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1、2019/5/25,第2章 冲裁模结构与设计,2019/5/25,1 冲裁间隙； 2 模具制造方法； 分别加工法； 单配加工法 3 尺寸计算的原则； 4 凸模和凹模工作部分尺寸的计算,复习：,2019/5/25,用单配加工法制造模具常用于复杂形状及薄料的冲裁件。在计算复杂形状的凸模和凹模工作部分的尺寸时，往往可以发现在一个凸模或凹模上会同时存在着三类不同性质的尺寸需要区别对待。 动画：凸凹模工作尺寸,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,2019/5/25,第一类： 凸模或凹模在磨损后会增大的工作尺寸a、b、c； 第二类： 凸模或凹模在磨损后会减小的工作尺寸d； 第三类： 凸模或凹模在磨损后基本
2、不变的工作尺寸e。,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,尺寸分类：,2019/5/25,如冲裁图2.12所示的工件，其中尺寸a、b、c 对冲孔凸模来说是属于第二类尺寸，对于落料凹模来说则是属于第一类尺寸；尺寸d 对于冲孔凸模来说是属于第一类尺寸，对于落料凹模来说则是属于第二类尺寸；尺寸e 对于凸模和凹模来说都是属于第三类尺寸。,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,分析：,2019/5/25,对于落料凹模或冲孔凸模在磨损后将会增大的第一类尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸。 第一类尺寸（冲裁件上该尺寸的最大极限尺寸 x ）,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,三类尺寸的计算方法,2019/5/2
3、5,对于冲孔凸模或落料凹模在磨损后将会减小的第二类尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸。 第二类尺寸（冲裁件上该尺寸的最小极限尺寸+ x ）,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,三类尺寸的计算方法,2019/5/25,对于凸模或凹模在磨损后基本不变的第三类尺寸不必考虑磨损的影响，凸模和凹模的基本尺寸就取冲裁件的中间尺寸，其公差取正负对称公布。 第三类尺寸 冲裁件上该尺寸的中间尺寸 （1 / 8）,3凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算,三类尺寸的计算方法,2019/5/25,2019/5/25,1冲裁力的计算； 2降低冲裁力的措施； 3卸料力、推件力和顶件力； 4压力机所需总冲压力的计算。,216
4、冲裁力,2019/5/25,冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。 在冲裁过程中，冲裁力的大小是不断变化的，如图2.14所示。,1冲裁力的计算,2019/5/25,冲裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。 对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算： F K L t K 系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取K 1.3。,1冲裁力的计算,2019/5/25,2019/5/25,2019/5/25,一般情况下，材料的抗拉强度 b l.3 ，为计算方便，也可用下式计算冲裁力： F L t b,1冲裁力的计算,2019/5/25,1冲
5、裁力的计算,短连杆 计算冲裁力 材料：20 月产量：5000件,2019/5/25,当板料较厚或冲裁件较大，所产生的冲裁力过大或压力机吨位不够时，可采用以下三种方法来降低冲裁力。 （1）加热冲裁； （2）斜刃冲裁； （3）阶梯冲裁。,2降低冲裁力的措施,2019/5/25,把材料加热后冲裁，可以大大降低其抗剪强度。表2.7所示为钢材在不同加热温度下的抗剪强度。由表可知，将材料加热到700 0C 900 0C，冲裁力只及常温的1 / 3甚至更小。,2降低冲裁力的措施,（1）加热冲裁,2019/5/25,2降低冲裁力的措施,（1）加热冲裁,2019/5/25,加热冲裁的优点是冲裁力降低显著。 缺点
6、是断面质量较差（圆角大、有毛刺），精度低，冲裁件上会产生氧化皮；加热冲裁的劳动条件也差，只用于精度要求不高的厚料冲裁。,2降低冲裁力的措施,（1）加热冲裁,2019/5/25,将凸模或凹模刃口做成斜刃口，整个刃口不是与冲裁件周边同时接触，而是逐步切入，所以冲裁力可以减小，如图2.15所示。,2降低冲裁力的措施,（2）斜刃冲裁,2019/5/25,为了获得平整的冲裁件，落料时应将斜刃做在凹模上（图a），冲孔时应将斜刃做在凸模上（图b）。 刃口倾斜程度H愈大，冲裁力愈小，但凸模需进入凹模愈深，板料的弯曲较严重，所以一般取H值为：当t 3mm时，H 2 t；t 3 10 mm时，H t。,2降低冲裁
7、力的措施,（2）斜刃冲裁,2019/5/25,斜刃口冲裁时，冲裁力可按下式计算： F斜K斜L t 式中 F斜 斜刃冲裁力（N） K斜 降低冲裁力系数，其值与斜刃高度有关。 当H t时，K斜0.4 0.6 当H2 t时，K斜0.2 0.4,2降低冲裁力的措施,（2）斜刃冲裁,2019/5/25,斜刃冲裁的优点是压力机能在柔和条件下工作，当冲裁件很大时，降低冲裁力很显著。 缺点是模具制造难度提高，刃口修磨也困难，有些情况下模具刃口形状还要修正。冲裁时，废料的弯曲在一定程度上会是影响冲裁件的平整，这在冲裁厚料时更严重。因此它适用于形状简单、精度要求不高、料不太厚的大件冲裁。在汽车、拖拉机等大型覆盖件
8、的落料中应用较多。,2降低冲裁力的措施,（2）斜刃冲裁,2019/5/25,在多凸模的冲模中，将凸模做成不同高度，采用阶梯布置，可使各凸模冲裁力的最大值不同时出现，从而降低了冲裁力，如图2.16所示。,2降低冲裁力的措施,（3）阶梯冲裁,2019/5/25,各凸模间的高度相差量与板料厚度有关。对于薄料，取Ht，对于厚料（t 3 mm），取H0.5 t。各层凸模的布置要尽量对称，使模具受力平衡。 阶梯冲裁的优点是不但可降低冲裁力，而且还能适当减少振动，工件精度不受影响，可避免与大凸模相距甚近的小凸模的倾斜或折断。缺点是修磨刃口比较麻烦。主要用于有多个凸模而其位置又较对称的模具。,2降低冲裁力的措
9、施,（3）阶梯冲裁,2019/5/25,从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力F卸； 从凹模内向下推出工件或废料所需的力称为推件力F推； 从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力F顶，如图2.17所示。,3卸料力、推件力和顶件力,2019/5/25,在实际生产中常用以下经验公式计算： F卸 K卸F F推 n K推F F顶 K顶F 式中 F 冲裁力（N）；K卸 卸料力系数； K推 推件力系数；K顶 顶件力系数； n 堵塞在凹模内的冲件数（n h / t ）； h 凹模直壁洞口的高度。,3卸料力、推件力和顶件力,2019/5/25,3卸料力、推件力和顶件力,2019/5/25,采用弹压卸料装置和下
10、出件模具时： F总F + F卸 + F推 采用弹压卸料装置和上出件模具时： F总F + F卸 + F顶 采用刚性卸料装置和下出件模具时： F总F + F推,4压力机所需总冲压力的计算,2019/5/25,1确定零件成型工序与模具类型； 2计算模具工作部分尺寸； 3计算冲裁力并初选压力机； 4进行排样设计并画出排样图； 5计算材料利用率； 6设计模具工作零件、定位零件、卸料与推件零件； 7选择模架； 8画出模具装配草图。,作业要求：,2019/5/25,1每班分15组，抽签决定题目； 2各组人员的模具结构不得雷同； 3按课程进度同步完成作业。,二、作业过程安排：,2019/5/25,材料：Q 2
11、35 板厚 t = 2 mm 制件精度等级IT11级。 批量：200000件。,1、压板：,2019/5/25,材料Q 235、板厚 t = 2 mm . 制件精度等级IT12级。批量：5000件,2、扣板：,2019/5/25,3.垫圈：,2019/5/25,4、止动片,2019/5/25,5、焊片,2019/5/25,6、压圈,2019/5/25,7、限位板,2019/5/25,材料：20钢 大批量 t 1.5 mm,8、双耳止动垫圈：,2019/5/25,材料：H62硬 中批量 未注公差按IT 14级 T 2 mm,9、焊片：,2019/5/25,材料：H62 半硬 大批量 t 1.5 mm,10、座板：,2019/5/25,材料： H62 大批量 t 0.5mm,11、搭板：,2019/5/25,12、轴承盖,材料：Q235 月产量：8000件,2019/5/25,13、短连杆,材料：20 月产量：50000件,2019/5/25,材料：Q235 月产量：10000件,14、后鼓轮板,2019/5/25,材料：铝L2-Y2 月产量：6000件,15、止动杠杆,
