《沖壓工藝及模具設計》分章習題

1、《沖壓工藝及模具設計》分章習題《沖壓工藝及模具設計》分章習題參考答案參考答案第一章第一章沖壓基礎知識沖壓基礎知識1、簡要敘述沖壓工藝的特點有哪些？答：答：（1）、生產率高、加工成本低、材料利用率高（可達70~80%）；（2）、可生產形狀復雜、質量穩(wěn)定的工件；（3）、沖壓件互換性好、重量輕、剛度好、外觀好；（4）、應用面廣，廣泛用于國民經濟各個領域。2、什么是體積不變規(guī)律？答：答：塑性變形前后，變形體體積不變；ε1ε2ε3=0；3、什么是

2、塑性條件？答：答：在多向應力作用下，只有各應力間符合一定關系時，材料才能進入塑性屈服狀態(tài)，應力之間的這種關系即為塑性條件。σ1σ3≧（1~1.15）σs4、何為塑性變形后的彈性恢復？對沖壓成型有什么影響？答：答：沖壓時只要發(fā)生塑性變形都存在彈性變形存在彈性恢復。彈性恢復后會改變工件的尺寸，影響沖壓工件的形狀和尺寸精度。5、沖壓變形的變形傾向性指的是什么？以拉深毛坯的受力情況為例說明拉深時毛坯的變形區(qū)和傳力區(qū)存在的每一種變形趨向。要使拉深

3、成形順利進行應如何控制這些變形趨向？答：答：在沖壓變性過程中，材料需要最小變形力的區(qū)域為變形的弱區(qū)。材料在受力時，弱區(qū)為變形區(qū)。沖壓加工中變形趨向性的結論：在沖壓成型過程中，需要最小變形力的區(qū)是個相對的弱區(qū)，而且弱區(qū)必先變形，因此變形區(qū)應為弱區(qū)。拉深時：毛坯變形區(qū)的變形趨向為切向伸長的拉伸變形或在切向壓應力作用下的失穩(wěn)起皺；傳力區(qū)的變形趨向是變薄或縱向失穩(wěn)。要使拉深成型順利進行，應該通過改變毛坯各部分的相對尺寸、改變模具工作部分的幾何形

4、狀和尺寸、改變毛坯和模具之間的摩擦阻力、改變毛坯局部區(qū)域的溫度等來控制這些變形趨勢。6、什么是加工硬化？對材料性能有什么影響？答：答：隨塑性變形量增加，造成滑移位錯密度增加，金屬硬度、強度上升，塑性下降。金屬變形抗力加大，材料σ不斷變化，逐漸向σb接近。7、什么是內應力？它的出現對材料性能有什么影響？答：答：由于變形的不均勻性，產生宏觀和微觀應力。內應力的出現導致脆性上升。8、什么是材料性能的各向異性？它的出現對材料性能有什么影響？答：

5、答：金屬在冷塑性變形過程中，隨變形量增加晶格位向趨于一致（織構現象)，出現各向異性。各向異性致使變形區(qū)邊緣出現不規(guī)則（故大多數變形工序后需加切邊工序）。9、什么是伸長類變形？什么是壓縮類變形？板料成形中哪些是伸長類變形？哪些是壓縮類變形？如何劃分兩類變形。答：答：伸長類變形：當作用于毛坯變形區(qū)的拉應力的絕對值最大時，在這個方向上的變形一定是伸長變形，這種沖壓變形為伸長類變形。壓縮類變形：當作用于毛坯變形區(qū)內的壓應力的絕對值最大時，在這個

6、方向上的變形一定是壓縮變形，這種沖壓變形為壓縮類變形。伸長類變形：脹形、圓孔翻邊、擴口、拉形等。壓縮類變形：筒形件拉深、縮口等。10、材料的哪些機械性能對伸長類變形有重大影響？哪些對壓縮類變形有重大影響？為什么？答：答：對伸長類變形有重大影響的機械性能有：材料的塑性指標，如伸長率、斷面收縮率等；對壓縮類變形有重大影響的機械性能有：屈服強度、抗拉強度等。11、當σ1＞σ2＞σ3時，利用全量理論和體積不變定律進行分析：⑴當σ1是拉應力時，ε

7、1是否是拉應變？⑵當σ1是壓應力時，是否是壓應變？⑶每個主應力方向與所對應的主應變方向是否一定一致？答：答：（1）是。當σ1是拉應力時，即有σ1＞σ2＞σ3＞0，毛坯變形區(qū)三向受拉，在最大拉應力σ1方向上的變形必為伸長變形，即ε1是拉應變；（2）不是。當σ1是壓應力時，即有0＞σ1＞σ2＞σ3時，毛坯變形區(qū)三向受壓，而在最小壓應力σ1方向上的變形必為伸長變形，即ε1是拉應變。（3）否。拉應力方向不一定是伸長變形，壓應力方向不一定是壓縮變

8、形，而是要根據主應力的差值才能判定。12、什么是名義應力、名義應變？什么是真實應力、真實應變？它們之間有什么差別。答：答：名義應力：是指在不考慮幾何不連續(xù)性（如孔、槽、帶等）的情況下，在試樣的有效橫截面上計算得到的應力。名義應變：在名義應力作用下產生的應變。真實應力：一般金屬材料在塑性變形過程中產生硬化，屈服應力不斷變化，這種變化的實際屈服應力就是真實應力。真實應變：在拉伸試驗時，應變常以試樣的相對伸長δ表示，由于δ不能反映試樣大變形過

9、程中的瞬時變形及變8、如圖所示零件，材料為45鋼，板厚3mm。試確定沖裁凸、凹模刃口尺寸，并計算沖裁力。答：答：由表22可知，間隙范圍為（12%~14%）t，則Zmin=0.36mm，Zmax=0.42mm，ZmaxZmin=0.06mm.從表26查出尺寸φ8mm的K=0.75，尺寸48mm的K=0.75.查《公差配合與測量技術》表12知：φ8mm孔為IT10級精度，因尺寸較小，查表25凸凹模的制造精度都取IT7級。則Tp=Td=0.0

10、15mm。TpTd=0.03mmZmaxZmin=0.06mm。尺寸48為IT9級精度公差值Δ=0.062mm，落料凸、凹模的制造公差按Δ的14選取，則Tp=Td=Δ4=0.016mm，TpTd=0.032ZmaxZmin=0.06mm。則沖孔工序的凸、凹模尺寸為：0)(TppKdd????=mmmm0015.00015.0044.8)058.075.08(?????mmZdddTpd015.00015.000min404.8)36.0

11、044.8()(????????落料工序的凸、凹模尺寸：mmmmKDDdTd016.00016.000954.47)062.075.048()(??????????0016.00016.00min64.47)36.048()(????????pTdpZDD查相關資料知：45鋼抗切強度為370Mpa由沖裁力F=KLtτb有:沖孔力Fk=Kπdktτb=1.33.1483370=36248N落料力Ft=Kl2tτb=1.348483370=

12、3324672N9、如圖所示零件，材料為Q235鋼，板厚1mm。試計算落料凹、凸模刃口尺寸。答：答：查得間隙范圍為（7%~10%）t，則Zmin=0.07mm，Zmax=0.10mm，ZmaxZmin=0.03mm.尺寸5的公差等級為IT12級，8的公差等級為IT16級，10的公差等級為IT13級，15的公差等級為IT12級，30的公差等級為IT12級，查表25凸凹模的制造精度都取IT7級。為了加工方便，各尺寸處凸、凹模取同一公差值。取