《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》分章習(xí)題

1、《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》分章習(xí)題《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》分章習(xí)題參考答案參考答案第一章第一章沖壓基礎(chǔ)知識(shí)沖壓基礎(chǔ)知識(shí)1、簡(jiǎn)要敘述沖壓工藝的特點(diǎn)有哪些？答：答：（1）、生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高（可達(dá)70~80%）；（2）、可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、質(zhì)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(yīng)用面廣，廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)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(yīng)力作用下，只有各應(yīng)力間符合一定關(guān)系時(shí)，材料才能進(jìn)入塑性屈服狀態(tài)，應(yīng)力之間的這種關(guān)系即為塑性條件。σ1σ3≧（1~1.15）σs4、何為塑性變形后的彈性恢復(fù)？對(duì)沖壓成型有什么影響？答：答：沖壓時(shí)只要發(fā)生塑性變形都存在彈性變形存在彈性恢復(fù)。彈性恢復(fù)后會(huì)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(shí)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(jìn)行應(yīng)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?yàn)樽冃蔚娜鯀^(qū)。材料在受力時(shí)，弱區(qū)為變形區(qū)。沖壓加工中變形趨向性的結(jié)論：在沖壓成型過程中，需要最小變形力的區(qū)是個(gè)相對(duì)的弱區(qū)，而且弱區(qū)必先變形，因此變形區(qū)應(yīng)為弱區(qū)。拉深時(shí)：毛坯變形區(qū)的變形趨向?yàn)榍邢蛏扉L的拉伸變形或在切向壓應(yīng)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(jìn)行，應(yīng)該通過改變毛坯各部分的相對(duì)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(shì)。6、什么是加工硬化？對(duì)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(cuò)密度增加，金屬硬度、強(qiáng)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(nèi)應(yīng)力？它的出現(xiàn)對(duì)材料性能有什么影響？答：答：由于變形的不均勻性，產(chǎn)生宏觀和微觀應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的出現(xiàn)導(dǎo)致脆性上升。8、什么是材料性能的各向異性？它的出現(xiàn)對(duì)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(gòu)現(xiàn)象)，出現(xiàn)各向異性。各向異性致使變形區(qū)邊緣出現(xiàn)不規(guī)則（故大多數(shù)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(dāng)作用于毛坯變形區(qū)的拉應(yīng)力的絕對(duì)值最大時(shí)，在這個(gè)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(dāng)作用于毛坯變形區(qū)內(nèi)的壓應(yīng)力的絕對(duì)值最大時(shí)，在這個(gè)

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(kuò)口、拉形等。壓縮類變形：筒形件拉深、縮口等。10、材料的哪些機(jī)械性能對(duì)伸長類變形有重大影響？哪些對(duì)壓縮類變形有重大影響？為什么？答：答：對(duì)伸長類變形有重大影響的機(jī)械性能有：材料的塑性指標(biāo)，如伸長率、斷面收縮率等；對(duì)壓縮類變形有重大影響的機(jī)械性能有：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。11、當(dāng)σ1＞σ2＞σ3時(shí)，利用全量理論和體積不變定律進(jìn)行分析：⑴當(dāng)σ1是拉應(yīng)力時(shí)，ε

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

8、形，而是要根據(jù)主應(yīng)力的差值才能判定。12、什么是名義應(yīng)力、名義應(yīng)變？什么是真實(shí)應(yīng)力、真實(shí)應(yīng)變？它們之間有什么差別。答：答：名義應(yīng)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(jì)算得到的應(yīng)力。名義應(yīng)變：在名義應(yīng)力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變。真實(shí)應(yīng)力：一般金屬材料在塑性變形過程中產(chǎn)生硬化，屈服應(yīng)力不斷變化，這種變化的實(shí)際屈服應(yīng)力就是真實(shí)應(yīng)力。真實(shí)應(yīng)變：在拉伸試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)變常以試樣的相對(duì)伸長δ表示，由于δ不能反映試樣大變形過

9、程中的瞬時(shí)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(jì)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(cè)量技術(shù)》表12知：φ8mm孔為IT10級(jí)精度，因尺寸較小，查表25凸凹模的制造精度都取IT7級(jí)。則Tp=Td=0.0

10、15mm。TpTd=0.03mmZmaxZmin=0.06mm。尺寸48為IT9級(jí)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(guān)資料知：45鋼抗切強(qiáng)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(jì)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(jí)為IT12級(jí)，8的公差等級(jí)為IT16級(jí)，10的公差等級(jí)為IT13級(jí)，15的公差等級(jí)為IT12級(jí)，30的公差等級(jí)為IT12級(jí)，查表25凸凹模的制造精度都取IT7級(jí)。為了加工方便，各尺寸處凸、凹模取同一公差值。取