第二章冲裁模的典型结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.,掌握冲裁模刃口尺寸计算方法和排样设计；,2.,掌握冲裁工艺性分析、工艺设计和工艺计算；,3.,掌握冲裁模典型结构的特点和模具主要零部件的设计；,4.,熟悉冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤；,5.,了解冲裁变形规律和冲裁件质量的影响因素；,6.,了解冲压模具标准。,本章学习要求：,冲裁模的典型结构,2.1,冲裁变形分析,2.2,冲裁模具的间隙,2.3,凸模与凹模刃口尺寸的计算,2.4,冲裁力和压力中心的计算,2.5,排样设计,2.6,冲裁工艺设计,2.7,冲裁模的结构设计,2.8,冲裁模主要零部件的结构设计与标准选用,2.9,精密冲裁工艺与精冲模具介绍,2.10,硬质合金冲裁模,1,下模座；,2,、,15,销钉；,3,凹模；,4,套；,5,导柱；,6,导套；,7,上模座；,8,卸料板,9,橡胶；,10,凸 模 固定板；,11,垫板；,12,卸料螺钉；,13,凸 模；,14,模柄；,16,、,17,螺钉,图,2.0.1,冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图,2.1,冲裁变形分析,2.1.1,冲裁变形时板料变形区力态分析,冲裁时作用于材料上的力,(,如图,2.1.1,),冲裁时板料的应力状态图,(,如图,2.1.2,),2.1.2,冲裁时板料的变形过程,(,如图,2.1.3,),弹性变形阶段,板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形。,塑性变形阶段,板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑性剪切变形。,断裂分离阶段,已成形的裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展。,2.1.3,冲裁力,-,凸模行程曲线,(,如图,2.1.4,),2.1.4,冲裁件断面质量及影响因素,1.,断面特征,(,如图,2.1.5),圆角带,光亮带,断裂带,毛 刺,2.,材料的性能对断面质量的影响,塑性好的材料，裂纹出现较迟，材料被剪切的深度较大；,塑性差的材料，剪切开始不久即被拉裂，断面光亮带少,。,3.,模具冲裁间隙大小对断面质量的影响,(,如图,2.1.6),4.,模具刃口状态对断面质量的影响,（,如图,2.1.7,）,a,圆角带；,b,光亮带,;,c,断裂带,;,d,毛刺,2.1.5,冲裁件的断面特征,图,2.1.6,间隙大小对冲裁件断面质量的影响,a),间隙过小；,b),间隙合适；,c),间隙过大,图,2.1.7,模具刃口状态对断面质量的影响,2.2,冲裁模具的间隙,概念：指凹模与凸模刃口横向尺寸的差值，是设计模具的重,要工艺参数。,间隙的大小影响冲裁件断面质量、尺寸精度、冲裁力、模具,寿命。,2.2.1,间隙对冲裁件尺寸精度的影响,(,如图,2.2.1,),尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越,小则精度越高。,影响冲裁件尺寸精度的因素：间隙、材料、工件形状和尺,寸。,当模具制造精度确定后,:,间隙较大时，拉伸作用增大，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲,孔孔径大于凸模直径；,间隙较小时，挤压力大，落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。,2.2.2,间隙对模具寿命的影响,2.2.3,间隙对冲裁工艺力的影响,2.2.4,间隙值的确定,1.,理论确定法,由,图,2.2.2,中三角形,ABC,的关系得：,2.,经验确定法,经验公式,2.3,凸模与凹模刃口的尺寸计算,2.3.1,凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则,观察冲压件,寻找计算的依据，根据观察的结果确定刃口尺寸计算和选择公差的原则：,1.,先确定基准件,落料,：以凹模为基准，间隙取在凸模上；,冲孔,：以凸模为基准，间隙取在凹模上。,2.,考虑冲模的磨损规律,落料模,：凹模基本尺寸应取最小极限尺寸；,冲孔模,：凸模基本尺寸应取最大极限尺寸。,3.,凸、凹模刃口制造公差应合理,形状简单的刃口制造偏差：按,IT,6,IT,7,级或查教材表,3-9,；,形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的,1/4,；,对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差：取冲裁件相应部位公差的,1/8,并冠以（,）。,4.,冲裁间隙采用最小合理间隙值（单边）,凸凹模磨损到一定程度情况下,仍能冲出合格制件,。,5.,尺寸偏差应按“入体”原则标注,落料件上偏差为零,下偏差为负；冲孔件上偏差为正,下偏差为零,。,2.3.2,凸、凹模刃口尺寸的计算方法,1.,凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸,(,如图,2.3.1),冲模的制造公差与冲裁间隙之间应满足：,或,适用于：,圆形或简单刃口,。,（,1),落料,凹模刃口尺寸：,凸模刃口尺寸：,（,2,）,冲孔,凸模刃口尺寸：,凹模刃口尺寸：,（,3,）,孔心距,凸模和凹模配制加工计算刃口尺寸,是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个,(,基准件,),，,然后依此为基准再按最小合理间隙配作另一件。,特点：,（,1,）模具的冲裁间隙在配制中保证，不需受到,条件限制，加工基准件时可适当放宽公差，,使加工容易。根据经验，普通冲裁模具的制造偏差 或 一,般可取 （为制件公差）。,（,2,）尺寸标注简单，只在基准件上标注尺寸和制造公差，,配制件只标注公称基本尺寸并注明配做所留的间隙值。但该方,法制造的凸模、凹模是不能互换的。,一个凸模或凹模会同时存在着三类不同磨损性质的尺寸：,凸模或凹模磨损会增大的尺寸；,凸模或凹模磨损后会减小的尺寸；,凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸。,形状复杂落料件的尺寸分类及凹模磨损情况，如,图,2.3.3,所示。,形状复杂冲压件孔及冲孔凸模磨损情况,，,如,图,2.3.4,所示。,例,2-2,图,2.3.5,。,图,2.3.3,形状复杂落料件的尺寸分类及凹模磨损情况,图,2.3.4,形状复杂冲压件孔及冲孔凸模磨损情况,图,2.3.5,冲裁件与落料凹模、凸模刃口尺寸,（,a,）冲裁件；（,b,）凹模轮廓磨损图；（,c,）落料凹模刃口计算尺寸；（,d,）落料凸模配制尺寸,2.4,冲裁力和压力中心的 计算,2.4.1,冲裁力的计算,1.,计算冲裁力的目的,选用合适的压力机、设计模具以及检验模具的强度。,2.,冲裁工艺力,（,图,2.4.1,),普通平刃冲裁力：,斜刃口冲裁力,:,卸料力,:,推料力,:,顶件力,:,2.4.2,压力机公称压力的选取,原则,：,压力机公称压力,冲裁工艺力总和,弹压卸料,+,下出件的模具,弹压卸料,+,上出件的模具,刚性卸料,+,下出件的模具,2.4.3,降低冲裁力的措施,1.,凸模的阶梯布置,（,图,2.4.2,）,2.,斜刃冲裁,（,图,2.4.3,）,图,2.4.2,凸模阶梯布置,图,2.4.3,斜刃冲裁,（,a,）、（,b,）落料凹模为斜刃；,（,c,）、（,d,）、（,e,）冲孔凸模为斜刃；（,f,）用于切口或切断的单边斜刃,2.4.4,冲压模具压力中心的确定,压力中心,：,冲压力合力的作用点。,方法,：,求空间平行力系的合力作用点。,原则,：,（,1,）对称形状的单个冲裁件冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。,（,2,）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。,（,3,）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用,解析计算法求出冲模的压力中心,(,如图,2.4.4,),。,图,2.4.4,解析法求压力中心,2.5,排样设计,排样,是指零件在条料或板料上的布置方法。,(,如图,2.5.2,),目的,：,提高材料的利用率。,2.5.1,材料的经济利用,材料利用率,：是指冲裁件的实际面积与所用板料的面积之比。计算式,:,废料的分类,（如图,2.5.1,）,排样考虑的原则：,提高材料利用率,保证零件质量,简化模具结构,生产率高,操作方便,图,2.5.1,废料分类,2.5.2,排样的方法,有废料排样法少废料排样法无废料排样法,少、无废料排样的,优点,：,简化模具结构,提高材料的利用率,缺点,：,刃口单边磨损,模具寿命低,零件精度低,2.5.3,搭边和条料宽度的确定,1.,搭边,搭边,：,指零件与条料边缘之间或零件之间的余料。,搭边作用：补偿定位误差、增加条料刚度、保证零件质量。,搭边值的确定：根据经验定，搭边值不可过小也不可过大。,2.,条料宽度的确定,（）有侧压装置时条料的宽度,（图,2.5.3,）,（）无侧压装置时条料的宽度,（图,2.5.4,）,（）有定距侧刃时条料的宽度,（图,2.5.5,）,2.6,冲裁工艺设计,2.6.1,冲裁件的工艺性分析,冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。,1.,冲裁件的形状和尺寸,冲裁件形状应尽可能简单、对称、排样废料少,(,如图,2.6.1,）,；,采用,圆角过渡,，避免清角；,避免冲裁件上产生过长,悬臂与狭槽,（,如图,2.6.2,）；,孔间距、孔与零件边缘之间的壁距离,不能过小（,如图,2.6.3,）；,孔径,不宜太小。,冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求,对于普通冲裁，冲孔件公差最好低于,IT9,级；,落料件公差最好低于,IT10,级。,冲裁件的尺寸基准,冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，孔位置尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上。,冲裁件的尺寸标注,（,如图,2.6.4,）,2.6.2,冲裁加工的经济性分析,1.,冲裁件的制造成本,冲裁件的制造成本包括：,2.,降低冲压件成本的途径,降低小批量生产中的冲压件成本；,使工艺合理化；,多件同时冲压（,如图,2.6.5,）；,冲压过程的高速自动化；,提高材料的利用率；,节约模具费用。,图,2.6.5,左右同时成形后再切割,2.6.3,冲裁工艺方案的确定,1.,冲裁工序组合,冲裁工序可分,为,单工序冲裁、复合冲裁和,级进冲裁,。,确定冲裁组合方式时应考虑下列一些因素：,(1),生产批量；,(2),冲裁件尺寸和精度等级；,(3),对冲裁件尺寸形状的适应性；,(4),模具制造安装调整的难易和成本的高低；,(5),操作是否方便与安全。,图,2.6.6,级进冲裁,图,2.6.6,级进冲裁,2.,冲裁顺序的安排,(1),级进冲裁的顺序安排,先冲孔或切口，最后落料或切断；,采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序应安排与首次冲孔同时进行。,(2),多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排,先落料，使毛坯与条料分离，再冲孔或冲缺口；,冲裁大小相同、相距较近的孔时，应先冲大孔再冲小孔。,2.7,冲裁模的结构设计,2.7.1,单工序冲裁模,压力机在一次冲压行程内只完成一种冲压工序。,1.,落料模,(1),无导向的敞开式落料模,(,如图,2.7.1,),(2),导板式落料模,(,如图,2.7.2,),(3),导柱式弹顶落料模,(,如图,2.7.3,),2.,冲孔模,(1),侧壁冲孔模,(,如图,2.7.4,),(2),单工序多凸模冲孔模（,如图,2.7.5,）,(3),冲小孔模,(,图,2.7.6,),1,一模柄,;2,一凸模,:3,一卸料板,;4,一导料板,;,5,一凹模,;6-,下模座,:7,一定位板,图,2.7.1,无导向落料模,1,下模座；,2,、,4,、,9,销；,3,导板；,5,档料钉；,6,凸模；,7,螺钉；,8,上模座；,10-,垫板；,11,凸模固定板；,12,、,15,、,16,螺钉；,13,导料板；,14,凹模；,图,2.7.2,导板式落料模,（,a,）（,b,）（,c,）,图,2.7.4,侧壁冲孔模,1,上模座；,2,标记槽凸模；,3,凸模垫板；,4,凸镆固定板；,5,槽形凸模；,6,导柱；,7,、,8,导套；,9,卸料板；,10,凹模；,11,凹模套圈；,I2,下垫板；,13,下模座；,14,定位块；,15,推杆螺钉；,16,推板；,17,打杆,图,2.7.5 (,单工序,),多凸模冲孔模,图,2.7.6,超短凸模的小孔冲模,2.7.2,复合冲裁模,压力机的一次工作行程,在模具的同一工位同时完成数道冲压工序。,基本结构,(,如图,2.7.7,）,1.,倒装复合模,（,如图,2.7.8,）,2.,顺装复合模,（,如图,2.7.9,）,2.7.3,级进冲裁模,级进模是指压力机在一次行程中一次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的冲模,。,1.,用导正销定距的级进模,（,如图,2.7.10,）,2.,用侧刃定距的级进模,双侧刃冲孔落料级进模,（,如图,2.7.11,）,弹压导板级进模,（,如图,2.7.12,）,图,2.7.7,复合模的基本结构,1,凸模；,2,凹模；,3,上模固定板；,4,、,16,垫板；,5,上模座；,6,模柄；,7,推杆；,8,推块；,9,推销；,10,推件块；,11,、,18,活动档料销；,12,固定挡料销；,13,卸料板；,14,凸凹模；,15,下模固定板；,17,下模座；,19,弹簧,图,2.7.8,垫圈复合冲裁模,1,落料凹模；,2,顶板；,3,、,4,冲孔凸模；,5,、,6,推杆；,7,打板；,8,打杆；,9,凸凹模；,10,弹压卸料板；,11,顶杆,图,2.7.9,顺装复合冲模,