《冷冲模设计》作业全集
《冷冲模设计》第一次作业参考答案 1、试解释下列名词:冷冲压、公称压力、塑性、加工硬化、超塑性成形、冲压 成型性能。 冷冲压一常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获 得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。 公称压力一一曲柄旋转到离下止点前某一特定角度(公称压力角约等于20-30° )时 滑块上所容许的最大工作压力。 塑性一材料在外力作用下,产生永久变形或不被破坏的能力。 加工硬化一常温下金属材料随变形量增大,强度硬度提高,塑性韧性下降的现象。 超塑性变形一在特定的金属组织结构、变形温度和变形速度条件下拉伸试样,其变形 抗力大大降低,伸长率超过100%的现象。 冲压成形性能一材料对各种冲压成形加工的适应能力。 2、冷冲压生产的工艺特点? (1)冲压件的尺寸精度由模具保证,冲压件尺寸稳定,互换性好。 (2)可以获得形状复杂,用其它加工方法难以加工的工件,如薄壳类零件。 (3)工件重量轻、刚性好、强度高,材料利用率高,能耗低。 (4)操作简单,易于实现自动化、机械化生产,生产效率高。 (5)冲模一般结构复杂,生产周期长,模具制造费用高,冲压只适合于批量生 产。 3、试分析金属成分与组织状态对材料塑性的影响。 一般情况下,纯金属的塑性优于固溶体的塑性,固溶体的塑性优于金属化合物。钢中含 碳量越低,塑性越好,反之,含碳量高,塑性变差。磷、硫属钢中有害杂质,钢中含磷高易 产生冷脆,含硫高易产生热脆,都会严重影响钢的塑性。合金元素的加入,可以提高钢的强 度、硬度,但会使钢的塑性降低。 组织状态对金属塑性也有一定的影响。一般情况下,面心立方晶体塑性最好,体心立方 晶格塑性较好,密排六方晶体塑性最差。晶粒细化,材料的强度、硬度提高的同时,其塑性 也可以得到改善。在多相组织中,强化相碳化物的多少及分布状态也会影响到材料的塑性。 4、简述应力状态对材料塑性的影响。 应力状态中,压应力个数多,压应力大,即静水压力大,材料塑性好;反之,压应力个 数少,压应力小,甚至存在拉应力,则塑性差。 5、什么是体积不变原则?并写出其数学表达式。 材料塑性变形时,其体积变化量很小,可以忽略不计,就是体积不变原则。其数学表达 式为:e 1+ e 2+ e 3=0 三个主应变代数和等于零。 6、试分析硬化指数n对冲压成形性能的影响。 硬化指数n是表示金属冷变形时硬化程度的参数。硬化指数n提高,材料变形抗力增大, 给继续变形增大难度。但硬化指数n提高,使变形均匀性得以改善,参与塑性变形的区域扩 大,所允许的总变形量增大,同时由于加工硬化显著,可避免局部面积迅速缩小,推迟裂纹 的产生与扩展。另外,硬化指数n提高,增大了冲压件的刚性、强度,提高了冲压件的使用 性能。综合分析,硬化指数n的提高,有利于改善材料的冲压成形性能。 《冷冲模设计》第二次作业参考答案 1、名词解释:冲裁、冲裁间隙、排样。 冲裁一使板料沿着一定轮廓线相互分离的工序。 冲裁间隙一冲裁凹模与冲裁凸模之间工作部分尺寸之差。 排样一冲裁件在条料、带料上的布置方法。 2、冲裁断面由哪几部分组成?试分析冲裁间隙对断面质量的影响。 冲裁件断面由圆角带、光亮带、断裂带、毛刺四部分组成。间隙适当,即上、下裂纹重合时, 断面有一定的圆角带,光亮带约占整个断面的1/4〜1/3,断面稍有斜度,断裂带虽粗糙但比 较平坦,毛刺不明显。间隙偏小,圆角带小,断面斜度较小,光亮带增大,断裂带减小,毛 刺较小。间隙过小,可能出现二次光亮带,断裂带减小,产生细而长的毛刺。间隙偏大,圆 角带增大,断面斜度加大,光亮带小,断裂带大且断面粗糙,毛刺稍大。间隙过大,圆角带 明显增大,断面斜度大甚至出现两次斜度,毛刺厚而大。 3、简述冲裁间隙对冲裁件尺寸精度、冲裁力、冲裁模寿命的影响。 冲裁间隙适当时,冲裁件尺寸精度一般,冲裁力适中,模具寿命较高。冲裁间隙偏小,冲裁 时弯矩小,制件平直,冲裁件尺寸精度高,但水平方向的挤压力增大,冲裁力增大,摩擦、 磨损加大,模具寿命降低。冲裁间隙过小,冲裁力增加明显,模具寿命低。间隙偏大,弯矩 增大,制件平直性差,尺寸精度低,但冲裁力降低,模具寿命提高。但间隙过大,冲裁件毛 刺变厚、变大,加剧对模具磨损,模具寿命反而大幅度降低。 4、什么是搭边?简述搭边在冲裁中的作用。 冲裁件与冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间的工艺余料称为搭边。 搭边可以补偿误差,保证冲出合格零件;合理的搭边,可保证模具刃口受力均匀,延长模具 的使用寿命;保持条料的刚性,保证条料正常、顺利送进。 5、如图所示一冲裁件,材料Q235, t =320MPa,试根据表3-3、3-5、3-6相关参数,确定 其落料、冲孔凸模、凹模工作部分尺寸及公差,并计算总的冲裁力。 由表3-3得2皿\=。.360 Zmin=0.246 Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114(mm) 由表3-5、表3-6得: 基本尺寸及公差 磨损系数(X) 凸模制造偏差 凹模制造偏差 80°。.42 0.5 -0.02 +0.03 60°0.42 0.5 -0.02 +0.03 16严 0.75 -0.02 +0.02 落料:|扁| + 品| =0.02 + 0.03=0.05(mm) < 0.114(mm) 冲孔:|扁| +1扁 | =0.02 + 0.02=0.04(mm) <0.114(mm) 故落料、冲孔均可采用分别加工方式。 落料: D - U凹 =(Dzg =(80 - 0.5 x 0.42)役3 =79.79役3 (mm) Di凸二 二(D1[UJ-Zmin)^ = :(79.79 - 0.246)°° 02 =79.544*02( mm) D - =2凹 =(D2mK)部 =(60 - 0.5 x 0.42)若°3 =59.79若 °3( mm) 。1凸= 二 ID?凹-ZmQ*凸二 =(59.79-O.246)°oo2 =59.544( mm) 冲孔: 九= (dmin+xQ*凸= (16 + 0.75 x 0.06)* 02 =16.045* a?( mm ) 九= 3点打= (16.045 + O.246)q002 =16.291g002 (mm ) c=c 中间 + —A=42 土 — (0.08 + 0.08)=42 土 0.02( mm) 88 冲裁力 F=1.3L + r = 1.3x[(80 + 60)x2 + (16x3.14x2)]x 2x320 =316559 (N) 总冲裁力应为316.6KN 《冷冲模设计》第三次作业参考答案 1、名词解释:简单模、复合模、连续模、模具压力中心、模具的闭合高度。 (1) 简单模一压力机一次行程中,只完成单一的一道冲压工序的模具。 (2) 复合模一压力机一次行程中,在模具同一位置同时完成几道冲压工序的模具。 (3) 连续模一压力机一次形成中,依次在几个不同的位置上,同时完成多道工序的模 具。 (4) 模具