塑性成形工艺与模具设计第3版高锦张第二章 冲裁 第二章 冲裁.ppt

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1、1第二章冲裁工艺与模具设计冲裁工艺性分析冲裁件质量及影响因素冲裁模间隙凸、凹模刃口尺寸的计算排样冲裁工艺力的确定冲裁工艺设计冲裁模的类型与结构冲模主要零件的设计及标准的选用冲裁模结构设计精密冲裁工艺与模具设计返回冲裁的概念：冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。包括落料、冲孔、切口、切边、剖切、整修、精密冲裁等。基本冲裁工序：落料和冲孔。落料与冲孔均是利用模具使板料的一部分与另一部分沿一封闭的轮廓线相分离。落料的目的是得到封闭轮廓线以内的部分。冲孔的目的是得到封闭轮廓线以外的部分。落料冲孔冲裁分类：根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：普通冲裁

2、精密冲裁本章主要讨论普通冲裁第一节冲裁工艺分析一、冲裁变形过程二、板料受力情况一、冲裁变形过程1.弹性变形阶段2.塑性变形阶段3.断裂分离阶段模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：(一)冲裁变形过程冲头刚接触板料的初始阶段，板料只发生弹性变形。1.弹性变形阶段初始塌角（圆角）材料翘曲2.塑性变形阶段更大的塌角塑性剪切——光亮带内部应力达到极限刃口附近出现微裂纹3.断裂分离阶段产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺形成（二）冲裁时的变形区冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区图2-2冲裁变形区1—凸模2—毛坯3—凹模4—变形区二、板料受力情况图2-3冲裁时作用于板料上的力1-凸

3、模2-板材3-凹模凸、凹模之间间隙存在，产生弯矩。图2-4冲裁力曲线第二节冲裁件质量及影响因素一、冲裁件断面特征二、冲裁件的尺寸大小三、影响冲裁件断面质量的因素一、冲裁件断面特征4.塌角带a：刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。3.光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域。2.断裂带c：裂纹形成及扩展的结果。1.毛刺d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。正常间隙下，冲裁件断面由四个部分组成：二、冲裁件的尺寸大小小的部分尺寸对于凸模尺寸；大的部分尺寸对于凹模尺寸。三、影响冲裁件断面质量的因素断面的光亮带越宽、断裂带越窄、圆角及毛刺越小，断面质量越好质量最好的部分：

4、光亮带图2-5冲裁区冲裁断面状况1—毛刺2—断裂带3—光亮带4—圆角带影响冲裁件断面质量的因素(１)材料性能的影响：塑性越好，断面质量越好。(２)模具间隙的影响间隙过小，出现二次剪裂，产生第二光亮带。间隙过大，出现二次拉裂，产生二个斜度。间隙合适，断面质量好。间隙偏小，断面质量较好。当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。(３)模具刃口钝利情况的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；凹模磨钝凸、凹模均磨钝第三节冲裁模间隙一、间隙对冲裁过程的影响二、合理间隙值的确定一、间隙对冲裁工作的影响1.

5、间隙对零件质量的影响提高断面质量的关键在于推迟裂纹的产生，以增大光亮带宽度，其主要途径就是减小间隙。此外间隙又是影响尺寸精度的主要因素。冲孔件落料件2.间隙对冲裁力的影响间隙增大，冲裁力降低。间隙减小，冲裁力增大。在间隙合理情况下，冲裁力最小。间隙对卸料力、推件力或顶件力的影响比较显著。3.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、变形、胀裂、断裂等过小的间隙加剧刃口的磨损；间隙小，落料件或废料往往梗塞在凹模洞口，导致凹模胀裂。间隙过大，毛刺增大，卸料力增大，刃口磨损加大。二、合理间隙值的确定考虑到模具制造偏差和磨损，生产中通常是选择一个适当

6、的范围作为合理间隙。即最小合理间隙Zmin，和最大合理间隙Zmax。设计与制造新模具时应采用最小合理间隙值。确定凸、凹模合理间隙的方法有：理论确定法查表确定法。1、理论确定法确定依据：保证上、下裂纹重合，以获得良好的冲裁断面。从图中直角三角形关系可确定间隙Z。即式中h0——产生裂纹时凸模压入板料的深度（mm）；t——材料厚度（mm）；——裂纹方向与垂线间的夹角（）；Z=2（t-h0）tg=2t(1-h0/t)tg2、查表确定间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关。但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异，在生产实践中就很难有一种统一

7、的间隙数值，各种资料中所给的间隙值并不相同，有的相差较大，选用时应按使用要求分别选取。书中表2-1、表2-2第四节凸、凹模刃口尺寸计算一、凸、凹模刃口尺寸计算原则二、刃口尺寸计算方法一、凸、凹模刃口尺寸计算原则1.计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：①冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模尺寸相等，冲孔尺寸与凸模尺寸相同。②零件的尺寸精度。③合理的间隙值。④磨损规律。⑤冲模的加工制造方法。2.计算刃口尺寸原则。（1）保证冲出合格的零件冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上；落料时，以凹模为基准，间隙取在凸模上。（2）保证模具有一定的使用寿命考虑到冲裁时凸凹模的磨损，在设计