模具设计期末考试考点总结

名词解释（10分）：

1、冲压工艺：在室温下对板材、管材、型材等原材料的加工，俗称冷加工（板料在装于设备上的模具的作用下完成加工过程）。

2、镦粗：使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。

3、拉深系数：拉伸后零件的直径与拉伸前毛坯直径之比称为拉伸系数。

4、回弹：弯曲时材料发生弹性变形，当外力去除后，部分弹性变形恢复原态，使弯曲件的形状和角度发生变化。

5、排样：是指冲裁件在块料、条料上的布置方法。

6、模锻斜度：为了便于从模膛中取出锻件，模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，称为模锻斜度。

7、翻边：是在成形坯料的平面部分或曲面部分上，使板料沿一定的曲线翻边成树立边缘的成形方法。

8、最小弯曲半径是在保证毛坯外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小圆角半径。弯曲半径与板料厚度的比值称为相对弯曲半径。

9、脱碳：工件加热时,介质与工作中的碳发生反应,使表层碳的质量分数降低的现象称为脱碳.

10、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称为搭边。

11、拉伸是利用模具使平板毛坯变成开口的零件的冲压加工方法。

12、锻造是在一定温度条件下，利用工具或模具对坯料施加载荷，使金属产生塑性变形，从而使坯料发生体积的转移和形状的变化，以获得所需形状、尺寸和组织性能的锻件。

13、弯曲：把平板毛坯、型材或管材等弯成一定的曲率、一定的角度，形成一定形状零件的冲压工序。

14、塑性：是指材料在外力的作用下发生永久变形而不发生破坏的能力。

选择题（20分）：

1、平板毛坯局部变形与浅拉深或带有胀形性质拉伸等工艺的区别主要取决于成形部分尺寸与坯料尺寸之比d/D。

2、拔长可分为矩形截面坯料的拔长、圆截面坯料的拔长、空心坯料的拔长。

3、锻造成形的失效形式有破裂、折叠、充不满。冲压成形的失效形式有破裂、起皱。

4、靠近凹模口内侧（起皱关键点）的金属在贴膜过程中需要的径向位移最大，起皱危险性最大；变形余裕度最小点（破裂关键点）的破裂危险最大。

填空题（20分）：

1、变形区按变形程度分为困难变形区、大变形区和中间变形区。

2、相对进给量（进料比）就是送进长度与宽度之比。

3、冲压变形三大类：毛坯在冲模力直接作用下的变形；毛坯在诱发应力作用下的变形；毛坯同一变形区不同部位的变形。

4、三个变形趋向性的概括性规律:在冲压成形过程中，毛坯内产生塑性变形的变形区，一定是需要变形力最小的弱区，而且以需力最小的方式变形。

5、板料的冲压性能包括成形极限、保证冲压件形状与精度的难易程度、模具寿命、变形力等。（衡量的量）

6、塑性变形的不均匀性包括塑性变形程度的不均匀性和塑性变形的不同时性。

7、冲裁过程大致可分为：弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段。

8、影响冲裁件断面质量的因素：冲裁间隙、人口状态、材料性能。

9、弯曲变形经历三阶段：弹性弯曲、弹-塑性弯曲、纯塑性弯曲。

10、影响最小弯曲半径的因素：材料的机械性能、板材的方向性、弯曲件的宽度、弯曲件的厚度、弯曲角。

11、影响极限拉伸系数的因素：板材的内部组织和力学性能、毛坯相对厚度、冲模工作部分圆角半径及间隙、模具润滑条件、拉伸方式、拉伸速度。

12、限制曲面零件顺利成行的两大障碍：变形毛坯的破裂、悬空区的起皱（内皱）。

13、胀形分为刚性胀形、软模胀形、非接触胀形。

14、锻前加热的目的：提高金属的塑性，降低变形抗力，使其易于流动成形并获得良好的锻后组织。

15、锻造温度范围是指从开始锻造温度（始锻温度）至结束锻造温度（终锻温度）的温度区间。

16、锻件热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、等温退火。

17、要提高拔长时的生产率必须正确选择相对压缩程度和进料比。

18、模锻的主要成形工序有开式模锻、闭式模锻、挤压、顶镦。

19、模锻工步根据作用不同分为模锻工步、制坯工步、切断工步。

20、冲压模具和锻造模具是金属塑性成形加工中主要使用的模具。

21、搭边值的大小主要与材料机械性能、材料厚度、冲压件结构的复杂程度、送料方式有关。

22、锻模分为锤上锻模、热模锻压力机用锻模、螺旋压力机用锻模、平锻机上锻模。

23、降低冲裁力的方法：斜刃冲模冲裁、阶梯凸模冲裁、加热冲裁。

24、冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模刃口尺寸的差值。

25、冲压工艺的特点：应用范围广；生产率高；产品质量稳定；便于操作易于实现机械化和自动化；成本低、节省原材料。

26、可锻性常用金属的塑性和变形抗力两指标度量。

27、曲面零件的成形机理包括胀形变形及纬向收缩变形两种变形方式。

28、在R/H=0点以内为纯胀形变形；在R/H=0点以外，金属的贴膜是靠贴膜点以内金属的胀形变形及贴膜点金属本身的纬向收缩变形实现的。

29、减小圆弧部分的切向压应力、防止侧边失稳起皱的发生是提高压缩类曲面翻边成形极限的关键。

30、塑性可用延伸率、断面收缩率、冲击韧度。变形抗力可用屈服强度、抗拉强度来表示。

判断题（10分）：

1凡是能增加毛坯传力区拉应力及减小危险断面强度的因素均能使极限拉伸系数加大，相反，凡是能降低毛坯传力区拉应力及增加危险断面强度的因素都有助于使变形区成为相对的弱区，所以能降低极限拉伸系数。

2、由于弯曲变形区的内层与外层的应力、应变性质相反，卸载时产生的弹复方向也相反，总体弹复值是内、外层弹复值的叠加，因此弯曲时的弹复现象尤为明显。

3、质点的流动方向是取决于整个变形体的应力场情况。

4、塑性变形时，在主轴方向，金属质点是沿着主应力增大的方向位移的。

5、在三向压应力的情况金属主要向着最小阻力（增大）的方向流动。

6、局部加载时沿加载方向的正应力随受力面积不断扩大，其绝对值逐渐减小。这就是局部加载时沿加载方向应力分布的一般规律。

问答题（40分）：

1、为什么需要多次拉伸？

拉伸零件的高度与其直径的比值不同，零件的拉伸系数也不同。当零件的拉伸系数小于首次极限拉伸系数时，由于最大拉伸力超过了毛坯侧壁传力区的承载能力，毛坯传力区危险断面处就被拉断，因此拉伸无法进行到底，在这种情况下必须进行两道或多道拉伸。

2、影响弹复的主要因素？减小弹复的措施（方法）？

因素：材料的机械性能；相对弯曲半径r/t；弯曲角；弯曲力；摩擦；此外，非变形区的变形及弹复、材料性能的波动、板厚公差等对弹复都有影响。

措施：利用弹复规律、改变应力状态、提高制件结构刚度。（补偿法；软凹模；变形区局部加压；拉弯；提高制件结构刚性）。

3、影响起皱的因素及防皱的措施？

因素：毛坯相对厚度；拉深系数；凹模工作部分的几何形状。

措施：采用压边圈，只要压边圈足够大，起皱总会被防止的。

压边装置常用刚性压边装置及弹性压边装置。弹性压边装置一般用于单动压力机，主要靠压边力防止毛坯起皱；刚性压边装置用于双动压力机，其防止毛坯起皱的原理是调整压边圈与凹模间的间隙。

4、自由锻的工序及其工序特点？

主要工序有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、错移和扭转等。

5、闭式模锻的优缺点？

优点：减少飞边材料损耗；节省切边设备；有利于金属充满模膛，便于实施精密模锻；闭式模锻时金属处于明显的三向压应力状态，有利于低塑性材料的成形。

缺点：坯料体积要求准确；坯料形状合理并能在模膛内准确定位；要能够较准确地控制打击能量或模压力；要有简便的取件措施或顶料机构。

6、圆角半径对工件的影响？

凸模圆角半径过小时，相应区域毛坯的弯曲变形加大，使危险断面的强度受到削弱，因而使极限拉伸系数增大。凹模圆角半径过小时，毛坯沿凹模圆角滑动的阻力增加，毛坯传力区的拉应力也相应增大，其结果也使极限拉伸系数增大。凸、凹模间隙过小，会因加大摩擦而增大拉伸力，因而使极限拉伸系数增大。

7冲裁间隙对断面质量的影响？

冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模刃口尺寸的差值。间隙过小时，上下产生的裂纹会进入到板料内部，并在分离过程中产生二次剪切的光亮带，形成折叠缺陷，影响断面质量。间隙过大时，由凸模刃口与凹模刃口发生的剪裂纹也不能重合，两个剪裂纹之间的金属被切、折、拉断。同时，毛刺、塌角、斜度也增大，不能形成理想的的断面。间隙正常时，上、下裂纹重合相遇，使材料顺利分离，形成较规则的冲裁断面。

8、确定锻造温度范围的基本原则：

要求在锻造温度范围内金属具有良好的塑性和较低的变形抗力；能锻出优质锻件，避免锻件开裂、氧化、脱碳、过热和过烧等加热缺陷；锻造温度范围尽可能宽广些，以便减少加热火次，提高锻件生产率。

9、镦粗的主要目的？

1、由横截面积较小的坯料得到横截面积较大而高度较小的锻件。

2、冲孔前增大坯料横截面积和平整坯料端面。

3、提高锻件的力学性能和减小力学性能的异向性。

4、反复进行镦粗和拔长，可以提高坯料的锻比，同时还可以破碎合金工具钢中的碳化物，并使其均匀分布。

10、镦粗时产生变形不均匀的原因？为了保证内部组织均匀和防止侧表面裂纹的产生采取的措施？

原因：一是工具与坯料接触面的摩擦影响；二是与工具接触的部分金属由于温度降低快，屈服强度高。

措施：使用润滑剂和预热工具；采用凹形毛坯；采用软金属垫板；采用铆镦、叠镦和套环内镦粗；采用反复镦粗拔长的锻造工艺。

11、锤上模锻的主要工艺特点？

1、由于靠冲压力使金属变形，可以利用金属的流动惯性充满模膛，而且上模模膛比下模模膛的充填性要好；

2、锤头的行程不固定金属在各模膛中的变形是在锤头的多次打击下完成的。因此，可在锤上实现拔长、滚压等模锻工步，具有广泛的适应性和通用性；

3、模锻锤的导向精度差、工作时的冲击和行程不稳定、无顶出装置等因素造成模锻件精度不高。

12、冲压变形趋向性三大规律：

1）在同一冲模外力直接作用下，毛坯的传力区与变形区都有产生某种方式的塑性变形的可能，即都具有某种塑性变形的趋向。

2）在冲压毛坯的相邻部位上受到由诱发应力引起的方向相反、数值相等的内力作用时，在所有可能产生的変形方式中，需要变形力最小的部位首先变形。

3）在同一变形区内毛坯各部分的变形不能保证均匀变形条件时，在需要变形力最小的部位上首先产生变形，而且在以后的变形过程中其变形程度也是最大的。

13、选用排样方式时的原则？

采用少无废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边缘之间搭边存在较少、或者没有搭边存在，材料的利用率高，模具结构简单，但冲裁时由于凸模刃口受不均匀侧向力的作用，使模具易于遭到破坏，冲裁件质量也较差，因此选用时应综合考虑。