冷冲压工艺与模具设计 教学课件 ppt 作者 匡余华2 2-2
38页1、2 .2 基础知识,落料:若使材料沿封闭曲线相互分离,封闭曲线以内的部分作为冲裁件时,称为落料;落料工序中使用的模具叫落料模。工件的尺寸由冲裁凹模尺寸决定。 冲孔:若使材料沿封闭曲线相互分离,封闭曲线以外的部分作为冲裁件时,则称为冲孔。 冲孔工序中使用的模具叫冲孔模。工件的尺寸由冲孔凸模尺寸决定。,冲裁:利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等。 分类:普通冲裁、精密冲裁。,2.2.1 概述,1.冲裁变形时板料变形区力态分析,四对力 凸、凹模间隙存在,产生弯矩。,1-凸模 2-板材 3-凹模,2.2.2 冲裁变形原理,2.冲裁变形过程,(1)弹性变形阶段 (2)塑性变形阶段 (3)断裂分离阶段,2.2.2 冲裁变形原理,3.冲裁件质量及其影响因素 指断面状况、尺寸精度和形状误差。,垂直、光洁、毛刺小,图纸规定的公差范围内,外形满足图纸要求;表面平直,即拱弯小,2.2.2 冲裁变形原理,3.冲裁件质量及其影响因素 (1)冲裁件断面质量及其影响因素,A.断面组成,圆角带a:,光亮带b:,断裂带c:,毛刺区d:,刃口附近的材料产生弯曲和
2、伸长变形。,塑性剪切变形。质量最好的区域。 通常占全断面1/3 1/2 。,裂纹形成及扩展。,间隙存在,裂纹产生不在刃尖,毛刺不可避免。此外,间隙不正常、刃口不锋利,还会加大毛刺。,2.2.2 冲裁变形原理,B.模具间隙的影响,2.2.2 冲裁变形原理,B.模具间隙的影响,间隙小,出现二次剪裂,产生第二光亮带,间隙大,出现二次拉裂,产生二个斜度,C.模具刃口状态的影响,当凸模刃口磨钝时,则会在落料件上端产生毛刺;,当凹模刃口磨钝时,则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺;,当凸、凹模刃口同时磨钝时,则冲裁件上、下端都会产生毛刺。,2.2.2 冲裁变形原理,(2)冲裁件尺寸精度及其影响因素,冲裁件的尺寸精度: 指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。,该差值包括两方面的偏差: 一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差; 二是模具本身的制造偏差。,影响因素:,(1)冲模的制造精度(零件加工和装配) (2)材料的性质 (3)冲裁间隙,2.2.2 冲裁变形原理,(3)冲裁件形状误差及其影响因素,冲裁件的形状误差:,指翘曲、扭曲、变形等缺陷。,翘曲:,冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉
3、伸和弯曲成分增多而造成的,另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。,扭曲:,冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。,变形:,由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因,因胀形而产生的。,2.2.2 冲裁变形原理,1、 冲裁间隙的概念 冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。 Z=Dadt Z -冲裁间隙 Da -凹模刃口尺寸 dt 凸模刃口尺寸 注意:冲裁间隙一般指双边间隙。,2.2.3 冲裁间隙,2.冲裁间隙对冲裁工艺的影响,(1)间隙对冲裁件质量的影响:间隙是影响冲裁件质量的主要 因素。 (2)间隙对冲裁力的影响:随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低,但影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大,卸料力和推件力都将减小。 (3)间隙对模具寿命的影响:小间隙将使磨损增加,甚至使模具与材料之间产生粘结现象,并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。为了延长模具寿命,在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。,2.2.3 冲裁间隙,3.冲裁模间隙值的确定,主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿
4、命这三个因素综合考虑,给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大,故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 Zmin。,(1)理论法确定法,(2)表格法(表2.3),2.2.3 冲裁间隙,软材料:t1mm, Z= Z(6%8%)t t = 1 3mm,Z = (10% 16%)t t = 3 5mm ,Z=(16% 20%)t 硬材料:t 1mm,Z= ( 8% 10% )t t = 1 3mm, Z = (12% 16% ) t t = 3 8mm, Z = ( 16% 26%) t,(3)经验公式法,2.2.3 冲裁间隙,刃口尺寸计算的作用: 凸模和凹模的刃口尺寸和公差,直接影响冲裁件的尺寸大小。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。,1.凸、凹模刃口尺寸计算原则,()设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准,间隙取在凸模上,即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准,间隙取在凹模上,冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。,2.2.4 凸模和凹模的刃口尺寸计算,()由于凸模在使用中越磨越小,凹模在使用中则越磨越大,因
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