冷冲压工艺与模具设计经典课件第2章

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1、第2章冲裁本章内容冲裁是冷冲压最基本的工序之一。本章介绍了冲裁基础、冲裁工艺、冲裁模具结构以及典型冲裁模设计实例。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、冲裁间隙确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。本章重点1．冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2．刃口尺寸计算原则和方法；3．冲裁工艺性分析与工艺方案制定；4．冲裁模典型结构及特点；5．冲裁模结构设计及模具标准应用；6．冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。本章难点1．冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2．刃口尺寸计算

2、原则和方法；3．模具结构设计及模具标准应用；4．冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。2.1冲裁基础冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等。分类：普通冲裁、精密冲裁。落料:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料；落料工序中使用的模具叫落料模。工件的尺寸由冲裁凹模尺寸决定。冲孔:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，则称为冲孔。冲孔工序中使用的模具叫冲孔模。工件的尺寸由冲孔凸模尺寸决定。1.冲裁变形时板料变形区力态分析四对力凸、凹模间隙存在，产生弯矩。1-凸模2-板材3-凹模

3、2.1.2冲裁变形过程2.冲裁变形过程(1)弹性变形阶段(2)塑性变形阶段(3)断裂分离阶段2.1.2冲裁变形过程3.冲裁件质量及其影响因素指断面状况、尺寸精度和形状误差。垂直、光洁、毛刺小图纸规定的公差范围内外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小2.1.2冲裁变形过程3.冲裁件质量及其影响因素（1）冲裁件断面质量及其影响因素A.断面组成圆角带a：光亮带b：断裂带c：毛刺区d：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。塑性剪切变形。质量最好的区域。通常占全断面1/3─1/2。裂纹形成及扩展。间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。2.1.2冲裁变形

4、过程B.模具间隙的影响B.模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度C.模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。(2)冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差。影响因素：（1）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2）材料的性质（3）冲裁间隙(3)冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件的形状误差：指翘

5、曲、扭曲、变形等缺陷。翘曲：冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。Z=DA—dT2.1.3冲裁间隙1.冲裁间隙对冲裁工艺的影响(1)间隙对冲裁件质量的影响：间隙是影响冲裁件质量的主要因素。(2)间隙对冲裁力的影响：随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。(3)间隙对模具

6、寿命的影响：小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。2.冲裁模间隙值的确定主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。（1）理论法确定法（2）表格法（表2.3）（3）经验公式法刃口尺寸计算的作用：凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸大小。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。1.凸、凹模刃

7、口尺寸计算原则(１)设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。2.1.4凸模和凹模的刃口尺寸计算(２)由于凸模在使用中越磨越大，凹模在使用中则越磨越小，因此在设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度