冲压工艺与模具设计 教学课件 作者 张信群 第2章 冲裁工艺与冲裁模.ppt

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1、第2章冲裁工艺与冲裁模冲裁变形过程分析2.1冲裁间隙2.2冲裁模刃口尺寸计算2.3冲裁排样2.4冲裁件的工艺性分析2.6冲裁模的典型结构2.7冲裁模零部件的结构2.8冲裁工艺与模具设计实例2.9冲裁力的计算2.52.1冲裁变形过程分析2.1.1冲裁变形过程1．弹性变形阶段2．塑性变形阶段3．断裂分离阶段板料冲裁过程的变形是很复杂的，除了剪切变形外，还存在拉伸、弯曲、横向挤压等变形。整个冲裁过程受凸模和凹模之间的间隙影响很大，冲裁后板料也因翘曲而不平整。1.圆角带。2.光亮带。3.断裂带。4.毛刺区。2.1.2冲裁断面特征在冲裁件断面的

2、四个部分区中，光亮带越宽，断面质量越好。但各部分的大小和断面上所占的比例大小并非一成不变，而是随着材料性能、模具间隙、刃口状态等条件的不同而变化。1．材料性能的影响2．模具间隙的影响3.模具刃口状态的影响2.1.3影响冲裁断面质量的因素2.2冲裁间隙冲裁模凸模与凹模刃口部分横向尺寸之差称为冲裁间隙，用Z表示。2.1.1冲裁间隙的概念1．冲裁间隙对冲裁件质量的影响。2．冲裁间隙对冲裁力的影响。3．间隙对模具寿命的影响2.2.2冲裁间隙的影响为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，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

3、。若采用小间隙，就必须提高模具的硬度和耐磨性，提高模具的制造精度，冲裁时采用良好的润滑，以减小磨损。在冲压实际生产中，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。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（Zmax）。确定合理间隙值有理论确定法和经验确定法两种。在生产中常采用经验法来确定间隙值。2.2.3冲裁间隙值的确定2.3冲裁模刃口尺寸计算2.3.1凸、凹模刃口尺寸计算原则１

4、.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。2.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。3.考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取零件尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取零件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用xΔ表示，其中Δ为工件的公差值，x为磨损系数，其值在0.５～１之间，根据工件制造精度进行选取

5、：工件精度IT10以上x＝1工件精度IT11～IT13x＝0.75工件精度IT14x＝0.54.不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值Zmin。5.确定冲模刃口制造公差时，应考虑零件的公差要求。这种方法适用于圆形或简单规则形状的制件，因为冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。为了保证模具的使用寿命，凸模和凹模的制造公差与冲裁间隙值之间必须满足下列条件：≤2.3.2凸、凹模刃口尺寸计算方法1．凸模与凹模分开加工凸模和凹模刃口尺寸计算公式如下。（1）落料根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定

6、凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减小最小合理间隙值即得到凸模尺寸。（2）冲孔根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸；将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凸模尺寸。（3）孔心距孔心距属于磨损后基本不变的尺寸，当一次冲出孔距为L±的两个孔时，凹模型孔中心距按下式确定：2.4冲裁排样2.4.1材料利用率的计算材料利用率是指冲裁制件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标，也是检验排样是否合理的重要参数。一个送料步距内

7、的材料利用率（如图2－11所示）可用下式计算：由于具有搭边，定位时存在的误差可由搭边来补偿，制件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，并且模具寿命也高，但材料利用率低。2.4.2排样方法1．有废料排样2．有废料排样材料利用率较高。3．无废料排样材料利用率最高。排样时制件之间以及制件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边。搭边的作用表现在以下三方面：（1）补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件。（2）是保证条料具有一定刚度，便于条料送进，从而提高劳动生产率。（3）可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。2.4.3搭边1

8、．搭边的概念和作用排样时一定要合理确定搭边值。搭边值过大，材料利用率低；搭边值过小时，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。搭边值的大