 越大 。 17 、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 愈大 。 18 、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 （ 2 ）尽量选用 σ s /E 小，力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。 19 、在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是 采用校正弯曲 。 20 、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有可靠的 定位 ，后次弯曲不能影响前次以成形的形状。 21 、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。 22 、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 凹模寿命 ，增大 弯 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 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。 （ × ） 4 、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。 （ × ） 5 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。 （ ∨ ） 6 、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。 （ ∨ ） 7 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。 （ × ） 8 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。 （ × ） 9 、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，弯曲件的弯曲线与板料的纤 维方向垂直时 ，其最小弯曲半径可大些。 （ × ） 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/ σ S 2 、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 3 、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 4 、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 5 、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 6 、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 、退火 7 、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 、经冷作硬化 8 、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 C 、塑性区域大 9 、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 C 、硬化大 10 、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 、防止弯裂 四、问答题 1 • 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（ a ）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，而圆角部分的网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：靠近凸模一边的金属纤维层 (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。也就是说，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。由于材料的连续性，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变（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过来进行补充，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，变薄现象愈明显。 3）、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的宽度和高度都增加，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，使整个横截面变成扇形。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，宽度方向的尺寸及形状基本保持不变。 2 • 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 r min /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。 3 • 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σ 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，相对弯曲半径愈大，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形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弯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。 4 • 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，制件出现的破裂等质量问题，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重要。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，不易去除，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。如果毛刺在外表面（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，促使工件外层破裂。 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，容易在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，这时弯曲线与轧制方向最好能保持不小于 30 °的夹角。 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。 |
第四章 拉深工艺及拉深模具设计复习题 答案 一 • 填空题 1 • 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。 2 • 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 。 3 • 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。 4 • 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。 5 • 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。 6 • 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。 7 • 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 。 8 • 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。 9 • 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 。 10 • 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 。 11 • 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。 12 • 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。 13 • 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 。 14 • 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 。 15 • 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） 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 3、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 4、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 5、拉深过程中应该润滑的部位是 ______A 、 B____ ；不该润滑部位是 _____ C_____ 。 6、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 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 7、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 8、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 9、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 10、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 11、 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 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 • 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。 （ √ ） 8 • 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。（ × ） 9 • 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。 （ × ） 10 • 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。 （ √ ） 11 • 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。 （ √ ） 12 • 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。 （ √ ） 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） 。 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 • 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。 4 • 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σ 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。 5 • 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。 6 • 盒形件拉深时有何特点 ? 非旋转体直壁工件又称盒形件，其形状有正方形和矩形等多种， ( 均简称为盒形件 ) 。此这类工件从几何形状特点出发，可以认为是由圆角与直边两部分组成的。其拉深变形同样认为其圆角部分相当于圆筒形件的拉深，而其直边部分相当于简单的弯曲变形。但是这两部分并不是相互分开而是相互联系的，因此在拉深时，它们之间必然有相互作用和影响，这就使得它们的变形，并不能单纯地认为是圆筒形件的变形和简单的直边弯曲。 |
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