冲压工艺与模具设计复习资料

冲压工艺与模具设计复习资料2011年12月7日杨炼石勇1.冷冲压：是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。

优点：低耗、高效、低成本、质量稳定、高一致性、可加工薄壁、复杂零件。

缺点：冲模制造精度高、技术要求高，制造成本高，在大批量生产中才能获得较高的经济效益。

2.冲压工艺的基本分类：分离工序、成形工序。

分离工序包括：落料、冲孔、切断、切舌、切边、剖切、整修、精冲。

成形工序包括：弯曲、卷边、拉弯、扭弯、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、卷缘、胀形、起伏、扩口、缩口缩径、校平整形、旋压。

3.影响金属塑性和变形抗力的因素：变形温度，应变速率，应力、应变状态，尺寸因素4.板料的冲压成形性能：A成形极限B成形质量A成形极限：冲压成形失效实际上是塑性变形失稳在冲压工序中的具体表现，其形式可归结两大类：拉伸失效，表现为坯料局部出现过度变薄或破裂；受压失效，表现为板料产生失稳起皱5.伸长类变形：变形坯料板平面内两个方向的应变之和大于0,而板厚放心爱你的应变小于0 （如胀形、扩口、翻孔），其极限变形参数主要决定于材料的塑性。

压缩类变形：变形坯料板平面内两个方向的应变之和小于0,而板厚方向的应变大于0 （如拉深、缩口），其极限变形参数通常是受坯料传力区的承载能力和限制。

6.板料冲压成形性能可以通过试验惊醒测定与评价。

试验的方法通常可分为三类：力学试验、金属学试验和工艺试验。

7.成形极限图的概念：成形极限图（forming limit diagrams 缩写FLD）着眼于复杂零件的每一变形局部，他是板料在不同应变路径下的局部失稳极限应变el和£ 2构成的条带形区域或曲线。

全面、直观的反应了不同应力状态下板料的成型性能，是对版聊成形性能的一种定量描述，它是定性和定量研究板料的局部成形性能的有效手段。

8.冲裁是利用模具使其板料产生分离的一种冲压工序，从广义上讲，冲裁是分离工序的总称，它包括落料，冲孔，切断, 修边，切舌等很多种工序。

第一章概述一、填空、解释、选择类型题：1冷冲压工艺方法大致分为分离工序、成型工序2、分离工序分落料，冲孔和切割等。

成型工序分弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形等。

3冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成。

便于实现自动化，效率高。

第二章冷冲压变形基础1•影响金属塑性和变形抗力的因素1,金属组织2•变形温度3.变形速度4•尺寸因素2•塑性条件决定受力物体内质点由弹性状态向塑性状态过度的条件3•加工硬化随变形程度增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，同时塑性指标下降的现象4•冲压件的质量指标主要是尺寸精度，厚度变化，表面质量及成形后的物理力学性能。

5•影响工件表面质量的主要因素是原材料的表面状态，晶粒大小，冲压时材料占模2的情况以及对工件的表面擦伤6•反载软化现象是反向加载时材料的屈服应力效拉伸时的屈服应力有所降低，出现所谓反载软化现象7•冷冲压常用材料有：黑色金属，有色金属，非金属材料8板料力学性能与冲压成形性能效为重要的有那几项？p21第三章冲裁一、填空、解释、选择类型题1、冲裁是利用模具使板料产生分离的工序。

从板料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称落料，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，称冲孔。

2、冲裁变形过程三个阶段是从弹、塑性变形开始的，以断裂告终。

3、冲裁变形过程使工件断面明显地分成四个特征区：塌角，光面，毛面，和毛刺。

4、影响冲裁件质量的诸多因素中，间隙是主要的因素。

5•分析冲裁件的工艺，主要从冲裁件的结构工艺性，冲裁件的精度和断面粗糙度三方面进行分析6、、凸、凹模刃口的制造公差要按工件的尺寸要求来决定7、冲裁凸、凹模的常以磨钝、与崩刃的形式失效。

8、排样三种方法有废料排样、少废料排样、无废料排样。

9・凸、凹模刃口分开加工法为了保证间隙值应满足的条件| 3制| S d| < Z rn aXmin 10・搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，还可以使条料有一定的刚度，便于送进11・降低冲裁力的方法有材料加热冲裁、阶梯凸模、斜刃冲裁12・冲裁时所产生的总压力包括冲裁力，卸料力，顶件或推件力13・冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法基本分为两类1凸，凹模分别加工法2凸，凹模配作法14・模具压力中心应该通过压力机滑块的中心线。

冲压与模具设计知识点冲压与模具设计是现代工业中非常重要的一部分，它们在制造业中起着举足轻重的作用。

本文将介绍一些与冲压和模具设计有关的知识点，帮助读者更好地了解这一领域。

1. 冲压工艺的概述冲压是通过模具将板材或线材进行塑性变形，使之成为特定形状的零件或产品的工艺过程。

冲压工艺主要包括以下几个步骤：(1) 设计冲裁工序：确定零件尺寸、形状以及冲裁模具的结构和参数。

(2) 计算冲床的选型和数量：根据零件的大小和形状，选择合适的冲床，并确定所需的冲床数量。

(3) 设计模具：根据零件的形状和要求，设计冲床模具的结构和参数。

(4) 冲床操作：将冲床模具装配到冲床上，并进行冲压操作。

(5) 零件处理：对冲压成型的零件进行后续处理，如清洗、热处理等。

2. 常见的冲压工艺在实际应用中，常见的冲压工艺包括以下几种：(1) 单冲工艺：利用单个冲头进行冲床操作，适用于简单的零件成型。

(2) 连续冲工艺：通过一次连续的冲压过程，在一张板材上同时冲制多个零件。

(3) 多工位冲工艺：利用多个工作位进行连续冲压，每个工作位上完成一个或多个冲裁工序。

(4) 拉伸冲工艺：将板材拉伸至所需形状，使得材料在冲压过程中得到加工硬化，从而提高强度和韧性。

3. 模具设计的基本原则模具设计是冲压工艺中至关重要的一环，良好的模具设计能够提高生产效率和质量。

以下是一些模具设计的基本原则：(1) 充分考虑冲压力和模具应力：模具设计时要考虑到冲压力的大小和方向，并合理安排模具的结构，以保证模具能够承受冲压力。

(2) 合理选择材料：模具应选择具有足够强度和韧性的材料，以延长模具的使用寿命。

(3) 确定模具结构：根据零件的形状和要求，确定合适的模具结构，包括凸模、凹模、导向装置、顶针等。

(4) 考虑材料利用率：模具设计中要尽量减小废料的产生，提高材料利用率。

4. 模具设计的常见问题与解决方法在模具设计过程中，可能会遇到一些常见的问题，下面是一些常见问题与相应的解决方法：(1) 模具寿命太短：可以选择更耐磨损的材料制作模具或者加入表面处理，如表面硬化、涂层等。

《冲压工艺与模具设计》知识点——精华版1.所有的金属都是晶体：面心立方（Al、Cu、γ-Fe、Ni）塑性最好、体心立方（α-Fe、Cr、Mo）塑性次之、密排六方（Mg、Zn、Cd、Ti）结构塑性最差。

2.晶体中由原子组成的平面称为晶面。

3.C能固溶于Fe，形成铁素体和奥氏体固溶体，二者均具有良好的塑性。

当C含量超过Fe的溶C能力时，便形成渗碳体，塑性下降，变形抗力升高。

含C量越高，碳钢的塑性越差。

4.温度升高，塑性增强。

但碳钢加热到200~400°C时，因夹杂物以沉淀的形式在晶界滑移面上析出（时效作用）使得塑性降低，易折断，断口呈蓝色，即蓝脆区；而在800~900°C时会出现热脆，塑性降低。

5.拉应力促进晶间变形，加速晶界破坏；而压应力阻止晶间变形。

6.钢板厚度大于4mm为热轧板，小于4mm为冷轧板。

冷轧板尺寸精度高、表面光亮、内部组织更致密。

7.冲压用板料包括板料、卷料、带料、条料、箔料。

8.冲压设备有曲柄压力机、液压机、气动压力机、电磁压力机。

9.曲柄压力机按机身结构分为开式压力机（机身前面、左右两面均敞开，操纵方便，但刚性差、冲压力大时机身易变形）和闭式压力机（左右两侧封闭，只能前后送料，刚性好，可承受较大的冲压力）。

10.根据压力机上滑块的数目，分为单动压力机、双动压力机和三动压力机。

双动与三动压力机通常用于复杂的拉深件。

11.压力机的主要技术参数包括公称压力、滑块行程、滑块行程次数、装模高度、工作台面及滑块底面尺寸、漏料孔尺寸、模柄孔尺寸、电动机功率。

12.总冲压力等于冲裁力、卸料力、推件力和顶件力之和。

13.落料尺寸等于凹模尺寸，冲孔尺寸等于凸模尺寸。

14.冲孔件设置压料板、落料件设置顶件器，以减少弯拱回弹、提高冲裁件精度。

15.冲裁间隙决定断面质量，根据理论计算法、查表法、经验记忆法确定冲裁间隙。

16.根据冲裁件受剪切周长（mm）、厚度（mm）、剪切强度（MPa）计算冲裁力。

冲压⼯艺与模具设计知识点冲压⼯艺与模具设计--重要知识点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：屈服条件的表达式为：σ1－σ3=βσS，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。

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Δr ？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 r 来表⽰。

冲压试题库及答案和复习文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]冲压工艺与冲模设计试题复习第一章概述一、填空、解释、选择类型题:1、冷冲压工艺方法大致分为分离工序、成型工序.2、分离工序分落料，冲孔和切割等。

成型工序分弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形等。

3冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成。

便于实现自动化，效率高。

第二章冷冲压变形基础1.影响金属塑性和变形抗力的因素1，金属组织2.变形温度3. 变形速度4.尺寸因素2.塑性条件决定受力物体内质点由弹性状态向塑性状态过度的条件3.加工硬化随变形程度增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，同时塑性指标下降的现象4.冲压件的质量指标主要是尺寸精度，厚度变化，表面质量及成形后的物理力学性能。

5.影响工件表面质量的主要因素是原材料的表面状态，晶粒大小，冲压时材料占模2的情况以及对工件的表面擦伤6.反载软化现象是反向加载时材料的屈服应力效拉伸时的屈服应力有所降低，出现所谓反载软化现象7.冷冲压常用材料有：黑色金属，有色金属，非金属材料8板料力学性能与冲压成形性能效为重要的有那几项p21第三章冲裁一、填空、解释、选择类型题1、冲裁是利用模具使板料产生分离的工序。

从板料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称落料，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，称冲孔。

2、冲裁变形过程三个阶段是从弹、塑性变形开始的，以断裂告终。

3、冲裁变形过程使工件断面明显地分成四个特征区：塌角，光面，毛面，和毛刺。

4. 影响冲裁件质量的诸多因素中，间隙是主要的因素。

5.分析冲裁件的工艺，主要从冲裁件的结构工艺性，冲裁件的精度和断面粗糙度三方面进行分析6、凸、凹模刃口的制造公差要按工件的尺寸要求来决定7、冲裁凸、凹模的常以磨钝、与崩刃的形式失效。

8、排样三种方法有废料排样、少废料排样、无废料排样。

9. 凸、凹模刃口分开加工法为了保证间隙值应满足的条件|δp|＋|δd|≤Zmax－Zmin10.搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，还可以使条料有一定的刚度，便于送进11.降低冲裁力的方法有材料加热冲裁、阶梯凸模、斜刃冲裁12. 冲裁时所产生的总压力包括冲裁力，卸料力，顶件或推件力13. 冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法基本分为两类1凸，凹模分别加工法2凸，凹模配作法14.模具压力中心应该通过压力机滑块的中心线。

一、填空题1.冲裁模的工作零件主要有凸模、凹模、凸凹模。

2.按照模具完成的冲压工序内容分，冲压模具可分为单工序模、复合模和级进模。

3.冲压模具的模架基本零件包括了上下模座、导柱、导套。

4.冲压加工的基本工序可分为分离和成型两类。

5.导柱和导套在与模座的装配中，应采用的配合关系是过盈配合 .6.冷冲压工艺在常温下，在压力机上，利用模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件的一种压力加工方法。

7.要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须要求模具压力中心与模柄的轴心线要求重合（或偏移不大）。

8.普通曲柄压力机的闭合度是指滑快在下止点位置时，滑快底面到工作台上平面之间的距离。

模具的闭合高度是指冲模处于闭合状态时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离。

9.选择压力机时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大闭合高度与最小闭合高度之间。

10.具有过载保护功能的压力机是摩檫压力机。

行程可调的冲床是偏心冲床。

二.选择题1.在设计冲压模的模柄时，模柄的直径与冲床滑块上的模柄孔径相比，只能是 C 。

A 大于B 小于 C等于 D都可以2.在复合模的一次行程动作中，可以完成的冲压工序数是 C 。

A 一次B 只有两次C 两次或两次以上 D三次或三次以上3.下面零件中，属于冲压模成型零件的是 A 。

A 凸模B导套 C 导柱D压边圈4.在单工序冲裁模的一次行程动作中，可以完成的冲压工序数是 A 。

A 一次B 只有两次C 两次或两次以上 D三次或三次以上5.冲压工艺适用于多种金属材料，下面材料中，不适用于冲压工艺的是 C 。

A 铜B钢 C 铸铁D铝6.模柄的作用是将模具的某一部分固定在冲床的滑块上，这部分是 C 。

A 凸模B 凹模C 上模座 D下模座7.下面各种零件中，属于卸料零件的是 C\D 。

A. 凸模B. 导料板C. 压边圈D. 弹簧8.在冲压模中，若采用滑动导柱和导套，则导柱与导套之间采用的配合类型是 A 。

10级冲压工艺与模具设计总复习P1 1冲压：冲压是利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板料施加压力使其产生分离或塑料变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求的零件的加工方法。

P5 2复合冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法P5 3级进冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法P26 4 冲裁是利用冲模使板料产生分离的冲压工序,包括落料，冲孔，切口，切边，剖切，整修，精密冲裁等。

冲裁主要是指落料和冲孔。

从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的冲件或工序件叫落料。

从工序件上冲出所需形状的孔叫冲孔。

P26 5冲裁变形过程:从凸模接触材料到材料被分离的过程即板料冲裁过程，这个过程分为3个阶段：1，弹性变形阶段2，塑性变形阶段3，断裂分离阶段P28 6影响零件质量的因素有：材料性能，间隙大小及均匀性，刃口锋利程度，模具精度以及模具结构形式等P29 7冲裁件断面特征:由于冲裁变形的特点，冲裁件的断面明显地分成4个特征区，即圆角带a，光亮带b,断裂带c与毛刺区d。

在普通冲裁中毛刺是不可避免的。

在4个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。

但4个特征区域的大小和断面上所占的比例并非一成不变，而是随着材料性能，模具间隙，刃口状态等条件的不同而变化。

P30 8当间隙减小时，变形区内弯矩小，压应力成分高P31 9当间隙增大时,材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生早P33 10间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。

P36 11凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。

模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。

P36 12（1）设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得，设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。

P37 13（3）选用最小合理间隙值:由于间隙越模损越大，不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）————P42 14 1、排样的意义:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。

一填空题1.冷冲压的优点有：生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。

2.冷冲压是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生、分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。

3.一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。

随着变形程度的增加，所有的强度、硬度都提高,同时塑性指标降低，这种现象称为冷作硬化。

4.拉深时变形程度以拉深系数m 表示，其值越小，变形程度越大5.材料的屈强比—小______ ，均匀延伸率大_有利于成形极限的提高。

6. 冲裁件的断面分为 __________________ 圆角，—光面，一毛面，—毛刺四个区域。

7.翻孔件的变形程度用翻孔系数K 表示，变形程度最大时，口部可能出现开裂8.缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力,其可能产生的质量问题是失稳起皱9.精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力，并且由于采用了极小的间隙，冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。

10.冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备__一11.落料和冲孔属于分离工序,拉深和弯曲属于成形工序12.变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性提高变形抗力降低14.材料在塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，用公式来表示即：£1+£2+£3=0—。

15.冲裁的变形过程分为弹性变形，塑性变形，断裂分离三个阶段。

16.冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3级_____________17.冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作_搭边_______ 。

它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。

18.弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的_________校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度」高—19.拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂__________21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具22冲压工艺分为两大类、一类叫分离工序，一类是变形工序23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。

1.弯曲:是使材料产生塑性变形，形成一定曲率和角度零件的冲压工序。

弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管材2.应变中型层:是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改变的那一层金属纤维。

3.回弹现象：当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。

弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。

这种现象称为弯曲件的弹性回跳（简称回弹）。

4.弯曲件的工艺性:是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。

具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。

5.最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，用Rmin/t 来表示。

该值越小，板料弯曲的性能也越好6.校正弯曲:是在自由弯曲阶段后，进一步使对贴合凸模、凹模表面的弯曲件进行挤压，其校正力比自由压弯力大得多。

7.弯曲变形过程：V形件的弯曲，随着凸模进入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，接近行程终了，弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板料与凸、凹模完全贴合。

弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区，变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变8.弯曲时变形区的应力和应变：板料在塑性弯曲时,变形区内的应力应变状态取决于弯曲毛坯的想对宽度b/t以及弯曲变形程度r/t。

窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的。

宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。

9.影响回弹的因素:1.材料的力学性能:材料的屈服点σs越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳越大。

10.相对弯曲半径：相对弯曲变径r/t越大，则回弹也越大。

11.弯曲中心角：弯曲中心角α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。