冲裁工艺.ppt

*,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,单击此处编辑母版标题样式,第二章 冲裁工艺,使板料分离的冲压工艺。,普通冲裁,精密冲裁,2-1冲裁基本原理,冲裁由凸模和凹模配合完成，凸模和凹模刃口与工件轮廓一致。,第二章 冲裁,基本原理,1、冲裁变形过程,（1）弹性变形阶段,凸模与工件接触,间隙处产生弯矩，,发生弹性弯曲,刃口处产生应力,集中，凸模刃口处受压应力，凹模,刃口处受拉应力,内应力达到弹性极限。,基本原理,（2）塑性变形阶段,刃口处应力超过,s,，板料产生塑性变形,刃口进入材料，出现拉入圆角,塑性剪切变形向内层发展，出现光亮带,刃口处应力达到抗剪强度,b,刃口处出现裂纹源,。,基本原理,（3）断裂阶段：,凸模继续下降,刃口处出现裂纹,裂纹扩展,上、下裂纹会合,板材分离，剪切断面出现断裂带。,2、剪切断面,冲裁剪切断面具有,四个,特征区,。,(1)圆角带,又称塌角，,断面边缘出现的塑性圆角带较小，约5%；,(2)光亮带,由塑性剪切变形产生，在凸、凹模侧面压力挤压下，出现塑性光亮带，约1/2,1/3；,(3)断裂带,裂纹扩展，上、下裂纹会合，板材分离，断面出现断裂带,约40,60%；,(4)毛刺,由于上、下裂纹不一定正对，断裂后往往被拉出毛刺。,基本原理,冲裁间隙,3、间隙值确定,理论分析,：,板料愈厚，塑性愈差，则间隙要求愈大,实际中，冲裁间隙值Z,max,、Z,min,可查,表获得,（P46表3-3,3-4）,。,第二章 冲裁,2-3冲裁凸、凹模刃口尺寸 及制造公差,1、刃口计算原则,（1）按冲裁工序特点,落料：,工件尺寸取决于凹模尺寸。,故：先确定凹模尺寸减去间隙为凸模尺寸。,冲孔：,工件尺寸取决于凸模尺寸。,故：先确定凸模尺寸加上间隙为凹模尺寸。,刃口计算,（2）按刃口磨损规律,凹模：,磨损后刃口尺寸变大。故：落料刃口尺寸应等于或接近于工件落料最小极限尺寸 。,凸模：,磨损后刃口尺寸变小。故：冲孔凸模刃口尺寸应等于或接近于工件冲孔最大,极限尺寸 。,无论落料或冲孔，凸、凹模磨损都使间隙加大，故Z应取最小值Z,min,。,（3）模具刃口制造公差,高于工件精度（,）,2,4级,;,工件一般为IT8,14，模具IT6,9,；,或：取工件公差,的1/3,1/4,或：查表3-6,，,刃口计算,2、刃口计算方法,(1)凸、凹模分开加工,即:在设计图上分别标注凸、凹模尺寸及公差,必须同时满足下列两个条件,（1）,形状简单,（2）符合,凸,+,凹,Z,max,-Z,min,计算方法：,落料 工件标注尺寸为（,D,-,）,先计算凹模尺寸,：,D,凹,=（D-）,+凹,减去间隙为凸模尺寸,：,D,凸,=（D-Z,min,）,-凸,冲孔 工件孔尺寸（d,+,）,先计算凸模尺寸,：,d,凸,=（d+）,-凸,加上间隙为凹模尺寸,：,d,凹,=（d+,Z,min,）,+凹,其中磨损为系数，由工件确定:,IT14级：0.5；,IT11-13：0.75；,IT8-10：1.0（或查表,-,）,多孔的孔心距：,多个凹模在同一整体上,由凹模保证,L,d,=（L,min,+/2）/2,刃口计算,例3-1,解题步骤:,1.查表得出最大、,最小间隙及其差值；,2.根据落料、冲,孔尺寸查表，分别,得出凸模、凹模制造偏差；,3.分别判断落料、冲孔工序是否满足凸模、凹模分开加工的条件；,4.查表得出磨损系数x；,5.按公式计算落料凹模、凸模尺寸，注意制造偏差的标注；,6.按公式计算冲孔凸模、凹模尺寸，注意制造偏差的标注；,刃口计算,刃口计算,（2）凸、凹模配合加工,条件：形状复杂；,或,凸,+,凹,Z,max,-Z,min,特点：,间隙值在配制中保证，不需限制间隙值，使其满足,凸,+,凹,Z,max,-Z,min,；,尺寸及公差只标注在基准件上，,落料为凹模，冲孔为凸模；,另一模具的基本尺寸与基准件相同，但不必标注公差，同时明确间隙范围。,三类不同性质的尺寸,第一类：增大；第二类：减小；,第三类：基本不变。,凹模磨损后：凸模磨损后：,尺寸变大-,A,尺寸 尺寸变小-,A,尺寸,尺寸变小-,B,尺寸 尺寸变大-,B,尺寸,尺寸不变-,C,尺寸 尺寸不变-,C,尺寸,刃口计算,刃口计算,尺寸计算,落料件：确定凹模尺寸,第一类尺寸=（最大极限尺寸-）,+凹,第二类尺寸=（最小极限尺寸+x),-,凹,第三类尺寸=中间尺寸,凹,/2,凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证双面间隙在Z,max,Z,min,之间。,冲孔件：确定凸模尺寸,第一类尺寸=（最小极限尺寸+),-凸,第二类尺寸=（最大极限尺寸-),+凸,第三类尺寸=中间尺寸,凸,/2,凹模尺寸按凸模尺寸配制，保证双面间隙在Z,max,Z,min,之间。,第二章 冲裁,2-4 冲裁力,1、冲裁力,F=1.3Lt,b,=Lt,b,降低冲裁力的措施：,.,选用阶梯凸模,落料、冲孔，多孔冲制时，凸模刃口阶梯差（,0.51,）t。,.,选用斜刃口模具,模具刃口做成斜面。落料时凹模为斜刃口；冲孔时凸模为斜刃口。,加热冲裁,2,、,卸料、推件力,卸料力,从凸模上卸去条料：,F,卸,=k,卸,F,推件力,顺冲压方向从凹模中推出工件：,F,推,=n k,推,F,n为凹模刃口卡住工件或废料个数,顶件力,反冲压方向从凹模中顶出工件,F,顶,=k,顶,F,（各系数K可查P57,表,3-8,）,冲裁力,3、压力机所需总压力,F,总,=F+F,卸,+F,推,+F,顶,各项可根据实际情况取舍。,冲裁力,冲裁力,4、模具压力中心确定,模具压力中心必须与压力机滑块中心一致,（1）对称形状工件,压力中心位于图形几何中心,（2）复杂形状工件,通过计算确定压力中心：,将凸模轮廓线分解成若干基线段：直线、圆弧、曲线段；,计算各线段重心的,座标值x,i,、y,i,（圆弧、曲线段重心,座标值查手册）；,根据各线段重心的座标,值，求整个图形压力中心,X,c,=（L,1,X,1,+L,2,X,2,+L,n,X,n,）/（L,1,+L,2,+L,n,）,Y,c,=（L,1,Y,1,+L,2,Y,2,+L,n,Y,n,）/（L,1,+L,2,+L,n,）,冲裁力,冲裁力,（3）多凸模压力中心,根据力矩平衡进行计算,X=（L,1,Xc,1,+L,2,Xc,2,+,L,n,Xc,n,）/（L,1,+L,2,+,L,n,）,Y=（L,1,Yc,1,+L,2,Yc,2,+L,n,Yc,n,）/（L,1,+L,2,+L,n,）,第二章 冲裁,2-5提高冲裁精度的方法,一、精密冲裁,简称精冲,在三动压力机上采用特定结构的模具加工高质量冲压件。,1、精冲特点,(1)变形区处于三向压应力状态,使材料以纯剪切的形式实现分离。,通过,小间隙,齿压边圈+顶件块压紧材料,来实现,：,（F,2,=(0,.,4,0,.,6)F,1,；F,3,=(0,.,1,0,.,25)F,1,（2）小间隙,约为普通冲裁的10%,（3）凹模带有小圆角,R=0.1t，,避免刃口处应力集中,以上三点使材料冲裁时不出现开裂和撕裂，获得平滑塑性剪切断面。,（4）更大的冲裁力,F,1,=(2,.,3,2,.,5)F,普通,2、分类,（1）光洁冲裁,小间隙圆角刃口精冲,；,小间隙：z=0.01,0.02mm；,小圆角刃口：落料凹模；冲孔凸模,（2）齿圈压板精冲,光洁冲裁加齿圈和压板,齿圈防拉伸，压板防弯曲,（3,）,负间隙精冲,凸模不进入凹模，将落料件从凹模型孔中挤出。,Z=-（,1020,）%t，,F=（1.3,2.5）F,冲,精冲,精冲,二、整修,提高尺寸精度和表面光洁度。,用模具沿冲裁面削去一层,。,特点：,小间隙0,.,006,0,.,01,或负间隙-(0,.,02,0,.,1),t,整修余量:4,7%,t,第二章 冲裁,2-6冲裁工件的排样,冲裁件在条料上的布置方式,。,关系到：,材料利用率；,工件质量；,模具结构；,操作,排样,1,、,排样方式,直排；,斜排；,直对排；,斜对排；,混合排；,多行排 等等。,排样,2、排样方法,三种,：,（1）有废料排样法,冲裁轮廓是封闭线；质量好，费料,（2）少废料排样法,冲裁轮廓不封闭；受力不均，质量较差,（3）无废料排样法,类似切断；省料，质量差,排样,3、搭边,冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间用以补,偿定位误差的余料。,（1）作用,补偿误差；,改善受力；,保证送料,（2）搭边值,不能过小；不能过大。,（可查P61表,3-,）,排样,4、条料宽度,有、无侧压装置，计算数值不同。,有侧压或人工紧压：,B=(D+2a,1,+),-,排样,无侧压,自由度大，有间隙,B=(D+2a,1,+2+b,0,),-,排样,5、材料利用率,工件总面积/条料面积,=ns/（BL）100%,n：工件个数,s：工件面积,B、L:条料宽和长,应该注意冲裁方向,。,6、排样图,包括工件图和排样图,。,