《冷冲压工艺与模具设计第3版教学课件作者主编陈剑鹤于云程胡云2第2章节冲裁工艺与模具设计课件幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷冲压工艺与模具设计第3版教学课件作者主编陈剑鹤于云程胡云2第2章节冲裁工艺与模具设计课件幻灯片（148页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、冷冲压工艺与模具设计,第3版 陈剑鹤 于云程 胡云 主编,机械工业出版社,“十二五”职业教育国家规划教材 全国高等职业教育规划教材,第2章冲裁工艺与模具设计,2.1 典型案例 2.2 冲裁工艺与模具的设计程序 2.3 冲裁工艺性分析 2.4 冲裁工艺过程 2.5 排样 2.6 冲裁模刃口尺寸计算 2.7 定位与卸料出件 2.8 凸、凹模结构设计 2.9 冲裁模总体设计,2.1 典型案例 （1）面板 材料为纯铝（1200），料厚0.5mm，要求表面平整，大批量生产。,面板照片与图纸,（2）电动机转子与定子 要求其具有较好的形状一 致性，不存在（或存在较小的） 毛刺，材料一般为电工硅钢（如 D31
2、），属于大批量生产。,电机转子与定子,（3）支撑板 材料一般为优质碳素结 构钢（如20），属于大批量 生产。,支撑板,2.2 冲裁工艺与模具的设计程序 冲裁模设计的总原则： 在满足制件尺寸精度和 形状精度的前提下力求使模 具结构简单、操作方便、材 料消耗少、制件成本低。,冲裁模设计程序示意图,1）审图。审阅制件图的正确性和完整性，包括投影关系、尺寸标注的正确性、公差、技术要求、材料等标注的完整性。,垫片,支撑板,2）冲裁工艺性分析。 冲裁件的工艺性是指冲裁件结构、形状、尺寸和材料等对冲裁工艺的适应性。,冲裁件的外形和排料,冲裁件有关尺寸的限制,3）冲裁工艺方案制定。依据制件对冲裁工艺的适应性，
3、结合制件的生产批量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺方案。,a)适应小批量生产的单工序工艺方案 b)适应大批量生产的连续工艺方案 c)适应中批量生产的复合工艺方案 冲裁工艺方案,垫片照片与图纸,4）排样。依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提 下，采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。,合理的排样方式,计算机辅助排样分析结果,合理的混排排样方式,5）刃口尺寸计算。依据凸、凹模不同的制造方法和冲裁工艺方案，计算出凸、凹模的刃口尺寸。,按零件精度IT14级，取x=0.5 由附录K按IT14级查得： 20=0.52mm 10=0.36mm 由表2-20查得：20d=+0.025
4、 10d=+0.02,垫圈冲模凸、凹模刃口尺寸,垫圈尺寸,垫圈冲模刃口尺寸计算,6）冲压力及压力中心计算。依据凸、凹模的刃口尺寸和冲裁工艺方案，计算所需的冲压力及压力中心位置。,形状对称工件的压力中心（单工序）,连续工序,复合工序,冲压力,7）冲压设备选择。依据所需冲压力的大小和冲裁工艺方案，初步选择压力机的种类及吨位。,8）凸、凹模结构设计。依据冲裁工艺方案、排样形式、凸（凹）模刃口尺寸、冲压力及所选压力机，进行凸、凹模的结构设计。,凸模结构,凹模结构,9）总体结构设计。依据凸、凹模的结构设计，采用标准冷冲模具结构进行冲裁模总体结构设计。,播放动画,冷冲模总体结构,10）冲裁模装配图绘制。冲
5、裁模装配图上内容包括冲裁模主视图、除去上模后的俯视图、其它补充说明视图、制件图、排样图、技术要求及明细表等。,冲裁模装配图,11）非标零件图绘制。非标准零件包括凸模、凹模、凸凹模、凸（凹）模固定板、凸（凹）模垫板、卸料板、空心垫板、送料定位（导向）零件、卸料螺钉等。,垫板,凸模,2.3 冲裁工艺性分析 2.3.1 冲裁变形特征,c）断裂分离阶段 冲裁变形过程（凸、凹模间隙正常且无弹压时冲裁金属材料）,a）弹性变形阶段 b）塑性变形阶段,普通冲裁零件断面,冲裁件断面示意图,冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 1光亮带 2毛刺 3断裂带 4塌角带,a)间隙过小 b)间隙适中 c)间隙过大,普通冲孔件断
6、面图,从图中可以看出，两端冲裁间隙大处（图中所示），断面圆角带较大，光亮带窄，断裂带宽，有较大锥度并产生较粗毛刺；中间冲裁间隙小处（图中所示），断面较直，光亮带宽并出现双光亮带，断面周边有较薄毛刺；只有冲压件两侧约1/4处（图中所示）冲裁间隙较为合适，断面质量好，光亮带约占料厚的1/31/2，冲裁效果达到了制件要求。,不同冲裁间隙冲压件的断面情况,2.3.2 冲裁工艺性要求 冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工中的难易程 度。良好的冲裁工艺性应保证材料消耗少、工序数少、 模具结构简单且寿命长、产品质量稳定、操作安全方便 等。 1.冲裁件的形状与结构 冲裁件的形状应尽可能的简单、对称。,简单、对称
7、,对称但不简单,1）应避免冲裁件上有过窄的悬臂和狭槽。,冲裁件悬臂与窄槽尺寸,最小宽度：b2t,异形冲裁件,2）冲裁件的孔与边缘间距离 b1、孔与孔之间的距离b2不 能太小。,最小孔边距离,一般取b11.5t， b22t,孔边距离较小的冲压件,3）冲裁件的外形或内孔的转角处，应避免有锐角的清角，应采用圆弧过渡。 4）冲孔的尺寸不能太小。（表2-1、2-2）,外形或内孔采用圆弧过渡,小孔的尺寸,2.冲裁件的尺寸精度和粗糙度 普通冲裁件 1）尺寸精度一般在IT10IT11级以下 2）剪切断面表面粗糙度Ra6.3m（冲裁厚度在2mm以下） 3）冲孔精度比落料精度高一级 3.冲裁材料 选材原则： 1）
8、取决于零件的要求 2）“廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色” 3）采用国家标准规格材料,4.典型案例分析 （1）面板： 制件结构简单对称，外形近似圆形，有一宽2mm的 槽口，不是狭槽。槽口处存在近似90的转角。圆孔间距 b1=2t，方形孔的孔边距b=1.8mm2t。，制件上内孔4 与6的公差为0.07mm（由附录K可知为IT10级），其他 尺寸无精度要求（视为IT13级），因此，制件总体精度 为IT10级。因该制件为电子器材的外观配件，制件内外 轮廓相对尺寸精度要求较高，同时要求冲压材料表面光 洁、平整,无氧化皮、裂纹、锈斑、划痕等缺陷。所用材 料为纯铝(1200)，冲裁性能较好，但容易产生毛
9、刺。综上 所述，制件具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。,面板照片与图纸,（2）电机转子： 制件结构复杂，形状对称，无悬臂狭槽，孔边距较大； 转子轴孔10的公差为0.027mm（IT8级）； 外圆47.2的公差为0.05mm（IT9级）； 毛刺高度应小于0.05mm； 材料为电工硅钢，材料具有一定的脆性。,90的转角处,电机转子,（3）电机定子： 分析同电机转子,电机定子,（4）支撑板展开件： 制件结构较复杂，形状对称，孔边距为2.95mm，大于2t。凹槽宽度4.8mm，不是狭槽。制件上尺寸均为未注公差，精度要求不高，因此制件总体精度可为IT13级。材料为20钢，是低碳钢，具有一定的塑性和韧
10、性。综上所述，制件具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。,支撑板展开件,2.4 冲裁工艺过程 2.4.1 面板冲裁工艺方案制订,复合工序,级进工序,a） b） 单一工序 a）落外形 b）冲孔,2.4.2 电机转子冲裁工艺方案制订,a） b） c） 单一工序 a）落47.2mm外圆 b）冲10mm孔和定向槽口R0.3mm c）冲12个槽口,复合工序,级进工序,2.4.3 电机定子冲裁工艺方案制订,a） b） c） 单一工序 a）落外形 b）冲两个腰形孔和4个4mm孔 c）冲48.2mm孔和2个5mm孔,复合工序,落料式级进工序,切废式级进工序,2.4.4支撑板展开件冲裁工艺方案制订,落料式级进工
11、序,切废式级进工序,复合工序,a） b） 单一工序 a）落外形 b）冲6.0mm孔和2个4.0mm孔,2.5 排样 2.5.1 冲裁排样 排样：指制件在板料或条料排上的布置方法。 冲裁排样从废料的角度来分，可分为有废料排样、 少废料排样和无废料排样三种。,排样种类 a)有废料排样 b)少废料排样 c)无废料排样,冲裁排样按制件在材料上的排列形式来分，可分为 直排法、斜排法、对排法、混合排法、多排法和冲裁搭 边法等多种形式。 1）直排：适用于方形、矩形零件。,2）斜排：适用于椭圆形、T形、形、S形零件。,直排,斜排,3）直对排：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、形、形零件。,4）斜对排：适用于椭
12、圆形、T形、形、S形零件。,直对排,斜对排,6）多行排：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角 形、方形、矩形零件。,7）交叉排：适用于C形、形、形等零件。,5）组合排：适用于材料与厚度相同的两种以上零件。,组合排,多行排,交叉排,8）裁搭边法整裁法：适用于尺寸较小且形状较简 单的细长零件。,9）裁搭边法分次裁切法：适用于尺寸较小且形状 较复杂的细长零件。,裁搭边法整裁法,裁搭边法分次裁切法,典型案例冲裁排样,多排,面板,直排,电机转子,多排,直排,典型案例冲裁排样,电机定子,多排,直排,典型案例冲裁排样,a） b） 电机转子与电机定子套排（级进工序） a） 直排 b）多排,典型案例冲裁排样,
13、支撑板展开件,直排,典型案例冲裁排样,2.5.2 搭边值的确定 搭边是指排样时制件与制件之间、制件与条（板）料边缘之间的余料。 搭边的作用 1）搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件； 2）保证条料具有一定的刚性，便于送料； 3）起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。,搭边,1.普通冲裁 搭边值的选取。（见表2-10表2-12） 2.多工序连续冲压 （1）切断工序中其搭边值的选取 主要指制件与制件之间被切除的废料的宽度。（表2-13）,搭边值,切断工序中搭边值,（2）切口工序中工艺废料值的确定 设计时可参照切断加工工艺废料标准值。（表2-13） （3）材料侧面切口值的确定 一般取侧刃
14、长度等于进距L，然后根据料厚t与侧刃 切进长度L（或料宽B）求出切边宽度F。（表2-14）,侧刃切口值,侧刃切口,3.典型案例冲裁搭边值确定 （1）面板冲裁搭边值确定 料厚为0.5mm，由表2-10及表注可查得， 工件间搭边值a1=1.5mm，沿边搭边值a=1.8mm。 （2）电机转子和电机定子冲裁搭边值确定 料厚为0.35mm，由表2-10可查得， 转子工件间搭边值a1=1.2mm，沿边搭边值a=1.5mm。 定子工件间搭边值a1=2.2mm，沿边搭边值a=2.5mm。 （3）支撑板展开件冲裁搭边值确定 料厚为1.0mm，由表2-10可查得， 工件间搭边值a1=1.2mm，沿边搭边值a=1.
15、5mm。,案例排样图 面板（单排）,级进工序,复合工序,级进工序,复合工序,面板（多排）,电机转子（单排）,级进工序,复合工序,电机转子（多排）,级进工序,复合工序,电机定子（单排）,复合工序,电机定子（单排）,级进工序,电机定子（多排）,级进工序,复合工序,电机转子与定子混合排（级进工序）,电机转子与定子混合排样图,支撑板展开件（直排）,级进工序,复合工序,2.5.3 材料利用率 1.材料宽度尺寸的确定 有侧压装置 无侧压装置,簧片压块式侧压 1簧片 2压块 3基准导料板,-冲方孔 -冲圆孔 -落料 1前侧刃 2前侧刃挡块 3后侧刃挡块 4后侧刃,采用侧刃 式中 L制件垂直于送料方向的基本尺寸 n侧刃数； 条料的宽度公差（见表2-16）； a侧面搭边值； C送料保证间隙：B100，C=0.51.0mm；B100，C=1.01.5mm。,2.材料利用率的计算 一般常用的计算方法是：一个进距内的实际面积与 所需板料面积
