第二章冲裁工艺与冲裁模设计(2).ppt

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1、内容提要在分析冲裁变形过程、冲裁件质量及影响因素基础上，介绍冲裁间隙确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁模典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计2.1概述分类:冲裁模：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。基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。普通冲裁、精密冲裁MD&M第二章

2、冲裁工艺与模具设计一、冲裁变形时板材变形区受力情况分析四对力冲裁时作用于板料上的力1-凸模2-板材3-凹模了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。凸、凹模间隙存在，产生弯矩。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计2.2冲裁变形过程分析间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程（动画）可分为三个阶段：二、冲裁变形过程1．弹性变形阶段(Ⅰ)变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段(Ⅱ)变形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

3、模有压缩等变形。3．断裂分离阶段(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离MD&M第二章冲裁工艺与模具设计冲裁件质量：三、冲裁件质量及其影响因素垂直、光洁、毛刺小图纸规定的公差范围内外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小指断面状况、尺寸精度和形状误差。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计三、冲裁件质量及其影响因素（续）1、冲裁件断面质量及其影响因素断面特征图圆角带a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域

4、。断裂带c：裂纹形成及扩展。毛刺区d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计1.冲裁件断面质量影响因素(１)材料性能的影响三、冲裁件质量及其影响因素（续）(２)模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度(３)模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；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。MD&M第二章冲裁

5、工艺与模具设计2.冲裁件尺寸精度及其影响因素三、冲裁件质量及其影响因素（续）冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。影响因素：该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差。（1）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2）材料的性质（3）冲裁间隙MD&M第二章冲裁工艺与模具设计3．冲裁件形状误差及其影响因素三、冲裁件质量及其影响因素（续）冲裁件的形状误差：翘曲：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而

6、造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计2.3冲裁间隙一、间隙的作用冲裁间隙Z：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计一、间隙的作用1.间隙对冲裁件质量的影响2.间隙对冲裁力的影响随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随

7、间隙增大，卸料力和推件力都将减小。间隙是影响冲裁件质量的主要因素。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计一、间隙的作用（续）3.间隙对模具寿命的影响模具正常失效：磨损；模具非正常失效：变形、崩刃、折断和涨裂——工艺设计不合理。间隙过小将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。从延长模具寿命考虑，应在保证模具正常失效和冲裁件质量的前提下适当采用较小的间隙值。MD&M第二章冲裁工艺与模具设计冲裁间隙确定原则：考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造

8、新模具时应采用最小合理间隙Zmin二、冲裁模间隙值的确定1.理论法确定法2.经验确定法较小间隙值（表2.3.2）较大间隙值（表2.3.3）MD&M第二章冲裁工艺与模具设计MD&M第二章冲裁工艺与模具设计MD&M第二章冲裁工艺与模具设计MD&M第二章冲裁工艺与模具设计间隙对剪切裂纹与断面质量的影响ａ）间隙过小ｂ）间隙合理ｃ）间隙过大MD&M第二章冲裁工艺与模具设计凸、凹模刃口磨钝时毛刺的