冲裁工艺及模具设计.ppt

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1、第2章冲裁工艺及模具设计目录2.1冲裁变形过程分析2.2冲裁件质量分析2.3冲裁间裁2.4凸模和凹模工作部分尺寸计算2.5冲裁件的工艺性2.6冲裁力和压力中心的计算2.7排样2.8冲裁模2.9冲裁模主要零部件的计算与选用2.10冲裁模设计利用冲模使板料相互分离的冲压工序叫冲裁。冲裁工艺的种类很多，常用的有落料、冲孔、切边、修边、整修等。根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可分为普通冲裁和精密冲裁两大类。普通冲裁是由凸凹模刃口之间产生剪裂纹的形式实现材料分离的，冲出的冲件断面比较粗糙，精度较低。而精密冲裁则是以塑性变形的形式实现材料分

2、离的，冲出的冲件断面比较光洁，精度较高。冲裁概述冲裁过程如图2-12.1冲裁变形过程分析图2-1冲裁过程图2-2冲裁变形过程1—凸模2—工件3—条料4—凹模2.1冲裁变形过程分析冲裁过程如图2-1：上模是凸模1，装在压力机的滑块上，为活动部分，下模是凹模4，固定在压力机工作台上，是固定部分。凸模和凹模之间有间隙，被冲材料放在凹模刃口上面，当压力机滑块下行时，凸模穿过材料进入凹模洞口，使冲件与材料分离而完成冲裁工作。冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段，见图2-2：1．弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段变形

3、区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。3．断裂分离阶段变形区内部材料应力大于强度极限。影响断面质量的因素有哪些呢？2.2冲裁件质量的分析冲裁件的质量是指冲裁件的断面状况、尺寸公差及形状误差等。理想的情况，冲裁件的断面应平直、光洁、尺寸公差应满足冲件要求，表面应平坦，即穹弯小。2.2.1冲裁件的断面质量它由塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分组成。塌角带：弹性变形阶段产生，大小与材料塑性和模具间隙有关。光亮带：塑性剪切变形时产生，质量最好的区域。断裂带：

4、撕裂造成。毛刺区：模具拉挤结果，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。图2.3断面质量2.2.2冲裁件的尺寸精度及其影响因素影响冲件尺寸精度有两大方面的因素：一是冲模本身的制造偏差，二是冲裁结束后冲件相对于凸模或凹模的尺寸偏差。冲件的精度一般比模具制造精度低2～4级。影响这个偏差值的因素有：间隙、材料性质、工件形状与尺寸等。其中间隙起主导作用。（1）间隙对尺寸精度的影响落料冲孔图2-4间隙对冲件精度的影响间隙较大时：材料拉伸后回复----D落小于D凹，d孔大于d凸间隙较小时：材料压缩后伸长------D落大于

5、D凹，d孔小于d凸所谓间隙是指凹模工作部分尺寸与凸模工作部分尺寸之差：如图2-5所示，即Z=DA-DT（2-1）冲裁模凸模和凹模之间的间隙，不仅如上节中阐明的对冲件的质量有影响，而且还影响模具的寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。因此，间隙是一个非常重要的工艺参数。2.3.1间隙对模具寿命的影响冲裁过程中模具的失效形式一般有：磨损、崩刃和凹模洞口胀裂三种。（1）间隙对磨损的影响在保证冲件质量的前提下，为了减小凸、凹模的磨损，延长模具的使用寿命，应采用大间隙冲裁。2.3冲裁模间隙图2-5冲裁模间隙2.3.1间隙对模具寿命的影响（2）间

6、隙对凹模洞孔胀裂的影响。当采用大间隙冲裁时，落料件尺寸小于凹模刃口尺寸，因此，很容易从凹模洞口落下，推件力接近于零，不会把凹模洞口胀裂。（3）间隙对崩刃影响。当采用小间隙冲裁时，凸、凹模刃口的垂直力和侧压力增大，另外，模具受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模上平面，间隙也不会绝对均匀分布，过小的间隙会造成凸模与凹模啃口甚至崩刃。2.3.2间隙对冲裁力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易拉断分离，冲裁力减小。但继续增大间隙，会使凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力下降变缓。加大间隙冲裁力一般可降

7、低5～10%。所以，在正常情况下，间隙对冲裁力影响不很大。间隙对卸料力、推件力和顶件力的影响较显著，随着间隙的增大，卸料力、推件力和顶件力都随之减小。当采用大间隙冲裁时，卸料力、推件力和顶件力接近于零。2.3.3确定间隙的理论根据在实际生产中，主要根据冲件的断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一个范围的值，以满足冲裁件设计的要求。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。在设计和制造模具时，应采用最小合理间隙。确定间隙值的方法有理论计算法和经验查表法两种。2.3.3确定间隙的理论根据由于理论计算方法在

8、生产中使用不方便，为此，可根据下述原则选用经验间隙：（1）冲件尺寸精度在IT11级以上，断面粗糙度Ra小于1.6，采用普通模具用小间隙冲裁，大多数情况下是难以达到要求的。一般宜采用光洁冲裁或冲裁后整修，目前应推广使用精密冲裁。（2）冲件尺寸精度在IT12级以上，