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1、第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,内容简介：,冲裁是最基本的冲压工序。 本章是本课程的重点章。在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，介绍冲裁工艺计算、工艺方案制定和冲裁模设计。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、间隙确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,1了解冲裁变形规律、冲裁件质量及影响因素；2掌握冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等设计计算方法。3掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法；4认识冲裁模典型结构（尤其是级进
2、模和复合模）及特点，了解模具标准，掌握模具零部件设计及模具标准应用方法；5掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。,学习目的与要求：,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2刃口尺寸计算原则和方法；3冲裁工艺性分析与工艺方案制定；4冲裁模典型结构及特点；5冲裁模结构设计及模具标准应用；6冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。,重点：,难点：,1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2刃口尺寸计算原则和方法；3模具结构设计及模具标准应用；4冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。,第一节 概述,第二节 冲裁变形过程分析,第三节 冲裁模间隙,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,第四节 凸模与
3、凹模刃口尺寸的确定,第五节 冲裁排样设计,第六节 冲裁力和压力中心的计算,第七节 冲裁的工艺设计,第八节 冲裁模的典型结构,第九节 冲裁模零部件设计,第十节 冲裁模设计程序,本章目录,第一节 概述,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,分类:,冲裁模：,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。,基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。,冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。,普通冲裁、精密冲裁,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,一、冲裁时板材变形区受力情况分析,四对力,冲裁时作用于板料上的力 1
4、-凸模 2-板材 3-凹模,了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。,凸、凹模间隙存在，产生弯矩。,拉伸、压缩、剪切变形,间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,二、冲裁变形过程,1弹性变形阶段 变形区内部材料应力小于屈服应力。,2塑性变形阶段 变形区内部材料应力大于屈服应力。,凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。,3断裂分离阶段 变形区内部材料应力大于强度极限。,裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面,凸模刃口附近的侧面,上、下裂纹扩展相遇,材料分离,冲裁力的变化,第二节
5、 冲裁变形过程分析,冲裁件质量：,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素,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,指断面状况、尺寸精度和形状误差。,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素（续）,1、冲裁件断面质量及其影响因素,断面特征,圆角带a：,刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。,光亮带b：,塑性剪切变形。质量最好的区域。,断裂带c：,裂纹形成及扩展。,毛刺区d：,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。,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工
6、艺与冲裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素（续）,1、冲裁件断面质量及其影响因素,（1）材料性能的影响,塑性好的材料：a、b、d大，c小,（2）模具间隙的影响,间隙小，出现二次剪切，产生第二光亮带,间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度,（3）模具刃口状态的影响,当凸模刃口磨钝时，落料件上端的毛刺加重；,当凹模刃口磨钝时，冲孔件的孔口下端的毛刺加重；,当凸、凹模刃口同时磨钝时，冲裁件的上、下端的毛刺都将加重；,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素（续）,2、冲裁件尺寸精度及其影响因素,冲裁件的尺寸精度：,该差值包括两方面的偏差：,一是冲裁件对于凸模或凹
7、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）；,（3）冲裁间隙,（2）材料的性质,指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,2、冲裁件尺寸精度及其影响因素,影响因素：,（3）冲裁间隙,间隙偏大：,拉伸作用增强，冲裁后由于弹性恢复，冲裁件尺寸将向实体方向收缩，于是,落料件的尺寸将会小于凹模尺寸；,冲孔件的尺寸将会大于凸模尺寸；,间隙偏小：,压缩作用增强，冲裁后由于弹性恢复，冲裁件尺寸将向实体的反方向胀大，于是,落料件的尺寸将会大于凹模尺寸；,冲孔件的尺寸将会小于凸模尺寸；,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工艺与冲
8、裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素（续）,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。,冲裁件呈曲面不平现象，它是由于间隙过大，弯矩增大，变形拉深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：,变形：,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。,由于材料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。,翘曲：,第二节 冲裁变形过程分析,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,三、冲裁件质量及其影响因素（续）,3、冲裁件形状误差及其影响因素,模具结构也对冲裁件质量有影响。,普通冲裁模的尺寸精度和断面质量均
9、不太高。,经济级精度：IT14 - IT10,最高精度：IT10 - IT8,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,垫圈的落料与冲孔 a)落料 b)冲孔,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,普通冲裁与精密冲裁 a)普通冲裁 b)带齿圈压板精冲1-凸模 2-齿圈压板 3-坯料 4-凹模 5-顶板,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,落料冲孔复合模,1-下模板 2-卸料螺钉 3-导柱 4-固定板 5-橡胶 6-导料销 7-落料凹模 8-推件块 9-固定板 10-导套 11-垫板 12、20-销钉 13-上模板 14-模柄 15-打杆 16、21-螺钉 17-冲孔凸模 18-凸凹模 19-卸料板 22-挡料销,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,冲裁时板料的应力状态图,冲裁力与凸模行程曲线,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,冲裁件的断面特征a）冲孔件 b）落料件 a-圆角带 b-光亮带 c-断裂带 d-毛刺,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,冲裁变形过程,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,间隙对剪切裂纹与断面质量的影响）间隙过小 ）间隙合理 ）间隙过大,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况a) 凹模磨钝 b) 凸模磨钝 c) 凸、凹模均磨钝,
