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学籍号《模具设计》试卷甲
使用班级：机制闭卷
课程编号：2AAB084121
答题时间：120 分钟
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一、填空题（每空1分，共15分）
1、冷冲压是利用安装在(
,使其产生分离或( ),从而获得所需要零件的一种压力加工方法。
2、力学上常将三向等压应力称为（）。
3、当拉伸变形达到某一量之后，便开始失去稳定，产生缩颈，继而发生破裂，这就是所谓的（）。
4、在冲压成形过程中，材料的最大变形程度称为（）。
5、冲裁模就是（）、（）等分离工序使用的模具。
6、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（）。
7、冲裁力是指冲裁时（）所承受的最大压力。
8、冲裁模按照工序组合程度分为（）模、（）模和（）模。
9、弯曲是将板料、棒料、型材或管料等弯成一定（）和（）的零件的一种冲压成形工序。
二、判断改错题（每个2分，共10分）
1、热塑性塑料的合成树脂加热前是线型结构，加热初期具有可熔性和可塑性，但加热到一定温度后，分子呈现网状结构并硬化定型，不再可熔和可塑。（）
2、复合模是一种多工序的冲模，它在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。（）
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3、级进模是在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。（）
4、少废料排样沿冲件全部外形冲裁，在冲件周边都留有搭边，这种排样方法冲件精度高、模具寿命也高。（）
5、对角导柱模架中，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事故。（）
三、问答题（每个6分，共48分）
1、何为分型面？分型面有何选择原则？
2、成型零件包括哪些零件？为什么通常不直接在模架板上直接开挖出型腔？成型零件结构有哪几种形式？
3、拉深工序中最易出现的问题是什么？如何防止它？
m小时，为什么用二次或三次拉深就能够成形？
4、圆筒形零件总的拉深系数比极限拉深系数
1
5、什么是弯曲回弹现象？减小弯曲件回弹的常用措施有哪些？
6、降低冲裁力的方法有哪些？并指出其中的原因。
7、弯曲凸模、凹模圆角半径如何确定？
8、冲裁模间隙对冲裁件质量和模具寿命有哪些影响？
四、计算题（共27分）
1、（12分）如图1所示工件，材料为Q235钢，料厚mm t 2=，请分别确定冲裁凸、凹模刃口部分尺寸。（注：落料：mm Z 140.0max =，mm Z 100.0min =，mm p 020.0=δ，mm d 030.0=δ，1=x ；冲孔：mm Z 140.0max =，mm Z 100.0min =，mm d p 020.0==δδ，
75.0=x ）
2、（15分）如图2所示的制品，材料为PS，其收缩率为0.6%~0.8%，试确定构成模具型腔的凹、凸模有关尺寸。
学年第一学期《模具设计》试卷答案及评分标准甲使用班级：机制02级模具制造模块闭卷课程编号：2AAB084121
一、填空题（每空1分，共15分）
1、压力机、冲模、塑性变形
2、静水压力
3、塑性拉伸失稳
4、成形极限
5、落料、冲孔
6、搭边
7、凸模
8、单工序、复合、级进
9、形状、角度
评分标准：答案正确的得1分，不完全正确的得0.5分，答错的不得分。
二、判断改错题（每个2分，共10分）
1、错误热固性塑料的合成树脂加热前是线型结构，加热初期具有可熔性和可塑性，但加热到一定温度后，分子呈现网状结构并硬化定型，不再可熔和可塑。
2、正确
3、错误复合模是在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。
4、错误有废料排样沿冲件全部外形冲裁，在冲件周边都留有搭边，这种排样方法冲件精度高、模具寿命也高。
5、错误中间导柱模架中，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事故。
评分标准：判断正确得1分，改正完全正确得1分，改正部分正确得0.5分。
三、问答题（每个6分，共48分）
1、答：分型面是定模和动模相接触的面。
分型面的选择原则：（1）分型面的选择应有利于脱模；
①分型面应取在塑件尺寸最大处；
②分型面应使塑件留在动模部分；
③拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件的中间部位。
（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求；
（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造；
（4）分型面的选择应有利于侧向抽芯。
2、答：凸模和凹模；
因为通常模架的模板材料为普通的中碳钢，用作凹模，使用寿命短，若选用好材料的模板制作整体凹模，则制造成本高。
凹模的结构形式有：整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼式凹模、四壁拼合式凹模架、螺纹型环。
凸模的结构形式有：整体嵌入式凸模、镶拼组合式凸模
3、答：起皱；最常用的防止起皱的方法是采用合适的模具结构，如应用锥形凹模、设置压边圈等。
m小，说明该零件总的拉深变形程度比首次4、答：圆筒形零件总的拉深系数比极限拉深系数
1
拉深的极限变形程度大，因此需要多次拉深成形。
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5、答：弯曲卸载后，由于中性层附近的弹性变形以及内、外层总变形中弹性变形部分的恢复， 使弯曲件的弯曲中心角和弯曲半径变得和模具尺寸不一致的现象称为回弹。
减小弯曲件回弹的常用措施有： ① 改进弯曲件的设计
在弯曲件弯曲变形区压制加强筋，以提高零件刚度来减少回弹。在选择弯曲件材料时，可选用屈服极限低而弹性模量大的材料进行弯曲，以减少其回弹值。 ② 采取适当的弯曲工艺
在制订弯曲工艺时，可采用校正弯曲来代替自由弯曲。对冷作硬化的硬材料，先进行 退火，使其屈服极限降低后再进行弯曲。 ③ 正确设计弯曲模 ④ 采用拉弯工艺
6、答：① 采用阶梯凸模冲裁 在多凸模的冲模中，可将凸模设计成不同长度，使各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现，以降低总的冲裁力。
② 斜刃冲裁 斜刃冲裁是将凸模（或凹模）刃口平面做成与其轴线倾斜一个角度，冲裁时刃口就不是全部同时切入，而是逐步地将材料切离，因而能显著降低冲裁力。 ③ 加热冲裁 材料加热后抗剪强度显著降低，因此加热冲裁能够降低冲裁力。 7、答：（1）弯曲凸模圆角半径 弯曲件的弯曲半径不小于min r 时，凸模的圆角半径一般取弯曲件的圆角半径。如因弯曲件结构需要，出现弯曲件圆角半径小于最小弯曲半径（min r r <）时，则首次弯曲时凸模圆角半径大于最小弯曲半径，然后经整形工序达到所需的弯曲半径。当弯曲件的弯曲半径较大、精度要求又较高时，还应考虑工件的回弹，凸模的圆角半径应作相应的修正。
（2）凹模圆角半径 凹模两边的圆角半径应一致，以免弯曲时工件产生偏移。在生产中，凹模圆角半径一般取决于弯曲件材料的厚度。当mm t 2≤时，t r )6~3(=凹；当mm t 4~2= 时，t r )3~2(=凹；当mm t 4>时，t r 2=凹。
8、答：（1）间隙对断面质量的影响 间隙合适时，冲裁时上、下刃口所产生的剪切裂纹基本重合，这时光面约占板厚的1/2~1/3，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小；间隙过小时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离，上、下裂纹之间的材料，随冲裁的进行将被第二次剪切，然后被凸模挤入洞口。这样，在冲裁件的切断面上形成第二个光面，在两个光面之间形成毛面，在端面出现挤长的毛刺；间隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离，材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，塑性变形阶段较早结束，致使断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺，且难以去除，同时冲裁件的翘曲现象严重；若间隙分布不均匀，则在小间隙的一边形成双光面，大间隙的一边形成很大的塌角及斜度。 （2）间隙对模具寿命的影响
当间隙过小时，垂直力和侧压力将增大，摩擦力增大，加剧模具刃口的磨损，随后二 次剪切产生的金属碎屑又加剧刃口侧面的磨损。
评分标准：答案完全正确得6分，部分正确酌情扣分。 四、计算题（共27分） 1、（12分）解：（1）落料 首先校核间隙
mm Z Z mm d p 040.0)100.0140.0(050.0)030.0020.0(min max =-=->=+=+δδ
说明所取凸、凹模公差不能满足min max Z Z d p -≤+δδ条件，但相差不大，可调整
如下：
mm
mm Z Z mm mm Z Z d p 024.0040.06.0)(6.0016.0040.04.0)(4.0min max min max =?=-==?=-=δδ
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于是，
mm
mm Z
D D mm
mm x D D p
d d p d 0
016
.00
016
.00min 024
.00024.000max 80
.35)
10.090.35()(90.35)10.00.136()(---+++=-=-==?-=?-=δδ
（2）冲孔 校核：
min max 040.0)020.0020.0(Z Z mm d p -==+=+δδ ，故符合条件。
于是
mm mm x d d p p 0
020.00020.00min 036.6)048.075.06()(---=?+=?+=δ
mm mm Z d d d
p d 020
.00020.000
min 136.6)100.0036.6()(+++=+=+=δ
（3）凹模孔心距尺寸
mm L L d 015.0188
)2(min ±=?
±?+
= 评分标准：落料和冲孔计算正确各得5分，凹模孔心距尺寸计算正确得2分，部分答案正确
酌情扣分。 2、（15分）解：塑料的平均收缩率0.7% ① 凹模有关尺寸的计算 径向尺寸
1
.06
/16.02
2083
.06
/15.01
104.706.043%)7.01(70431045.605.043%)7.01(60431+?++?+=?
??
????-+=??
????
?-+==?
?
?
????-+=?????
?
?-+=δ
δ
）（）（塑塑k L L k L L
深度尺寸
[]
07
.06
/14.096.324.032%)7.01(33)3/2()1(+?++=?
??
????-+=?-+=δ
k H H 塑
② 凸模有关尺寸的计算
径向尺寸
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[]07
.06
/14.0678.544.043%)7.01(54)4/3(1-?--=???????++=?++=δ
）（塑k l l
深度尺寸
[]06
.05
/13.041.303.032%)7.01(30)3/2(1-?--=???????++=?++=δ
）（塑k h h
③ 型芯直径
[]02
.05
/11.0131.81.043%)7.01(8)4/3(1-?--=???????++=?++=δ
）（塑k d d
④ 模具型芯位置尺寸计算
017
.021.302/)6/12.0(%)7.01(302
/1±=?±+=±+=δ）（塑k C C
评分标准：凹模和凸模有关尺寸计算正确各得5分，型芯直径和型芯位置尺寸计算正确得5
分，部分答案正确酌情扣分。
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