止动件冲压工艺与模具设计[1]

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1、项目五止动件冲压工艺与模具设计教学目标知识目标：1.了解冲裁变形过程2.掌握冲裁模间隙及刃口尺寸计算3.掌握冲裁件排样方法4.掌握冲裁力、压力中心计算方法5．冲裁工艺设计6．掌握模具设计的步骤；能力目标：1．会掌握冲裁工艺分析、计算；2．会设计冲裁模的结构；3.会查表选用冲裁模标准件；4.会设计工作零件。情感目标：1．通过创设情景、问题，激发学生的好奇心和求知欲；2．通过自主设计模具，增强学生的兴趣和成就感，体验成功的喜悦；通过项目教学，培养学生互助合作的团队精神。教学重点与难点重点：1.掌握模具的工艺分析方法和计算；2.掌握模具设计的步骤；

2、难点：如何选择合理的设计参数。教学方法学法：1．问题引导法；2．直观分析法；3．学练相结合的方法。教时、教具教时：10~23课时对于该零件,可以采用什么工艺及模具来生产？教具：电脑、软件（AutoCADWord软件）。教学过程一、项目的提出可以采用复合冲裁模。图1止动件二、项目分析为了能够设计生产图1所示的零件的模具，需要掌握知识如下：1．零件的工艺性分析；2．零件的工艺计算；3．模具总体方案设计；4．模具各零部件的选择和设计。三、实施准备1．利用多媒体讲解冲裁的工艺计算；2．讲解模具的设计步骤；3．布置设计任务。四、项目实施1.零件的工艺性

3、分析。2.确定工艺方案。3.排样设计及计算。4．冲压力、压力中心计算。5.工作零件刃口尺寸计算。6．模具总体设计（模具各零部件的设计及选用）。7. 画模具装配图、工作零件零件图。8.整理设计文档。五、项目讨论1、如何确定最终的工艺方案？2、如何确定冲压力，与模具结构有关吗？3、连续模和复合模的排样图又什么不同？项目5必备理论知识一、冲裁变形过程图2.2.2所示冲裁变形过程。如果模具间隙正常，冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段。1．弹性变形阶段(图2.2.2Ⅰ)在凸模压力下，材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形，凹模上的板料则向上翘曲，间隙越大，弯

4、曲和上翘越严重。同时，凸模稍许挤入板料上部，板料的下部则略挤入凹模洞口，但材料内的应力末超过材料的弹性极限。2．塑性变形阶段(图2.2.2Ⅱ)  因板料发生弯曲，凸模沿宽度为b的环形带继续加压，当材料内的应力达到屈服强度时便开始进入塑性变形阶段。凸模挤入板料上部，同时板料下部挤入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。随凸模挤入板料深度的增大，塑性变形程度增大，变形区材料硬化加剧，冲裁变形抗力不断增大，直到刃口附近侧面的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，塑性变形阶段便告终，此时冲裁变形抗力达到最大值。由于凸、凹模间存在有间隙，故在这个阶段中板料还伴随

5、着弯曲和拉伸变形。间隙越大，弯曲和拉伸变形也越大。3．断裂分离阶段(图2.2.2Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)  材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。已形成的上下微裂纹随凸模继续压入沿最大切应力方向不断向材料内部扩展，当上下裂纹重合时，板料便被剪断分离。随后，凸模将分离的材料推人凹模洞口。从图2.2.3所示冲裁力-凸模行程曲线可明显看出冲裁变形过程的三个阶段。图中OA段是冲裁的弹性变形阶段；AB段是塑性变形阶段，B点为冲裁力的最大值，在此点材料开始剪裂，BC段为微裂纹扩展直至材料分离的断裂阶段，CD段主要是用于克服摩擦力将

6、冲件推出凹模孔口时所需的力。图2.2.2冲裁变形过程图2.2.3冲裁力曲线二．冲裁件质量冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。断面状况尽可能垂直、光洁、毛刺小。尺寸精度应该保证在图纸规定的公差范围之内。零件外形应该满足图纸要求；表面尽可能平直，即拱弯小。1．冲裁件断面质量  由于冲裁变形的特点，冲裁件的断面明显地分成四个特征区，即圆角带a、光亮带b、断裂带c与毛刺区d，如图2.2.4所示。  圆角带a：该区域的形成是当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙的结果；  光亮带b：该区域发生在塑形变形阶段，当刃

7、口切入材料后，材料与凸、凹模切刃的侧表面挤压而形成的光亮垂直的断面。通常占全断面的1/2-1/3；  断裂带c：该区域是在断裂阶段形成。是由刃口附近的微裂纹在拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面，其断面粗糙，具有金属本色，且略带有斜度。  毛刺区d：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口正面材料被压缩，刃尖部分是高静水压应力状态，使裂纹的起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺，裂纹的产生点和刃口尖的距离成为毛刺的高度。在普通冲裁中毛刺是

8、不可避免的，普通冲裁允许的毛刺高度见表2.2.1。a）冲孔件b）落料件图2.2.4冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况三,冲裁间隙1.冲裁间隙Z冲裁间隙是指冲裁模