《第三章╲t冲 裁》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章╲t冲 裁（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 冲裁湖南工程学院 第三章 冲 裁课程教学内容：在分析冲裁变形过程及冲裁间隙取值的基础上：1.讨论普通冲裁的冲裁过程及冲裁件的质量问题；2.介绍冲裁工艺计算刃口尺寸计算原则和方法、排样设计（毛坯的确定）、冲裁力和压力中心的计算。3.介绍冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。 第三章 冲裁湖南工程学院教学目标及基本要求：1了解冲裁变形规律、掌握影响冲裁件质量的因素及提高冲裁件质量的措施；2掌握冲裁模间隙确定的原则、刃口尺寸计算方法、排样设计、冲裁力计算等工艺参数确定方法；3掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法；4认识冲裁模典型结构（尤其是
2、级进模和复合模）及特点，了解模具标准，掌握模具零部件设计及模具标准应用方法；5掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。第三章 冲裁湖南工程学院本章重点、难点：1.分析影响冲裁件质量的因素及提高冲裁件质量的措施；2.冲裁模间隙确定的原则、刃口尺寸计算方法、排样设计、冲裁力计算等工艺参数确定方法；3.冲裁工艺性分析与工艺设计方法；4.冲裁模典型结构及特点，模具零部件设计及模具标准应用方法；5.冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 第三章 冲裁湖南工程学院1.什么是冲裁?利用装在冲床上的模具对板料施加压力，使板料产生分离，从而得到具有一定的形状、尺寸和性能的零件的冲压工序。2.冲裁是怎么进行的?第一节
3、冲裁概述冲裁是最基本的冲压工序。本章是本课程的重点章之一。第三章 冲裁湖南工程学院3.冲裁的基本工序?4.冲裁的应用：既可以加工成形零件、也可以其他工序的前期工序、中间工序或后期工序。落料、冲孔、切断、切边、剖切、切舌、整修、精冲第三章 冲裁湖南工程学院 第二节冲裁过程的分析一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态 1.冲裁变形过程 如图间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：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
4、形区内部材料应力大于强度极限。第三章 冲裁湖南工程学院2.剪切区的应力状态第三章 冲裁湖南工程学院二、冲裁件断面分析1.塌角(圆角带)刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。2.光面（光亮带） 塑性剪切变形面（也称剪切变面）质量最好的区域。通常有(1/21/3)t。3.（毛面）（断裂带） 裂纹形成及扩展。4.毛刺区裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。它们的比例是随板料的物理力学性能、厚度、刃口锋利程度、模具结构等的变化而变化。有效面为光亮带，光亮带的尺寸如图。第三章 冲裁湖南工程学院 第三节 冲裁模间隙ZD凹d凸=2C适中间隙为：（425）t冲裁模间隙值（ 如
5、图）对冲裁件的质量、 模具寿命有很大的影响；对冲裁力也有一些影响。间隙是一个非常重要的参数。一、间隙对冲裁件质量的影响1.间隙对断面质量的影响在间隙适中的情况下，间隙越小，间隙的均匀程度越高冲裁件断面质量越好。间隙增加，毛刺高度会增加，但间隙过小会使毛刺高度也和增加。料厚生产时试模时ZmaxZmin凸 =0.4 (ZmaxZmin )=0.016 (IT6) 凹 =0.6 (ZmaxZmin )=0.024 (IT7)4 ）计算刃口尺寸：凹模：D凹=(500.50.62)+0.024=49.69+0.024凸模：D凸=(49.690.1) -0.016=49.59-0.016(49.69+0.
6、115)凸模按凹模实际尺寸配做，保证间隙0.10.14。第三章 冲裁湖南工程学院冲孔1 ）冲孔先计算凸模尺寸2 ） Zmax=0.14；Zmin=0.1；ZmaxZmin=0.043）确定模具刃口部分公差值公差高出三级约/3/4 凸 =0.13(0.02)；凹 =0.13(0.025)凹 + 凸 =0.13+0.13 ZmaxZmin凸 =0.4 (ZmaxZmin )=0.016 (IT6) 凹 =0.6 (ZmaxZmin )=0.024 (IT67)4 ）计算刃口尺寸：凸模尺寸：d凸=(24+0.50.52) -0.016=24.26-0.016凹模尺寸：d凹=(24.26+0.1) +
7、0.024=24.36+0.024(24.26-0.13)凹模按凸模实际尺寸配做，保证间隙0.10.14。第三章 冲裁湖南工程学院问题1）模具精度太高（高出78级），能否降低公差等级？2） 磨损后凹模尺寸是否一定变大、凸模尺寸一定变小？用配加工凸模、凹模，可以在保证有合理间隙的前提下降低模具公差等级；凹模磨损后可以使尺寸变大、变小、不变，凸模同样如此。2.凸模和凹模配合加工法计算过程同分别加工一样也是分四步进行，即： 1）确定先计算凹模、或凸模尺寸；2）确定间隙ZminZmax 查表；第三章 冲裁湖南工程学院 3）确定模具公差值：公差高出制件三级以上，一般取/4，不需要效核； 4）确定名义，落
8、料计算凹模尺寸：（1）凹模磨损后尺寸变大 ：A凹=（A工maxx）+ /4 （2）凹模磨损后尺寸变小：B凹=（B工min+x）- /4 例如：落料、冲孔（3）凹模磨损后尺寸不变：凹模名义尺寸取工件中值： 工件尺寸标注为 C /2 Cd=C /8 工件尺寸标注为 C + Cd=(C+0.5 )/8 工件尺寸标注为 C - Cd=(C0.5 ) /8凸模尺寸按凹模实际尺寸配作，保证间隙ZmaxZmin。第三章 冲裁湖南工程学院配合加工例题凹模磨损后尺寸变大：a bAa=(520.50.74)+0.74/4=51.63+0.185Ab= (30.30.50.6)+0.6/4=30+0.15凹模磨损后
9、尺寸变小：dBd=(28+0.50.48) -0.48/4=28.24-0. 12凹模磨损后尺寸不变 ：cCc=10.180.36/8=10.180.045注意：尺寸标注和判断尺寸变化这两个问题第三章 冲裁湖南工程学院尺寸变化判断冲 孔落 料尺寸公差：模具磨损后变大尺寸，模具公差为()，工件公差为()；模具磨损后变小尺寸，模具公差为()，工件公差为()；模具磨损后不变尺寸，模具公差为( )，工件公差为( )；第三章 冲裁湖南工程学院刃口尺寸计算图第三章 冲裁湖南工程学院 第五节 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指：冲裁件的材料、形状、尺寸精度等方面对冲裁工艺的适用性。良好的工艺性能使冲裁时材料消
10、耗少、工时少、冲裁件的质量容易保证、模具结构简单、影响冲裁件工艺性的主要一下几个方面的因素。一、冲裁件的公差等级和端面粗糙度1.冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。2.冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.53.2m。第三章 冲裁湖南工程学院1.冲裁件的形状尽可能设计简单、对称，最好由直线和圆弧组成。其目的是：便于排样、模具的制造和维修、有利于提高模具的寿命。2 .冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角。其目的：使模具制造时
11、少产生应力集中，以提高模具寿命。3 .冲裁件的凸出悬臂和凹糟不宜过小、过长。其目的：保证模具强度。二、冲裁件结构形状和尺寸第三章 冲裁湖南工程学院4.冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离不应过小。其目的：保证凸凹模壁厚强度或制件的质量。5 .在弯曲件或拉深件上冲孔，孔壁与工件直壁之间应保证有一定 距离。其目的：距离太小，冲孔时会使凸模受水平推力而折断。6 .冲孔时，孔径不宜过小。其目的：保证凸模不折断或压弯7 .冲裁件尺寸标注冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基准上下不变动的面或线上。 第三章 冲裁湖南工程学院 第六节 排 样冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法称
12、为排样。如图排样方案是模具结构设计的重要依据之一。排样对冲压与模具的影响有：1）影响工件的冲裁质量；2）影响材料利用率；3）影响工人操作的方便程度；4）影响模具的结构和模具的寿命；5）影响生产率。选择排样的原则： 在保证质量的前提下尽量考虑材料利用率最高、成本低、模具寿命高、工人操作方便。第三章 冲裁湖南工程学院 一、材料经济利用1材料利用率材料利用率：冲裁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。一个步距内的材料利用率：一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率第三章 冲裁湖南工程学院2.提高材料利用率的方法冲裁所产生的废料：结构废料；工艺废料。要提高材料利用率，只
13、有减少工艺废料 ，合理地利用结构废料。 板料的裁剪方法：第三章 冲裁湖南工程学院减少工艺废料的有力措施是：设计合理的排样方案；选择合适的板料规格和合理的裁板方法（减少料头、料尾和边余料）；利用废料制作小零件（如图混合排样）等。利用结构废料的措施有：当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率，如图所示。第三章 冲裁湖南工程学院二、排样方式排样方法按废料的情况分，有三种排样即：如图1.有废料排样：工件质量好、模具寿命长、材料利用率低； 2 .少废料排样：工件质量差 材料利用率较高；3 .无废料排
14、样：材料利用率高、模具不对称冲裁故模具寿命短 、工件的质量差、有时生产率高，模具构简单。排样方法按制件在条料上的布置方式有：一般首选直排，角形零件斜排，其次对排（可以用设计连续模的方法解决操作不方便的问题）。利用结构废料冲零件，可以进行混合排。 第三章 冲裁湖南工程学院三、搭边值与条料宽度的确定1.搭边值的确定搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。1）搭边的作用：（1）补偿定位误差，确保冲出合格零件； （2）使凸、凹模沿整个封闭轮廓冲裁，受力平衡；（3）增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；（4）搭边还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。
15、第三章 冲裁湖南工程学院（1）材料的机械性能：硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些；（2）材料厚度：1 mm左右取最小值；（3）工件的形状与尺寸：零件外形越复杂、尺寸越大、圆角半径越小，搭边值取大些。（4）排样的形式 对排的搭边值大于直排的搭边值；（5）送料及挡料方式：手工送料和有侧压板的取小值。（6）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。选择搭边值的方法：查表法、类比法；原则：在保证条料刚性的前提下，尽量取小值。 2）选择搭边值时应考虑的因素：第三章 冲裁湖南工程学院 2.条料宽度与导料板间距离计算1）有侧压装置条料宽度：导料板间距离：2）无侧压装置条料宽度：导料板间距离：第三章 冲裁湖南工程学院3）有侧刃定距条料宽度：导料板间距离：侧刃第三章 冲裁湖南工程学院四、排样设计实例排样图应标注条料宽度尺寸和步距尺寸。排 样 方 案零件图方案材料利用率高 而其他方面与方案和方案差不多，故选方案。第三章 冲裁湖南工程学院 第七节 冲裁力和压力中心的计算计算冲裁力的主要目的是选择冲压设备、进行模具强度的校核。一、冲裁力行程曲线冲裁力：冲裁过程中，凸模对板料施加的压力。如图二、冲裁力的计算冲裁力F一般按下式计算：K （安全系数）一般取1.3 ，而：1.3 b b 故冲裁
