12级《冲压工艺及模具设计》分章习题第一章冲压基础知识1、简要叙述冲压工艺的特点有哪些？P1答：（1）、生产率高、加工成本低、材料利用率高（可达70~80%）；（2）、可生产形状复杂、质量稳定的工件；（3）、冲压件互换性好、重量轻、刚度好、外观好；（4）、应用面广，广泛用于国民经济各个领域。
2、什么是体积不变规律？P10 答：塑性变形前后，变形体体积不变；ε1+ε2+ε3=0；3、什么是加工硬化？对材料性能有什么影响？P13 答：随塑性变形量增加，造成滑移位错密度增加，金属硬度、强度上升，塑性下降。
金属变形抗力加大，材料σ不断变化，逐渐向σb接近。
4、什么是伸长类变形？什么是压缩类变形？板料成形中哪些是伸长类变形？哪些是压缩类变形？如何划分两类变形。
答：伸长类变形：当作用于毛坯变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，这种冲压变形为伸长类变形。
压缩类变形：当作用于毛坯变形区内的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，这种冲压变形为压缩类变形。
伸长类变形：胀形、圆孔翻边、扩口、拉形等;压缩类变形：筒形件拉深、缩口等。
5、材料的哪些机械性能对伸长类变形有重大影响,对压缩类变形有重大影响？为什么？答：对伸长类变形有重大影响的机械性能有：材料的塑性指标，如伸长率、断面收缩率等；对压缩类变形有重大影响的机械性能有：屈服强度、抗拉强度等。
6、当σ1＞σ2＞σ3时，利用全量理论和体积不变定律进行分析：⑴当σ1是拉应力时，ε1是否是拉应变？⑵当σ1是压应力时，是否是压应变？⑶每个主应力方向与所对应的主应变方向是否一定一致？答：（1）是。
当σ1是拉应力时，即有σ1＞σ2＞σ3＞0，毛坯变形区三向受拉，在最大拉应力σ1方向上的变形必为伸长变形，即ε1是拉应变；（2）不是。
当σ1是压应力时，即有0＞σ1＞σ2＞σ3时，毛坯变形区三向受压，而在最小压应力σ1方向上的变形必为伸长变形，即ε1是拉应变。
（3）否。
拉应力方向不一定是伸长变形，压应力方向不一定是压缩变形，而是要根据主应力的差值才能判定。
7、什么是名义应力、名义应变？什么是真实应力、真实应变？它们之间有什么差别。
答：名义应力：是指在不考虑几何不连续性（如孔、槽、带等）的情况下，在试样的有效横截面上计算得到的应力。
名义应变：在名义应力作用下产生的应变。
真实应力：一般金属材料在塑性变形过程中产生硬化，屈服应力不断变化，这种变化的实际屈服应力就是真实应力。
真实应变：在拉伸试验时，应变常以试样的相对伸长δ表示，由于δ不能反映试样大变形过程中的瞬时变形及变形的积累过程，于是引入真实应变的概念，表示实际的应变由应变增量Δε逐渐积累而成。
8、板料的冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。
P169、选择材料时，除决定其化学成分（牌号）外，还要确定哪些对冲压工艺有重大影响的指标？答：还要确定表示板料力学性能的指标，如强度、刚度、塑性等。
10、常用板料的规格。
P28 第三章冲裁工艺1、冲裁变形过程分哪三个阶段？P29 答：（1）、弹性变形阶段（2）、塑性变形阶段（3）、断裂阶段2、剪切断面由哪些区域组成？P30 答：圆角带：塑性变形阶段，刃口进入材料，材料被塑性拉入，断面出现边缘塑性圆角带（约5%）；光亮带：刃口深入材料，材料产生塑性剪切变形，在凸、凹模侧面压力挤压下，出现塑性光亮带（约1/3）；断裂带：裂纹扩展，上、下裂纹会合，板材分离，断面出现断裂带（约60%）；毛刺：由于上、下裂纹不一定正对，断裂后往往被拉出毛刺。
3、试述冲裁间隙的大小与冲裁断面质量的关系。
P31 答：冲裁加工中，凸、凹模间隙及其分布的均匀程度是决定冲裁断面质量好坏的主要因素。
间隙冲裁间隙过大或过小都将导致上、下两裂纹不能相接重合于一线。
间隙过小时，凸模刃口附近的裂纹比正常间隙时向外错开些，产生了由上、下裂纹包围的部分。
当凸模继续下压时，上、下裂纹中间的部分将被第二次剪切，在断面的中部形成撕裂面，并在断面上形成第二个光亮带，以及在端面出现挤长的毛刺。
间隙过大时，板料所受弯曲与拉伸都增大，材料易被撕裂。
凸模刃口附近的裂纹比正常间隙时向里错开一些，致使光亮带减小，圆角带、断裂带斜度都增大，毛刺粗大难以去除。
此外，若间隙过大，冲裁薄料时会将材料拉入间隙中，形成拉长的毛刺；冲裁厚料时，则形成很宽的圆角带。
4、试分析影响冲裁件质量的因素。
P40 答：影响冲裁件质量的因素主要有凸、凹模间隙的大小及其分布的均匀性，材料性质，刃口锋利程度，模具制造精度和冲裁条件等。
5、排样设计时要考虑哪些因素？材料利用率如何计算？P42 答：（1）、排样方式（2）、搭边值：冲裁件之间及与条料之间用以补偿定位误差的余料（3）、材料利用率：工件总面积/条料面积：η=nA/bl×100%6、怎样降低冲裁力？P47 答：加热冲裁；斜刃冲裁；阶梯冲裁。
7、冲模由哪几部分构成？每一部分作用为何？P50 答：（1）、工作部分：直接完成冲压工序的零件。
主要指凸模、凹模、凸凹模。
（2）、定位部分：确定条料或坯料在模具中的位置。
有挡料销、导尺、側刃、导料销、定位销等。
（3）、卸料部分：将工件或废料从模具的凸模上和凹模中脱卸。
有卸料、推件、顶件零件等。
（4）、导向部分：保证上、下模之间的精确导向和凸、凹模间隙的均匀。
有导尺、导套、导板等。
（5）、固定联结部分：将模具各零件固定联结在上、下模座上，并固定在压力机上。
有模座、模柄、固定板、垫板及螺钉、销钉等。
8、定位板和定位销的作用是什么？答：用于单个坯料或工件的定位。
9、推件块的作用是什么？顶件块的作用是什么？答：推件块：顺冲压方向将工件或废料从上模凹模中推出，一般为压力机滑块的刚性力，无压料作用。
顶件块：逆冲压方向将工件或废料从下模凹模中顶出，一般为弹性力，有压料作用。
第四章弯曲工艺1、简述弯曲变形的过程。
P96 答：弹性弯曲→弯曲半径减小→板料与凸模三点接触,内外表层塑性变形→塑性变形由表层向中心扩展→板料与凸凹模吻合，弯曲半径与凸模半经一致。
2、试分析弯曲的应力应变。
窄板、宽板弯曲时的应力应变状态为何有所不同？P96 答：（1）、外侧:受拉应力而伸长变形→导致开裂—弯曲的主要失效（2）、内侧:受压应力而收缩变形→导致起皱窄板弯曲时，变形特点是内、外区应变状态不同，并导致应力状态也不同。
变形区的切向应变是绝对值最大的主应变，在板料厚向与宽向必须产生与切应变符号相反的应变。
外区的切向主应变为拉应变，所以厚向为压应变，宽向也为压应变；内区的应变符号恰与外区相反。
总的来说，窄板弯曲时是立体应变状态，平面应力状态。
宽板弯曲时，切向和厚向的应变和应力状态与窄板相同。
在宽度方向，由于材料的流动受阻，几乎不产生变形，故内、外区在宽度方向上的应变均为零。
但是按应变状态分析，宽向的外区材料应产生压应变，因受阻力而产生拉应力；内区材料应产生拉应变，因受阻而产生压应力。
因此，宽板弯曲时是平面应变状态，立体应力状态。
3、什么是应变中性层？P112 答：内、外层间长度不变的纤维层，其半径：ρ=γ+κt（κ:中性层位移系数0.3-0.5)4、弯曲的变形程度用什么来表示？为什么可用它来表示？极限变形程度受哪些因素的影响？P103 答：弯曲变形程度用相对弯曲半径r/t来表示。
因为r/t为弯曲半径与坯料厚度的比值，该值越小，表明弯曲变形程度越大。
5、最小弯曲半径影响因素有哪些？P104 答：材料的力学性能；零件弯曲中心角的大小；板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系；板料表面及冲裁断面的质量；板料的相对宽度；板料厚度。
6、影响回弹的因素有哪些？P106 答：⑴材料的力学性能；⑵相对弯曲半径r/t；⑶弯曲中心角α；（4）弯曲方式及校正力的大小；（5）工件形状；模具间隙。
7、弯曲件的工艺性：指弯曲件的结构形状尺寸精度要求材料选用及技术要求是否适合于弯曲加工的工艺要求。
P115 第五章拉深工艺1、简述拉深过程中的起皱及其防止措施。
P133 答：凸缘部分的切向压应力，使凸缘材料产生不均匀拱起→导致起皱。
防止措施：采用压边装置(弹性或刚性压边圈)和合适的压边力。
2、简述拉深过程中的开裂及其防止措施。
P135 答：圆角部分受拉应力和弯曲应力→导致底部圆角上部首先开裂．防止措施：①控制合理的变形程度②选用合理的凸、凹模间隙及圆角半径③采用中间退火，消除加工硬化④合理润滑（筒底部分不能有润滑，以免底部摩擦力太小而导致筒底材料变薄)。
3、怎样表示拉深变形程度？P139 答：拉深系数m 用以表示空心零件拉深变形程度，其值用拉深后和拉深前的直径比表示：m=d/D0拉深系数愈小，变形程度愈大。
当多次拉深时：m1=d1/D0, m2=d2/d1,··4、什么是极限拉深系数？影响因素。
圆筒形工件总的拉深系数比极限拉深系数m1小时，为什么用两道或多道工序才能拉成零件？P139答：拉深成形时，工件不被拉裂的最小拉深系数。
实际拉深时，各次拉深系数必需大于极限拉深系数。
影响因素：①材料力学性能；②材料相对厚度t/D；③拉深次数；④压边力；⑤模具工作部分圆角半径及间隙。
因为每一次的拉深系数m n 是该次拉深后工件的直径与上一次拉深后工件的直径之比，当n 大于2后，尽管每次的拉深系数都小于极限拉深系数，但总的变形量却超过了极限拉深系数下所能产生的变形量，从而拉成零件。
5、拉深变形区的应力应变的特点是什么？ P136 答：拉深变形区为凸缘部分，切向为压应力，径向为拉应力，切向压应力的绝对值最大，所以在切向是压应变，径向为拉应变。
第六章 其它成形工艺1、什么是翻边成形？ P180 答：翻边成型是一种在成型毛坯的平面或曲面部分,沿一定曲线形成竖立边缘的冲压方法。
内孔翻边：在预先冲孔(或无孔)的毛坯上,依靠毛坯拉伸,孔沿周边翻边竖直边缘的冲压工序，伸长类翻边。
外缘翻边：沿毛坯的曲边,使材料的拉伸或压缩,形成高度不大的竖边.2、什么是胀形？其特点是什么？ P176 答：胀形是利用模具使坯料局部塑性变形,材料变薄,表面积增大的冲压方法。
外部材料不进入变形区,变形区材料受两向拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。
胀形主要有起伏成形和凸肚两类。
3、 胀形方法？ P177 答：起伏成形；凸肚胀形。
4、冲压成形时坯料的变形趋向性 P2951、如图所示零件，材料为45钢，板厚3mm 。
试确定冲裁凸、凹模刃口尺寸，并计算冲裁力。
答：由表2-2可知，间隙范围为（12%~14%）t ，则Z min =0.36mm ，Z max =0.42mm ，Z max -Z min =0.06mm.从表2-6查出尺寸φ8mm 的K=0.75，尺寸48mm 的K=0.75.查《公差配合与测量技术》表1-2知：φ8mm 孔为IT10级精度，因尺寸较小，查表2-5凸凹模的制造精度都取IT7级。