冷冲压工艺与模具设计（01622）一、选择题（共75小题，每题2分，共150分）1-5 BCACB 6-10 BCCAA 11-15 ACCCA 16-20 ABACB21-25 CBDCC 26-30 BBBAB 31-35 BBCBB 36-40 BBCAA41-45 ADBBB 46-50 ABBBC 51-55 ABBCD 56-60 BDBBA61-65 BBACD 66-70 BCBBC 71-75 ACABA二、判断题（共25小题，每题2分，共50分）1-5 ×√×××6-10××××√11-15√√××√16-20××√√√21-25×××√×三、名词解释题（共25小题，每题4分，共100分）1、冲压：是一种材料加工方法，它是建立在材料的塑性变形基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件形状、尺寸及精度。
2、冲压模具：是指在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，称为冲压模具，由于冲压加工一般是在常温下进行的，所以冲压模具俗称冷冲模。
3、复合模：只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一个工位同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
4、级进模（连续模）：在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
5、公称压力：我国规定滑块下滑到到距下极点某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距下极点某一特定角度α所产生的冲击力称为压力机的公称压力。
6、弹性变形：除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失，金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，这样的变形称为弹性变形。
7、加工硬化：对金属材料来说，在进行塑性变形过程中，表现为材料的强度指标随变形程度的增加而增加；塑性指标随之降低，这种现象称为加工硬化。
8 、冲裁：是利用模具是板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。
包括冲孔和落料。
9、冲裁模间隙：Z是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸Dd与凸模刃口横向尺寸dp的差值。
Z 表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示。
10、弯曲：是使材料产生塑性变形，形成具有一定角度或一定曲率零件的冲压工序。
11、弯曲回弹：与所有塑性变形一样，塑性弯曲时伴随有弹性变形，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，弹性回复加剧了工件形状和尺寸的改变，使弯曲件的形状和尺寸和模具尺寸不一致，这种现象叫做弯曲回弹。
12、弯曲件的工艺性：是指弯曲零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。
具有良好工艺性的弯曲件，能简化弯曲的工艺过程及模具结构，提高工件质量。
13、拉深：是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件毛坯，加工成其他形状空心件的一种基本冲压加工方法，拉深也称拉延。
14、送料步距：条料在模具中每次送进的距离S。
15、模具的闭合高度（H模具）：指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度。
16、搭边：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。
17、成形工序：是使冲压毛坯在不破裂的条件下发生塑性变形，以获得所要求的形状、尺寸的零件的冲压加工方法。
18、排样：冲裁件在条料或板料上的布置方式。
19、模具装配：按照模具的技术要求，将加工完成、符合设计要求的零件和购配的标准件，按设计的工艺进行相互配合、定位于安装、连接与固定成为模具的过程，称为模具装配。
20、拉深系数：指圆筒件拉深后的直径与拉深前毛坯（或半成品）的直径之比。
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反应了毛坯拉深时变形的大小，因此把它作为衡量拉深变形程度的重要指标。
21、塑性变形：外力作用下产生不可恢复的永久变形。
22、工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等。
23、材料利用率：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。
24、卸料力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。
25、缩口：将管坯或预先拉深好的圆筒形件通过缩口模将其口部直径缩小的一种成形方法。
四、简答题（共25小题，每题6分，共150分）1、答：材料的各个应力分量之间符合一定的关系时，该点开始屈服，这种关系就称为塑性条件或称屈服条件。
（3分）条件公式：σ1—σ3=βσs（3分）2、答：材料在弯曲过程中伴随着塑性变形总存在着弹性变形，因此会产生回弹。
（1分）影响因素有：①材料的力学性能。
（1分）②材料相对弯曲半径r/t。
（1分）③弯曲工件的形状。
（1分）④模具间隙。
（1分）⑤弯曲校正力。
（1分）3、答：（1）化学成分及组织的影响；（2分）（2）变形温度；（2分）（3）变形速度；（1分）（4）应力状态。
（1分）4、答：冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是冲模在工作时所受合力的作用点位置。
（2分）在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线重合，（2分）否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨损，从而影响压力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。
（2分）5、答：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，（2分）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。
（2分）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。
（2分）6、答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。
（1分）冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：（1）生产批量；（1分）（2）冲裁件尺寸和精度等级；（1分）（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（1分）（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低；（1分）（5）操作是否方便与安全。
（1分）7、答：（1）尽可能采用合理间隙的下极限。
（2分）（2）保持模具刃口的锋利。
（2分）（3）合理的选择搭边值。
（1分）（4）采用压料板和顶板等方法。
（1分）8、答：冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，（2分）也可以用来为变形工序准备坯料，（2分）还可以对拉深件等成形工序件进行切边。
（2分）9、答：常用补偿法和校正法。
（1）补偿法即预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量，在设计模具时，使弯曲工件的变形超过原设计的变形，工件回弹后得到所需要的形状。
（3分）（2）校正法即在模具结构上采取措施，让校正压力集中在弯角处，使其产生一定塑性变形，克服回弹。
（3分）10、答：公式： F=Ltσb（2分）式中：K—系数（1分）L—冲裁周边长度mm（1分）t—材料厚度mm（1分）σb——材料抗拉强度MP a（1分）11、答：在大批量的冲压生产中，（2分）材料较薄、精度较高的中小型冲件，必须使用多工位精密级进模。
（2分）对于较大的冲压件适用于多工位传递式模具的冲压加工。
（2分）12、答：胀形工艺和拉深工艺不同，毛坯的塑性变形区局限于变形区范围内，材料不向变形区外转移，（2分）也不从外部进入变形区内，（2分）是靠毛坯的局部变薄来实现的。
（2分）13、答：冲裁的变形过程分为三个阶段：从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段( 第一阶段)；（2分）如果凸模继续下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性变形阶段( 第二阶段)；（2分）从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离，这就是称之为断裂分离阶段( 第三阶段)。
（2分）14、答：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，以实现“小设备作大活”的目的：a)采用加热冲裁的方法；（2分）b)采用斜刃冲裁的方法；（2分）c)采用阶梯凸模冲裁的方法。
（2分）15、答：（1）对冲压性能的要求；（2分）（2）对表面质量的要求；（2分）（3）对材料厚度公差的要求。
（2分）16、答：普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。
（2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。
（1分）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）。
（1分）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。
（1分）毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。
随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。
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。
（1分）17、答：取向原则是冲孔时，尺寸以凸模为基准，间隙取在凹模上；（3分）落料时尺寸以凹模为基准，间隙取在凸模上。
（3分）18、答：是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸之差值。
（2分）影响冲裁精度的主要因素是凸、凹模的制造精度，（2分）冲裁后材料的弹性回复及操作的确良偶然因素。
（2分）19、答：冲裁断面由：塌角、光亮带、断裂带和毛刺四部分组成，（2分）塌角越大，断面质量下降，光亮带越大，断面质量越好，（2分）断裂带越大、毛刺越高，断面质量越差。
（2分）20、答：校形是指工件在经过各种冲压工序后，因为其尺寸精度及表面形状还不能达到零件的要求，这时，就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上，再通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形，从而获得合格零件的一种冲压加工方法。
（3分）校形的目的是把工件表面的不平度或圆弧修整到能够满足图纸要求。
一般来说，对于表面形状及尺寸要求较高的冲压件，往往都需要进行校形。
（3分）21、答：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。
（2分）其拉深变形同样认为其圆角部分相当于圆筒形件的拉深，（1分）而其直边部分相当于简单的弯曲变形。
（1分）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。