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1、重点记住重点记住拉伸极限拉伸极限等效应力等效应力理想刚塑性本构模型线性强化刚塑性本构模型重点记住重点记住理想弹塑性本构模型线性强化弹塑性本构模型第4章 冲裁工艺4-1冲裁的变形过程4-3冲裁模刃口寸4-2冲裁间隙4-4冲压力和冲模压力中心4-5冲模及冲裁模前言：前言： 使板料分离的冲使板料分离的冲压工序（冲孔、落料、压工序（冲孔、落料、修边、切开）修边、切开）普通冲裁：普通冲裁： 以开裂形式实现分离以开裂形式实现分离. .精密冲裁精密冲裁 ： 以塑性变形式实现分离以塑性变形式实现分离4.1冲裁板料变形及断面的特征1.冲裁的变形过程 2.冲裁力变化分析2.断面特点(1)(1)圆圆角角带带圆角带是
2、凹模刃口压人板料时刃口附近板料产生变形的结构。(2)(2)光亮光亮带带 光亮带是板料塑性剪切变形时，在毛坯中的一部分相对另一部分移动中，模具刃口侧面将断面压平而形成的光亮垂直面。通常，光亮带占整个断面的l/3，光亮带是尺寸测量基准。1/3, 塑性好,光亮带大(3)(3)断裂断裂带带 (3)(3)断裂断裂带带 断裂带是由由刃口处的微小裂纹在拉应力作用下不断扩展形成的撕裂面，断面粗糙，出现毛刺，且有斜度2.断面特点(4) (4) 冲裁件尺寸确定冲裁件尺寸确定孔的尺寸以孔最小尺寸为衡量标准落料以轮廓最大尺寸为衡量标准。忽略弹性变形 落料尺寸=凹模尺寸 冲孔尺寸=凸模尺寸42冲裁模间隙冲裁间隙是凸凹模
3、刃口工作部分尺寸之差。冲裁间隙的影响合适：合适：上下上下裂纹重合断裂纹重合断面光洁面光洁过小：过小：不重合，不重合，两个光亮两个光亮带。带。过大：过大：产产生塌角生塌角1.对质量影响2.对冲裁尺寸影响 间隙 拉伸作用大 落料尺寸凸模；间隙 挤压力大 冲孔孔径落料尺寸3.对冲模寿命影响4.对冲裁时各种力影响间隙小间隙小侧压力侧压力NN刃口磨损刃口磨损间隙大间隙大压力不均，刃口易压力不均，刃口易崩刃，刀具寿命崩刃，刀具寿命间隙大，冲裁力间隙大，冲裁力卸料力卸料力 推推料力料力 间隙之减少时，各种力均随之增加。 合理间隙的概念及其确定1.确定原则 在保证冲裁件断面质量和尺寸精度的前提下，模具寿命最高
4、。2.合理间隙 在保证冲件断面质量和尺寸精度前提下，模具寿命最高,确定合理间隙，再考虑模具制造偏差及磨损，选择一个范围为合理间隙。 设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。3.冲裁间隙的确定 冲裁上下裂纹冲裁上下裂纹重合重合确定合确定合理理间隙间隙冲裁模双面间隙表 注意：注意：考虑到磨损，设计时采用最小合理考虑到磨损，设计时采用最小合理间隙。间隙。经验确定法4.3冲裁刃口尺寸(1)(1)落料落料 凹模为设计基准（先定）间隙取在凸模上. 冲孔冲孔 凸模为设计基准,间隙取在凹模上。1.刃口尺寸确定的原则(2)(2)考考虑虑磨磨损损 凹模尺寸取零件最小尺寸凹模尺寸取零件最小尺寸（落料）落料）
5、 凸模取零件最大尺寸凸模取零件最大尺寸（冲孔）冲孔）(3)(3)凸凹模尺寸精度与零件相适凸凹模尺寸精度与零件相适应应落料尺寸=凹模尺寸冲孔尺寸=凸模尺寸2.刃口尺寸确定的方法刃口尺寸要保证凸凹模刃口尺寸要保证凸凹模之间有间隙之间有间隙凸模的制造公差凹模的制造公差双面间隙最大值双面间隙最小值(1)(1)凸凹模分别加工时凸凹模分别加工时1)1)落料落料: :落落 料料凹模为设计基准凹模为设计基准首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸。 落料尺寸=凹模尺寸及磨损原因落料件最大极限尺寸落料件最大极限尺寸凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨损系数冲裁剪公差2)
6、2)冲孔冲孔凸模为设计基准凸模为设计基准使 凸模基本 尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸。 冲孔件最大极限尺寸冲孔件最大极限尺寸冲孔凸、凹模刃口尺寸冲孔凸、凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨损系数冲裁剪公差(2)(2)凸凹模配加工时凸凹模配加工时落料件，凹模为设计基准。冲孔件，凸模为设计基准。保证间隙在 AB段弹性变形 塑变BC.材料硬化，冲裁力上升，达最大值C点。 CD段，为冲裁断裂阶段。 剪面积减少，冲裁力下降。 凸模下压，材料内部微裂纹扩张，冲裁力急剧下降。 4.5冲压力和冲模压力中心1.冲裁力的大小及计算目的：合理选择压力机、设计模具合理选择压力机、设计模具平刃口模具 S-剪切
7、断面面积L-冲裁模周长 -材料抗剪强度，一般取0.8 -材料厚度K=1.3 修正系数 计算(2)(2)斜刃冲裁斜刃冲裁落料落料 冲孔冲孔2.降低冲裁力的措施落料件落料件 凹模为斜刃凹模为斜刃冲孔件冲孔件 凸模为斜刃凸模为斜刃t3mmt3mm时时,H=2t,H=2t(1)(1)加加热热加热到加热到700700 C900900C冲裁力降到冲裁力降到1/31/3但断面质量差，精度低。但断面质量差，精度低。t=3-10mm时，H=t 逐步切入，冲裁力减少 倾斜程度H 冲裁力 -冲裁力系数0.2-0.5 当H=t时当H=2t时3.阶梯冲裁 斜刃冲裁优点 当冲裁件很大时，降低冲裁力很显著。缺点 模具制造难
8、度，刃口修磨困难，刃口形状还要修正。 用于形状简单、精度不高、料不太厚大件。大型覆盖件落料中应用较多。多凸模3.3.压力机所需总冲压力的计算压力机所需总冲压力的计算推料力：将材料从凹模内顺冲裁方向推出所需之力。卸料力：将材料（零件或废料）从凸模上脱下所需之力。顶件力：将材料从凹模内沿逆冲裁方向推出所需之力。总冲压力总冲压力4.4.冲模压力中心冲模压力中心模具压力中心模具压力中心:冲压力合力作用冲压力合力作用点点.裁件周长5.5冲裁模分类及结构简介冲裁模分类1.冲模的要求(2(2）冲模应有足够的强度、刚度和一定尺寸精度。）冲模应有足够的强度、刚度和一定尺寸精度。(3(3）主要零件应有足够的耐磨性
9、及使用寿命。）主要零件应有足够的耐磨性及使用寿命。(4(4）结构应确保操作安全、方便，便于维修。）结构应确保操作安全、方便，便于维修。(5(5）材料送进、工件取出方便。）材料送进、工件取出方便。(1(1）工件定位可靠。）工件定位可靠。(6(6）应有确保冲模上下运动对中导向装置。）应有确保冲模上下运动对中导向装置。(7(7）尽量采用标准件。）尽量采用标准件。(8(8）冲模的结构应与压力机的主要技术参数结构相适应。）冲模的结构应与压力机的主要技术参数结构相适应。2.冲模的种类(1(1）按工艺性质分）按工艺性质分冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模；冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模；(2(2）按工序组合分）
10、按工序组合分单工序模、连续模、复合模；单工序模、连续模、复合模；(3(3）按材料送进方式分）按材料送进方式分为手动送料模、半自动送料模、自动送料模；为手动送料模、半自动送料模、自动送料模；4 4）通用模、专用模；）通用模、专用模；(5(5）无导向模、导板导向模和导柱导套模；）无导向模、导板导向模和导柱导套模；基本结构基本结构主要件主要件工作件工作件定位件定位件凸模凸模凹模凹模凸凹模凸凹模刃口镶块刃口镶块定位销定位销挡料销挡料销导正销导正销导料板导料板定位侧刃定位侧刃压料、卸料及出料件压料、卸料及出料件压边圈压边圈卸料板卸料板顶出器顶出器顶销顶销推杆推杆3.冲模结构组成及其作用辅助件辅助件辅助件
11、辅助件导向件导向件导向件导向件支承件支承件支承件支承件缓冲件缓冲件缓冲件缓冲件1.1.简单模简单模冲裁模结构仅一道工序，无导向装置，适用小批量精度仅一道工序，无导向装置，适用小批量精度低简单零件。低简单零件。2.连续模一次行程在不同工位连续一次行程在不同工位连续冲出一个或多个制件，适冲出一个或多个制件，适用大批生产。用大批生产。3.3.复合模复合模复合模复合模复合模是指冲床在一次行程中，完成落料、冲孔等多个工序的一种模具结构。3.3.3.3.简单模、连续模、复合模比较简单模、连续模、复合模比较简单模、连续模、复合模比较简单模、连续模、复合模比较作业作业作业作业冲裁间隙对冲裁质量影响冲裁间隙对冲裁质量影响画出冲裁力与冲模行程关系并说明各阶段关系画出冲裁力与冲模行程关系并说明各阶段关系在凸凹模分别加工时，推导落料及冲孔凸凹模尺寸在凸凹模分别加工时，推导落料及冲孔凸凹模尺寸冲裁力计算方法冲裁力计算方法
