冲压模具设计与实践教学课件作者范建蓓教学单元二冲裁工艺与冲裁模设计课件

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1、冲压工艺模具及设备第二章冲裁工艺与冲裁模设计目录2.1任务引入2.2相关知识2.3任务实施思考与练习题2.1任务引入图a所示的接触环，料厚t=0.35mm，其外形复杂、尺寸较小；图b所示为板厚t=2.2mm，外形较规则、尺寸较大的T形板。这些都是是本学习单元要讨论解决的内容。根据它们结构及工艺的差别，设计出合理的模具。完成这两副冲裁模的设计。a)接触环b)T形板冲裁工艺与冲裁模设计冲裁工艺与冲裁模设计2.2相关知识冲裁变形过程分析冲裁件的工艺性冲裁间隙凸模与凹模刃口尺寸的确定冲裁排样设计冲裁力和压力中心的计算冲

2、裁模典型结构冲裁模零部件设计2.2.1冲裁变形过程分析1.冲裁变形过程冲裁过程是在瞬间完成的，冲裁时板料的变形具有明显的阶段性，当凸、凹模间隙正常时，其冲裁过程大致可以分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、剪切分离阶段等三个阶段。冲裁工艺与冲裁模设计冲裁变形过程冲压形成基础2.冲裁切断面分析冲裁变形区应力与应变情况和冲裁件切断面情况，冲裁件的切断面存在明显的四个区域性特征，即塌角、光面、毛面和毛刺。冲裁件的断面质量塌角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。光面

3、b：该区域发生在塑性变形阶段，当刃口切入材料后，材料受刃口侧面的剪切和挤压作用而形成光亮垂直的断面。毛面c：该区域是在断裂阶段形成的，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。毛刺d：该区域形成于塑性变形阶段后期，它是由于裂纹的起点不在刃口，而是在刃口附近的侧面上自然形成的。料厚t/mm≈0.3＞0.3～0.5＞0.5～1.0＞1.0～1.5＞1.5～2.0生产时≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15试模时≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05普通冲裁毛刺的允许高度h/

4、mm冲裁工艺与冲裁模设计2.冲裁件的质量及其影响因素冲裁件的质量：是指冲裁件的断面状况、尺寸精度和形状误差。（1）冲裁件断面质量及其影响因素1）材料力学性能的影响2）冲裁间隙的影响间隙大小对冲裁件断面质量的影响冲裁工艺与冲裁模设计3）模具刃口状态的影响凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况4）模具结构形式的影响冲裁工艺与冲裁模设计（2）冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的尺寸精度：是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸的差值。影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面：一是模具的结构与制造精度；二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的

5、偏差。冲模制造精度材料厚度t/mm0.50.81.01.52345681012IT6～IT7IT7～IT8IT9IT8－－IT8IT9－IT9IT10－IT10IT10IT12IT10IT12IT12－IT12IT12－IT12IT12－－IT12－－IT14－－IT14－－IT14－－IT141）冲模的结构与制造精度冲裁件精度与冲模制造精度的关系冲裁工艺与冲裁模设计2）冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差间隙对冲裁件尺寸精度的影响（3）冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件的形状误差：是指翘曲、扭曲、变形等缺陷。它是由

6、于材料不平、间隙不均匀、凹模圆角对材料摩擦不均匀等造成的和冲裁件上孔间距或孔到边缘的距离太小等原因造成的。冲裁工艺与冲裁模设计2.2.2冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性主要包括冲裁件的结构与尺寸、精度与断面粗糙度、材料等三个方面。1.冲裁件的结构（1）冲裁件形状应尽可能简单、规则。（2）冲裁件的内、外形转角处应尽量避免尖角，采用圆弧过渡以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。冲件种类最小圆角半径黄铜、铝合金钢软钢备注落料交角≥90°交角＜90°0.18t0.35t0.35t0.70t0.2

7、5t0.50t≥0.25≥0.50冲孔交角≥90°交角＜90°0.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.60t≥0.30≥0.60冲裁件最小圆角半径r/mm冲裁工艺与冲裁模设计（3）尽量避免冲裁件上过于窄长的悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁件质量。冲裁件的悬臂与凹槽冲裁工艺与冲裁模设计（4）冲孔时，受凸模强度的限制，孔的尺寸不能太小，否则凸模易折断或压弯。冲件材料圆形孔（直径d）方形孔（孔宽b）矩形孔（孔宽b）长方形孔（孔宽b）钢τb>700MPa钢τb＝400～700MPa钢τb＜400MPa

8、黄铜、铜铝、锌1.5t1.3t1.0t0.9t0.8t1.35t1.2t0.9t0.8t0.7t1.2t1.0t0.8t0.7t0.6t1.1t0.9t0.7t0.6t0.5t冲件材料圆形孔（直径d）矩形孔（孔宽b）硬钢软钢及黄铜铝、锌0.5t0.35t0.3t0.4t0.3t0.28t无导向凸模冲孔的最小尺寸带护套凸模冲孔的最小尺寸冲裁工艺与冲裁模设计（5）为避免工件变形和保证模具强