模具设计与制造基础.doc

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1、第一章冲压模具设计基础1冲压定义室温下利用压力机通过模具对板料加压，使其产生塑性变形或者分离，从而获得一定形状，尺寸和性能的零件。特点：优点低耗，高效，低成本，质量稳定，高一致性，可加工薄壁复杂零件，板材有良好的冲压成型性能缺点模具的设计制造周期长，费用高，噪音振动，只适宜大批大量的生产模具定义：制造一定数量产品的模型和工具2冲压加工的基本工序有分离工序和成型工序3塑性：材料在外力的作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。和自身性质，变形方式，变形条件有关，变形的本质是原子间距离的变化变形抗力金属抵抗变形的能力，反映材料发生变形的难易程度4应力状态三向应力相等时为球应力状态三向等压应力状

2、态为静水压力5金属塑性变形时，遵守体积不变定理，三向应变之和为零6塑性变形最小阻力定律：如果变形物体各质点有向各个方向流动的可能，则变形物体内每个质点将沿阻力最小的方向的物体7屈服条件A屈雷斯加屈服条件材料中最大剪应力达到某一定值时，就开始屈服，这一定值与应力状态无关，值为屈服极限的一半B密席丝屈服条件当某点的等效应力达到某一定值时，材料就开始屈服，这一定值为屈服极限增量理论和全量理论8冲压材料的工艺要求：A应具有良好的塑性B光洁平整的表面状态C厚度公差符合国家标准9冲压常用设备有曲柄压力机，摩擦压力机，液压机常用的曲柄压力机有偏心冲床，曲轴冲床，其主要技术参数有公称压力，滑块行程，滑块行

3、程次数，还有工作台尺寸，滑块地面尺寸１０冲模材料的选用原则Ａ根据模具种类及工作条件Ｂ根据冲压材料和冲压件的生产批量Ｃ满足加工要求Ｄ满足经济性要求１１模具制造特点形状复杂，精度要求高；加工难度大12冲压三要素：合理的冲压工艺；先进的模具；高效的冲压设备第二章冲裁工艺及冲裁模的设计1冲裁是利用冲裁模是板料产生分离的冲压工艺，包括落料，冲孔，切口，切边，剖切等工序落料从板料上冲下所需形状的零件冲孔在工件上冲出所需形状的孔2冲裁变形的过程，可分为三个阶段弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段3冲裁件的断面特征在断面上可分为圆角带，光亮带，断裂带，毛刺四个部分A断裂带是由刃口处的微裂纹在拉应力的作用下

4、不断扩展而形成的撕裂面，是冲裁件断面粗糙，有斜度B毛刺是因为微裂纹产生的位置不是正对刃口，而是在刃口附近的侧面上，加上凸凹模之间的间隙以及刃口不锋利等原因，是金属拉断形成毛刺儿残留在冲裁件上。Ｃ光亮带是塑剪变形时，在毛料一部分相对另一部分移动的过程，凸凹模侧压力将在毛料压平而形成光亮垂直的断面。增加光亮带的关键是延长塑性变形阶段，推迟裂纹的产生，可通过增加金属的塑性和减少凹模刃口附近的应力集中实现4冲裁间隙冲裁模凸凹模之间的间隙A冲裁间隙对冲裁件质量的影响1对断面质量的影响间隙过小时，断面特征是中间留下撕裂面，两头呈光亮带，并在断面出现挤长的毛刺；过大时，凸模刃口附近裂纹较正常间隙时向里错

5、开一段距离，材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，材料易被撕裂，冲裁件的光亮带减小，圆角带与断裂带斜度都增大，毛刺大且厚。2对尺寸精度的影响间隙较大时，材料所受的拉伸作用增大，冲裁完后因材料的弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸；过小时，由于材料挤压作用大，冲裁完后，材料的弹性回复使落料件尺寸增大（可能将凹模胀裂），冲孔尺寸减小B间隙对冲裁力的影响间隙很小时，冲裁力必然很大，随着间隙的增大，冲裁力将降低C间隙对模具寿命的影响间隙小，冲裁力及摩擦力增大，使刃口所受的应力增大，造成刃口变形与断面磨损加剧，甚至崩刃；较大时，可使凸模与凹模侧面及材料间的摩擦减小，减缓间隙不均匀的不利

6、影响，提高模具的寿命。4间隙值的确定A理论确定法依据是上下裂纹的重合以便获得良好的断面，Ｚ＝２（ｔ－ｈｏ）ｔａｎｉ，（ｈｏ刚产生裂纹时凸模压入材料的深度，ｉ裂纹与垂线间的夹角ｔ板料厚度）Ｂ经验确定法５落料件尺寸和冲孔件尺寸都是以光亮带尺寸为准的，落料件上的光亮带尺寸等于凹模的刃口尺寸，冲孔时的光亮带尺寸等于凸模的刃口尺寸。凸凹模尺寸计算的原则Ａ设计落料模时，因落料件尺寸等于凹模刃口尺寸，故应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上，考虑磨损，凹模刃口的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸，凸凹模之间则取最小的合理间隙值Ｂ设计冲孔模时，应孔尺寸等于凸模的刃口尺寸，故应先在确定凸模的刃口尺寸，间

7、隙取在凹模上，考虑磨损，凸模的刃口基本尺寸取工件公差范围内的较大尺寸，凸凹模之间的间隙取最小合理值Ｃ凸凹模的制造公差，应考虑配合原则，落料件取负公差，冲孔件取正偏差。６尺寸计算的方法有凸模与凹模分开加工（用于圆形简单形状）Ａ冲孔先确定凸模的刃口尺寸，凸模刃口基本尺寸接近或等于工件孔德最大尺寸，再增大凹模的刃口尺寸以保证最小合理间隙，凸模制造取负偏差，凹模制造取正偏差，ｄｐ＝ｄ＋ｘａ，ｄｄ＝ｄｐ＋Ｚｍｉｎｄｐ，ｄｍｉｎ分别