模具设计与制造作业1
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一、填空题
1•冲裁是利用安装在_压力机_上的__模具_对材料产生_分离_的一种冲压工序。
它包括 __落料___ 、_冲孔__ 、__切边____ 、_切口___、__剖切___等工序。
但一般来说，冲裁工艺主要是指__落料__ 和__冲孔_____ 工序。
2•冲裁变形过程大致分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段三个阶段。
3•冲裁件的切断面由 __塌角___ 、 _光亮带_ 、 _断裂带__ 、_毛刺_四个部分组成。
4•间隙过小时，裂纹不重合，两条裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成 ___第二次光亮带__ 。
5•材料的厚度越大，塑性越低的硬脆性材料，则所需间隙 Z 值就越___大___ ；而厚度越薄、塑性越好的材料，所需间隙值就越__小__ 。
6•冲裁间隙小到一定界限时，落料件尺寸会大于凹模尺寸，冲出孔的尺寸会小于凸模尺寸；冲裁间隙大到一定界限时，落料件尺寸会小于凹模尺寸，冲出孔的尺寸会大于凸模尺寸
7•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。
8•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。
9•凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合 _δ凸 + δ凹≤ Z max -Z min __的条件。
10•冲裁件在条料、带料或板料上的 ___布置方式___ 叫排样。
11•排样的方法主要有 __有搭边__ 排样、 _少搭边___ 排样和__无搭边__排样。
12•条料、带料和板料的利用率比一个送料距内材料的利用率要低。
影响材料利用率的主要因素是制件形状和排样方法。
13•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、卸件力、推件力之和；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、推件力之和；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、卸件力、顶件力之和。
14•冲裁中小型零件使用的凸模，一般都设计成整体式，基本结构形式有阶梯式和直通式两类。
15•若凸模结构的长径比 L/D>10 ，则可能因受压失稳而折断。
16•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。
17•模架的结构形式按导柱在模座上固定位置的不同，可分为对角导柱模架、后导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架；按导向形式不同，可分为有滑动导向模架和滚动导柱模架。
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、所有的冲裁工序都属于分离工序。
（√ ）
3、冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。
（× ）
4、形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。
（× ）
5、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。
（× ）
6、模具的压力中心就是冲压件的重心。
（× ）
7、导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。
（× ）
8、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。
（× ）
9、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。
（× ）
三、选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）
1 、冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了 __ A ___ 。
A 、光亮带
B 、毛刺
C 、断裂带
2、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。
A 、阶梯凸模冲裁
B 、斜刃冲裁
C 、加热冲裁
3 、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 _____ 。
A 、推件力
B 、卸件力
C 、顶件力
4、小凸模冲孔的导板模中，凸模与固定板呈 ___ A __ 配合。
A 、间隙
B 、过渡
C 、过盈
四、问答题
1 •冲裁的变形过程是怎样的？
2 •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？
参考答案：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。
毛刺的形成是由于凸、凹模存在冲裁间隙，以及剪裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在凸模刃口外侧和凹模刃口内侧的附近，在拉应力的作用下，金属被拉断而形成毛刺。
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
图 2.1.5 冲裁件的断面特征
3 •什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？
4 •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：
1、采用加热冲裁的方法：通过对材料加热，显著降低材料抗剪强度来减小冲裁里，又称“红冲”。
2、采用斜刃冲裁的方法：为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上，凸模为平刃；冲孔时斜刃做在凸模上凹模为平刃，如图4.10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 4.10 所示。
可分散全部凸模同时接触工件冲裁的冲裁力，从而降低最大冲裁力和减少冲击振动。
(a) (b) (c)
图 2.4.3 减小冲裁力的设计
(a) 斜刃落料； (b) 斜刃冲孔； (c) 阶梯凸模冲裁法
五、计算题
图示为一制件，材料为软铝，料厚为1mm，试根据制件的尺寸利用凸凹模分别制造求出凸凹模的相关尺寸（凸模按6级，凹模按7级制造）。
已知Z min=0.04，Z max=0.06
附表是基本公差表和公差系数表
解:由图可知，该工件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。
外形020-36.6φmm 由落料获得，
2
.100
62+-φmm 和09.018±mm 由冲孔同时获得。
已知04.0m in =z mm ，06.0m ax =z mm 则02.004.006.0m in m ax =-=-z z mm 由公差系数表查得：
2
.100
62+-φmm ，取x =0.75； 020-36.6φmm ，取x =0.5。
设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则
冲孔：0
008.00
008.00
09.6)12.075.06()(---=⨯+=∆+=p x d d p δmm 012
.00012.000
m in 13.6)04.009.6()(+++=+=+=d
z d d p d δmm 校核:02.0012.008.00=+=+d p δδmm ，02.0m in m ax =-z z mm 所以，满足间隙条件m in m ax z z d p -≤+δδ，设计合理。
孔心距：由已知得8.109.002=⨯=∆mm ，
则
023
.0188
1±=∆±=L L d mm
落料：
25
.00025.000
09.6352.60.5036)(+++=⨯-=∆-=）（d x D D d δmm 0016.00016.00min 65.3504.09.635)(---=-=-=）（p z D D d p δmm
校核:041.0016.052.00=+=+d p δδmm ，02.0m in m ax =-z z mm ，
m in m ax z z d p ->+δδ，不满足间隙条件，需要提高制造精度。
根据公式取新的p δ和d δ，
8.0002.00.40)(4.0m in m ax =⨯=-≤z z p δmm
12.002.00.60)(6.0m in m ax =⨯=-≤z z d δmm
故：012
.0069.35+=d D mm
008.065.35-=p D mm。
