冲压工艺学-3-分离工序_冲裁.ppt

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1、第三章冲裁冲裁是通过一对工具（模具）的工作部分——冲头与凹模，利用冲压设备加压于其间的被冲材料，使之在有一定间隙的刃口处产生剪切等变形，进而分离破断的冲压加工分离工序。动画：冲裁过程冲头P冲头平面板料凹模平面凹模tc是分离工序的基础和重点第三章冲裁落料与冲孔：金属垫片落料工序冲孔工序第三章冲裁材料力学——作为剪切变形的实例和内容，仅从工程结构上宏观的受力和变形考虑。塑性加工方法——为研究冲裁件质量、模具寿命和冲裁力，应从塑性力学理论和冲裁变形的实际条件，分析冲裁变形的机理。第三章冲裁3.1冲裁机理3.1.1冲裁变形过程1变形过程理论与模型（1）宏观理论模型冲裁变形分为三个阶段：弹性变形阶段塑性

2、变形阶段断裂分离阶段第三章冲裁（2）细观理论模型从细观力学角度分析冲裁变形过程，认为冲裁变形过程分为六个阶段：冲击压缩、压入剪切、裂缝生长、突然分离、推出凹模和卸离冲头阶段。冲裁变形过程第三章冲裁2冲裁曲线（力-行程图）典型冲裁曲线冲裁力，微裂纹产生裂纹重合，卸载分离推件力卸料力第三章冲裁3冲裁变形过程第三章冲裁3.1.2冲裁变形区与受力1冲裁变形区冲裁过程中材料变形区是位于冲头与凹模的上下刃口尖端连线为中心的区域，为一个纺锤形的范围。变形区范围随材料延伸率和加工硬化指数提高而增大！第三章冲裁2变形区及邻域的应力分析（1）冲裁力导致的基本应力（2）力矩引起的弯曲应力第三章冲裁3变形区及邻域的应

3、力状态（1）作用的外力1）宏观力学模型2）细观力学模型─凸、凹模对板料的垂直作用力─凸、凹模对板料的侧压力─凸、凹模端面与板料间的摩擦力─凸、凹模侧面与板料间的摩擦力材料力学的剪切模型第三章冲裁（2）应力状态图冲裁变形区及其邻域内的应力状态复杂，并且与变形过程有关。第三章冲裁3.2冲裁件的质量3.2.1冲裁件的断面冲裁件断面裂纹扩展方向毛刺产生原因第三章冲裁3.2.2冲裁件的精度1弯拱：弯矩作用的结果；预防措施；影响因素2尺寸精度：冲裁件的弹性回复所致；影响因素3斜度：弯曲变形引起光亮带斜度；剪裂带斜度第三章冲裁3.3冲裁间隙1间隙对冲裁变形及冲裁件断面的影响3.3.1间隙对冲裁工艺的影响刃口

4、状态和材料塑性第三章冲裁2间隙对冲裁件精度的影响3间隙对模具寿命的影响4间隙对冲裁力的影响间隙的选择依据对于一般的冲裁件，模具加工容易且寿命长，冲裁件断面比较平滑，塌角、毛刺和剪裂带所占比例比较小，光亮带占断面的1/3或更大，则认为能够实现这种冲裁的间隙为实用间隙的选择范围。第三章冲裁3.3.2间隙值计算与选用1理论计算2经验公式3查表第三章冲裁m值的确定对于机械制造及汽车拖拉机行业：当t比较小时(t<=3mm)软材料（如08、10钢、黄铜紫铜等）：m=0.08~0.10；中硬材料（如Q235、Q255钢，20、25钢等）：m=0.1~0.12；硬材料（如45钢等）：m=0.12~0.14；对

5、于电器及仪表行业：当t比较小时(t<=3mm)纸、布、皮革、石棉、橡胶、塑料：m=0.02；硬纸板、胶纸板、胶布板、云母片：m=0.03；铝、紫铜、纯铁：m=0.04；硬铝、黄铜、08、10钢及其他低碳钢：m=0.05；锡磷青铜、铍合金、铬钢和中碳钢：m=0.06；硅钢片、弹簧钢、高碳钢：m=0.07。当材料厚度t>3mm时，由于冲裁力较大，可以适当放大系数m，当断面质量没有特别要求时，一般可以放大到1.5倍。第三章冲裁I、II、III分指冲裁件断面质量、尺寸精度要求级别高、中、低第三章冲裁3.4冲裁模刃口尺寸确定凸凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素。必须考虑到光亮带尺寸决定制件尺

6、寸和模具在使用中的磨损。1决定模具刃口尺寸确定的原则1）设计落料模时应以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时应以凸模为基准，间隙取在凸模上。2）落料凹模刃口尺寸应靠近落料件公差范围内的最小尺寸，冲孔凸模刃口尺寸应靠近孔的公差范围内的最大尺寸。3）凸凹模间隙取最小合理间隙。4）考虑弹复的影响，对于厚板料、高弹性材料以及有特殊要求的冲裁件。第三章冲裁2凸凹模刃口尺寸计算方法1）分开加工：分别标注凸凹模刃口尺寸及公差，适于圆形及简单形状。若落料件尺寸、冲孔件尺寸，则落料模：冲孔模：要满足或式中—制造公差，可查表；x—系数，可查表第三章冲裁2）凸模与凹模配合加工是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中

7、一个(基准件)，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。优点：不仅容易保证凸、凹模间隙很小,而且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。适用于：异形或复杂刃口。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，非基准件上只标注公称尺寸，但在图样上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模实际刃口尺寸配作，保证最小双面合理间隙值。”第三章冲裁3.5工艺力及冲裁功1.冲裁力:板料阻止凸模向下运动的力；是变化的，