2025年自考8沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）1.以下屬于分離工序的是（）A.拉深B.彎曲C.翻邊D.沖孔答案：D2.沖裁間隙過小時(shí)，沖裁件斷面會(huì)出現(xiàn)（）A.塌角增大B.光亮帶變窄C.毛刺高而厚D.斷裂帶變窄答案：D3.普通沖裁模中，凹模刃口尺寸計(jì)算時(shí)，落料件以（）為基準(zhǔn)A.凸模B.凹模C.工件尺寸D.間隙值答案：B4.拉深過程中，坯料的主要變形區(qū)是（）A.凸模底部B.凹模圓角區(qū)C.凸緣部分D.側(cè)壁部分答案：C5.彎曲件的最小相對(duì)彎曲半徑r/t主要取決于（）A.材料的塑性B.彎曲角度C.模具結(jié)構(gòu)D.彎曲方式答案：A6.多工位級(jí)進(jìn)模中，導(dǎo)正銷的主要作用是（）A.定位條料B.校正條料送進(jìn)誤差C.卸料D.壓料答案：B7.沖裁模中，彈性卸料裝置適用于（）A.厚板沖裁B.薄板沖裁C.高精度沖裁D.無搭邊沖裁答案：B8.拉深系數(shù)m越小，說明（）A.拉深變形程度越小B.拉深變形程度越大C.材料塑性越好D.模具壽命越高答案：B9.彎曲時(shí)，為減少回彈，可采用（）A.增大彎曲半徑B.減小彎曲角度C.加熱彎曲D.降低材料強(qiáng)度答案：C10.沖模常用的導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)向精度最高的是（）A.導(dǎo)柱導(dǎo)套B.導(dǎo)板C.側(cè)刃D.定位銷答案：A11.排樣時(shí)，無搭邊排樣的優(yōu)點(diǎn)是（）A.材料利用率高B.沖件精度高C.模具壽命長D.操作安全答案：A12.沖裁力的計(jì)算公式F=KLtτ中，K是（）A.安全系數(shù)B.修正系數(shù)C.間隙系數(shù)D.摩擦系數(shù)答案：B13.拉深時(shí)，防止起皺的有效措施是（）A.增大拉深系數(shù)B.使用壓邊圈C.減小凹模圓角D.提高材料硬度答案：B14.復(fù)合模與級(jí)進(jìn)模相比，最大的特點(diǎn)是（）A.生產(chǎn)效率高B.可加工復(fù)雜零件C.沖件精度高D.模具結(jié)構(gòu)簡單答案：C15.沖模失效的主要形式是（）A.塑性變形B.斷裂C.磨損D.疲勞答案：C二、填空題（本大題共10小題，每空1分，共15分）1.沖壓基本工序分為________工序和________工序兩大類。（分離；成形）2.沖裁件的斷面由塌角、________、斷裂帶和________四部分組成。（光亮帶；毛刺）3.凸凹模間隙的確定原則是：對(duì)于落料，凹模刃口尺寸應(yīng)取________于工件的最小極限尺寸；對(duì)于沖孔，凸模刃口尺寸應(yīng)取________于工件的最大極限尺寸。（等；等）4.拉深時(shí)，坯料的起皺發(fā)生在________區(qū)域，破裂多發(fā)生在________部位。（凸緣；筒壁與底部過渡）5.彎曲件的工藝性主要包括________、________、材料的纖維方向等方面。（彎曲半徑；直邊長度）6.多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)需考慮________、________和工位間的協(xié)調(diào)。（工步順序；載體形式）7.沖模常用的材料中，凸凹模常用________鋼制造，導(dǎo)柱導(dǎo)套常用________鋼制造。（Cr12MoV；20）8.沖裁力的計(jì)算包括________、________和推件力（或頂件力）。（沖裁力；卸料力）9.拉深系數(shù)m的定義是________與________的比值。（拉深后工件直徑；坯料直徑）10.彎曲回彈的表現(xiàn)形式為________和________的變化。（彎曲角度；彎曲半徑）三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）1.簡述沖裁間隙對(duì)模具壽命的影響。答：沖裁間隙過小時(shí)，凸凹模刃口承受的側(cè)壓力和摩擦力增大，刃口磨損加劇，模具壽命降低；間隙過大時(shí)，板料對(duì)刃口的沖擊載荷增大，刃口易崩刃或產(chǎn)生塑性變形，同樣縮短模具壽命。合理間隙可使刃口承受的載荷減小，磨損緩慢，模具壽命最長。2.拉深模工作部分（凹模、凸模）的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有哪些？答：①圓角半徑：凹模圓角半徑r_d一般?。?~10）t，過小會(huì)增大拉深力，過大易起皺；凸模圓角半徑r_p略小于凹模圓角，通常取r_p=(0.6~1)r_d。②間隙：單邊間隙c=(1.1~1.2)t，間隙過小會(huì)增大摩擦和拉深力，易拉裂；間隙過大則工件精度低，易起皺。③尺寸與公差：凹模尺寸按拉深件外徑設(shè)計(jì)，凸模尺寸按內(nèi)徑設(shè)計(jì)，公差取工件公差的1/3~1/2。3.彎曲件的工藝性要求包括哪些內(nèi)容？答：①最小彎曲半徑：r≥(0.25~1)t，避免外側(cè)拉裂；②直邊長度：彎曲件直邊長度應(yīng)≥2t，否則彎曲時(shí)直邊部分易變形；③孔邊距離：孔邊到彎曲半徑中心的距離應(yīng)≥(1.5~2)t，防止孔變形；④材料纖維方向：彎曲線應(yīng)與纖維方向垂直，若需平行則需增大彎曲半徑；⑤尺寸公差：彎曲件的尺寸公差不宜過高，一般取IT12~IT14級(jí)。4.多工位級(jí)進(jìn)模相比單工序模有哪些特點(diǎn)？答：①生產(chǎn)效率高：一次行程完成多工序，適合大批量生產(chǎn)；②精度高：通過導(dǎo)正銷和載體定位，沖件尺寸一致性好；③自動(dòng)化程度高：可與送料、出料裝置聯(lián)動(dòng)，減少人工干預(yù)；④模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜：需設(shè)計(jì)載體、導(dǎo)正、檢測等裝置，制造成本高；⑤適合復(fù)雜零件：可完成沖裁、彎曲、拉深等復(fù)合工序，加工形狀復(fù)雜的零件。5.沖模失效的主要形式及預(yù)防措施有哪些？答：主要失效形式：①磨損（最常見）：刃口、導(dǎo)向部分因摩擦導(dǎo)致尺寸超差；②斷裂：因沖擊載荷或應(yīng)力集中導(dǎo)致刃口或模板開裂；③塑性變形：因材料強(qiáng)度不足，刃口或凸模產(chǎn)生塌陷；④疲勞：反復(fù)載荷作用下產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展。預(yù)防措施：①合理選擇模具材料（如Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2），提高硬度和耐磨性；②優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，避免尖角、臺(tái)階等應(yīng)力集中區(qū)域；③控制沖裁間隙，減少刃口磨損；④表面強(qiáng)化處理（如滲碳、氮化、TD處理），提高表面硬度；⑤定期維護(hù)，及時(shí)修磨刃口和更換磨損零件。四、分析題（本大題共1小題，15分）某公司需加工一批厚度t=1.5mm的08鋼矩形帶孔零件（如圖1所示），零件尺寸：長L=60±0.15mm，寬W=40±0.10mm，孔直徑d=10±0.08mm，孔中心距L1=40±0.12mm，W1=25±0.10mm。零件批量為50萬件，要求表面無毛刺，尺寸精度IT11級(jí)。試分析其沖壓工藝方案，并設(shè)計(jì)模具類型及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。（注：圖1為簡化示意圖，零件無特殊形狀，孔為圓孔，邊緣無翻邊或彎曲）答：1.工藝分析：零件為平板沖裁件，包含落料（外形）和沖孔（2個(gè)圓孔）工序。材料為08鋼（塑性好，適合沖裁），厚度1.5mm（中薄板），批量大（50萬件），精度要求IT11級(jí)（普通沖裁可滿足），表面無毛刺（需控制間隙和刃口鋒利度）。2.工序方案確定：方案1：單工序模（先沖孔后落料）：需2副模具，生產(chǎn)效率低，定位誤差大（孔與外形位置精度難保證）。方案2：復(fù)合模（沖孔+落料同時(shí)完成）：1副模具，效率高，孔與外形同軸度好（通過凸凹模保證），適合批量生產(chǎn)。方案3：級(jí)進(jìn)模（沖孔→落料連續(xù)完成）：效率最高（可自動(dòng)送料），但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。綜合批量、精度和成本，選擇復(fù)合模方案（兼顧效率和精度，成本低于級(jí)進(jìn)模）。3.模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：①模具類型：正裝復(fù)合模（凸凹模在上模，落料凹模和沖孔凸模在下模），便于廢料從壓力機(jī)工作臺(tái)孔排出，適合中厚板。②工作零件：-凸凹模：外形尺寸按落料凹模配作（間隙Z=0.18~0.24mm，取Z=0.20mm），內(nèi)孔尺寸按沖孔凸模配作（間隙同上），材料Cr12MoV，硬度58~62HRC。-落料凹模：尺寸L=60-0.15（下偏差），W=40-0.10（下偏差），按IT7級(jí)制造，刃口直壁高度h=6mm，斜度α=1°。-沖孔凸模：直徑d=10+0.08（上偏差），長度L=凸凹模厚度+卸料板厚度+安全距離（約60mm），前端帶15°錐度導(dǎo)向。③定位裝置：條料采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，送進(jìn)步距由擋料銷控制（步距=60+搭邊a=60+1.5=61.5mm）；孔位精度由凸凹模內(nèi)孔與沖孔凸模的配合保證（間隙≤0.02mm）。④卸料與頂出：上模采用彈性卸料板（橡膠或彈簧），卸料力F卸=K卸×F沖裁=0.05×(F落料+F沖孔)=0.05×(L周長×t×τ+2×πd×t×τ)（τ=300MPa）；下模采用頂件塊頂出工件，頂件力F頂=K頂×F沖裁=0.06×總沖裁力，保證工件平整無壓痕。⑤導(dǎo)向裝置：采用滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套（Φ32mm×150mm），配合間隙H7/h6，保證上下模對(duì)中精度。五、計(jì)算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）1.計(jì)算圖2所示沖裁件的沖裁力、卸料力和推件力（材料為Q235，厚度t=2mm，抗剪強(qiáng)度τ=300MPa，凹模刃口直壁高度h=8mm，卸料力系數(shù)K卸=0.05，推件力系數(shù)K推=0.06）。（注：圖2為不規(guī)則形狀沖裁件，輪廓周長L=200mm，包含一個(gè)直徑d=20mm的孔）解：①?zèng)_裁力F沖=K×L×t×τ（K=1.3，修正系數(shù)）落料部分周長L1=200mm，沖孔部分周長L2=πd=3.14×20=62.8mm總沖裁周長L總=L1+L2=200+62.8=262.8mmF沖=1.3×262.8×2×300=1.3×262.8×600=1.3×157680=205,984N≈206kN②卸料力F卸=K卸×F沖=0.05×206kN=10.3kN③推件力F推=n×K推×F沖（n為凹模內(nèi)廢料數(shù)，n=h/t=8/2=4）F推=4×0.06×206kN=4×12.36=49.44kN2.某圓筒形拉深件，材料為10鋼（σb=400MPa，δ=25%），零件尺寸：直徑D=50mm，高度H=60mm，厚度t=1mm。試計(jì)算拉深次數(shù)及首次拉深后的尺寸（已知：首次拉深極限系數(shù)m1=0.5，后續(xù)拉深極限系數(shù)m2=0.75，修邊余量Δh=2mm）。解：①計(jì)算坯料直徑D0：拉深件表面積=筒壁面積+底面積（忽略圓角）筒壁面積=πDH=3.14×50×(60+2)=3.14×50×62=9734mm2底面積=π(D/2)2=3.14×(25)2=1962.5mm2總表面積=9734+1962.5=11696.5mm2坯料面積=π(D0/2)2=11696.5→D0=√(4×11696.5/3.14)=√(14900)=122mm（取整）②計(jì)算總拉深系數(shù)m總=D/D0=50/122≈0.409③首次拉深后直徑d1=m1×D0=0.5×122=61mm首次拉深后高度h1=(D02-d12)/(4d1)+0.57r（r≈t=1mm，忽略）h1=(1222-612)/(4×61)=(14884-3721)/244=11163/244≈45.75mm（含修邊余量后h1’=45.75+2=47.75mm）④第二次拉深系數(shù)m2’=D/d1=50/61≈0.82＞m2=0.75（可一次拉深完成？需驗(yàn)證）但總拉深系數(shù)m總=0.409＜m1×m2=0.5×0.75=0.375，說明需兩次拉深。首次拉深d1=61mm，h1=47.75mm；第二次拉深d2=m2×d1=0.75×61=45.75mm（需調(diào)整，最終直徑為50mm，故實(shí)際第二次拉深系數(shù)m2’=50/61≈0.