第2章冲裁工艺

1、第 2 章 冲 裁 工 艺12.1 冲裁工艺分析2.2 冲裁模间隙2.3 凸模与凹模刃口尺寸计算2.4 冲裁工艺力及压力中心2.5 冲裁件的排样2.6 冲裁件的工艺性2.7 精密冲裁第第2 2章章 冲裁工艺冲裁工艺工艺理论工艺理论 工艺参数工艺参数 工艺计算工艺计算 模具设计模具设计第 2 章 冲 裁 工 艺2第第2 2章章 冲裁工艺冲裁工艺u广义上讲，冲裁是分离工序的总称，包括落料冲孔切断、修边、剖切切舌、冲缺口等工序。u但一般来说，冲裁主要指落料和冲孔。u根据变形机理不同冲裁分为：普通冲裁、精密冲裁、微冲裁落料 冲孔第 2 章 冲 裁 工 艺3冲裁件冲裁件电机转子与电机定子冲片第 2 章

2、冲 裁 工 艺4冲裁件冲裁件第 2 章 冲 裁 工 艺5冲裁件冲裁件录音机机芯自停杆第 2 章 冲 裁 工 艺61、冲裁时的力态分析、冲裁时的力态分析u普通冲裁示意图u模具工作部分有两个基本特征：凸、凹模有锋利刃口凸、凹模有间隙C - 单面间隙Z - 双面间隙2.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析u冲裁板料受力图第 2 章 冲 裁 工 艺72.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析u变形区位置u变形区的应力状态第 2 章 冲 裁 工 艺82、冲裁变形过程、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2.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析第 2 章 冲 裁 工 艺93、冲裁分离机理、冲裁分离机理上述分

3、离机理称作“二向裂纹扩展相迎分离机理”，要实现这种分离，需要三个条件：“二向裂纹扩展相迎分离机理二向裂纹扩展相迎分离机理”是确定冲裁工艺参数，设是确定冲裁工艺参数，设计、制造模具的依据。计、制造模具的依据。1）合理间隙2）刃口锋利3）刃口有一定硬度2.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析第 2 章 冲 裁 工 艺102.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析4、冲裁件断面特征、冲裁件断面特征1）塌角2）光亮带3）断裂带4）毛刺第 2 章 冲 裁 工 艺112.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析4、冲裁件断面特征、冲裁件断面特征落料件尺寸落料件尺寸 = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸冲孔件尺寸冲孔件尺寸 = 凸模刃口尺寸凸模

4、刃口尺寸第 2 章 冲 裁 工 艺125、影响断面质量的因素、影响断面质量的因素1）材料性能：）材料性能： 材料塑性好光亮带，断裂带，断面质量好2）模具间隙：）模具间隙：3）刃口状态：）刃口状态：C光亮带，断裂带，塌角带，毛刺，断面质量好刃口锋利毛刺，零件质量好2.1 冲裁工艺分析冲裁工艺分析第 2 章 冲 裁 工 艺131、间隙对冲裁工艺的影响、间隙对冲裁工艺的影响u尺寸精度C挤压变形，弹复后落料件变大，冲孔件变小C拉伸变形，弹复后落料件变小，冲孔件变大C合适，制件尺寸刃口尺寸u制件表面平整度C制件穹弯，制件表面平整度差u断面质量C塌角,光亮带,断裂带,毛刺,断面质量好。 1）间隙对冲裁件质

5、量的影响2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙C - 单面间隙 Z - 双面间隙第 2 章 冲 裁 工 艺14间隙对制件断面质量的影响间隙对制件断面质量的影响第 2 章 冲 裁 工 艺152）间隙对冲裁力的影响uC冲裁力F，但影响不大。uC对卸料力推件力顶件力影响较大， C F卸 、F推、 F顶 。 当C=1520时， F卸 、F推、 F顶 近似等于02.2 冲裁模间隙冲裁模间隙第 2 章 冲 裁 工 艺16模具寿命： 1）两次刃磨间寿命 2）总寿命 3）间隙对模具寿命的影响uC 寿命uC 寿命2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。间隙C主要影响模具的磨损、刃口涨

6、裂。第 2 章 冲 裁 工 艺172、间隙值的确定、间隙值的确定2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙1）间隙值的理论确定法C = ( t - h0 ) tg = t( 1 - h0/t) tg理论公式使用不便第 2 章 冲 裁 工 艺182、间隙值的确定、间隙值的确定3）合理间隙）合理间隙合理间隙不是一个值，而是一个范围CminCmax，Cmin用以设计制造模具，Cmax用以控制模具寿命。2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙2）间隙值确定的原则）间隙值确定的原则根据冲裁件断面质量要求、尺寸精度、模具寿命等因素确定，在保证满足冲裁件质量要求的前提下，取较大间隙，以提高模具寿命。第 2 章 冲 裁 工 艺194）

7、C的选取，的选取，GB/T 16743-2010 冲裁间隙冲裁间隙2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙 选用金属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、使用特点和特定的生产条件等因素，首先确定拟采用的间隙类别，然后相应选取该类间隙值。 模具设计的间隙，应取间隙值中的最小值模具设计的间隙，应取间隙值中的最小值第 2 章 冲 裁 工 艺204）C的选取，的选取，GB/T 16743-2010 冲裁间隙冲裁间隙2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙第 2 章 冲 裁 工 艺214）C的选取，的选取，GB/T 16743-2010 冲裁间隙冲裁间隙2.2 冲裁模间隙冲裁模间隙第 2 章 冲 裁 工 艺221、现象、现象u

8、落下的料和冲出的孔都带锥度，由于光亮带光滑垂直，故以光亮带处作为制件尺寸测量的基准。因此：u冲裁时模具磨损，凸模越磨越小，凹模越磨越大，因此：落料件尺寸等于（或接近于）凹模刃口尺寸。冲孔件尺寸等于（或接近于）凸模刃口尺寸。冲出的孔尺寸越来越小落料尺寸越来越大2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算第 2 章 冲 裁 工 艺232、尺寸计算原则、尺寸计算原则4）取min。5）模具刃口制造公差的选取，要考虑制件精度；按“最大实体原则”标注单向公差。1）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃口尺寸得到。3）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；取

9、磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸。磨损前后尺寸不变的刃口尺寸，取其等于工件尺寸的中间值，并标注对称偏差。2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算2）冲孔时，选凸模作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃口尺寸得到。第 2 章 冲 裁 工 艺243、冲裁凸、凹模加工方法、冲裁凸、凹模加工方法2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算刃口尺寸计算方法与模具加工方法有关：分别加工法、配合加工法分别加工法、配合加工法第 2 章 冲 裁 工 艺254、凸、凹模分别加工的刃口尺寸计算、凸、凹模分别加工的刃口尺寸计算1）落料）落料dxDDd0max)(0min)(p

10、ZDDdp2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算第 2 章 冲 裁 工 艺262）冲孔）冲孔3）孔心距）孔心距8)2(2minLLLdmidd0min)(pxddpdZddpd0min)(2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算第 2 章 冲 裁 工 艺274）系数）系数 x（公差带偏移系数、磨损系数）（公差带偏移系数、磨损系数）2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算材料材料厚度厚度t/mm非圆形工件非圆形工件x值值圆形工件圆形工件x值值10.750.50.750.5工工 件件 公公 差差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.

11、420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.25t的圆角过渡，从而减少热处理开裂，减少冲裁模尖角处的崩刃和过快磨损。通过改变冲裁件的形状提高材料利用率2.6 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性第 2 章 冲 裁 工 艺743）应避免冲裁件上有过长的悬臂和狭槽。对于软钢、黄铜等材料，其宽度b1.5t，高碳钢或合金钢等硬材料b2t，板料厚度小于1mm时按1mm考虑。悬臂和凹槽的长度最大为5b，如图所示。4）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小。2.6 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性第 2 章 冲 裁 工 艺755）为避免工件变形，冲裁件的孔边距b1

12、、孔间距b2不能过小， 一般取b11.5t， b22t6）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，LR+0.5t，以免冲孔时凸模受水平推力而折断，如图所示。2.6 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性第 2 章 冲 裁 工 艺762.7 精密冲裁精密冲裁普通冲裁所得制件精度较低，切断面粗糙度Ra12.5m6.3m，有锥度。当制件质量要求高时，可采用精冲，精冲件尺寸精度可达IT6IT9，切断面粗糙度可达Ra0.2m0.32m，一般为Ra6.3m2.5m。半精冲的精度介于普通冲裁与精冲之间。普通冲裁后的整修工艺，也可大幅度提高冲裁件尺寸精度和断面质量。第 2 章 冲 裁 工 艺772.7.

13、1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）1、工艺原理与特点、工艺原理与特点在冲裁过程中使毛坯变形区处于三向压应力状态三向压应力状态，增加变形区的静静水压水压效应，抑制材料的断裂，使其在不出现裂纹的条件下以塑性变形的以塑性变形的方式实现材料的分离方式实现材料的分离，从而获得断面质量好，尺寸精度高的精密零件。 工艺措施：1）V形齿圈压板齿圈压板2）凹模（或凸模）刃口小圆角刃口小圆角3）很小小的间隙间隙，一般Z1%t4）反反向顶杆顶杆5）润滑润滑第 2 章 冲 裁 工 艺782.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）1、工艺原理与特点、工艺原理与特点齿圈压板精冲普通冲裁第 2 章 冲

14、裁 工 艺79精冲件精冲件第 2 章 冲 裁 工 艺80精冲件精冲件第 2 章 冲 裁 工 艺81精冲件精冲件第 2 章 冲 裁 工 艺822、工艺过程、工艺过程a：模具开启，送料；b：模具闭合，齿圈压板和反压 板压紧材料；c：冲裁d：冲裁结束e：压力释放，模具开启；f：卸料，顶件；齿圈压板提供卸 料力，顶杆提供顶件力；g：顶出工件； h：吹卸或清除精冲件和内孔废 料，一次精冲结束；i：材料送进，进行下一个精冲 2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺833、精冲力的计算、精冲力的计算F F b b1）冲裁力：F FY Y （0.30.30.60.6）F

15、F2）压料力：F FF F AP AP (P=20(P=2070MPa)70MPa)3）反压力：F Fz z F F +F+FY Y + + F FF F4）总压力：2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺844、精冲模的设计、精冲模的设计1）凸、凹模间隙： Z（0.5% 1%）t2）刃口尺寸dDDd0max)75. 0( 落料时：其中，p 、d 取/4或外形按IT5、内形按IT6制造 。，配作凸模0min)75. 0(ppdd 冲孔时：，配作凹模8LLmidd 孔心距：2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺853）

16、凸、凹模刃口圆角：4）齿圈压板落料时，凹模带圆角，R0.01 0.03冲孔时，凸模带圆角，R0.01 以下2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺86专用的三动精冲压力机普通压力机，需配备液压模架5、精冲设备、精冲设备2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺875 5、精冲的经济效益、精冲的经济效益2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺885 5、精冲的经济效益、精冲的经济效益精冲的汽车零件控制凸轮：原工艺：毛坯铸造清理车外圆拉削键槽铣削凸轮外廓去毛刺新工艺：板料毛坯精冲（落料冲

17、孔复合）去毛刺接合器盘：原工艺：普通冲裁（落料冲孔）校平拉削内齿形去毛刺滚齿（外齿形）去毛刺新工艺：板料毛坯精冲（落料冲孔复合）去毛刺2.7.1 齿圈压板冲裁（精冲）齿圈压板冲裁（精冲）第 2 章 冲 裁 工 艺891 1、小间隙圆角刃口冲裁（光洁冲裁）、小间隙圆角刃口冲裁（光洁冲裁）Z0.010.02mmR=1020制件精度 IT8IT11切断面 Ra0.41.6m2.7.2 半精冲工艺半精冲工艺第 2 章 冲 裁 工 艺902 2、负间隙冲裁、负间隙冲裁2.7.2 半精冲工艺半精冲工艺制件精度 IT8IT11切断面 Ra0.40.8m第 2 章 冲 裁 工 艺913 3、上、下冲裁、上、下

18、冲裁2.7.2 半精冲工艺半精冲工艺第 2 章 冲 裁 工 艺924 4、对向凹模冲裁、对向凹模冲裁2.7.2 半精冲工艺半精冲工艺第 2 章 冲 裁 工 艺932.7.3 整修整修整修是以普通冲裁件为毛坯，在通用压力机上利用整修模具沿毛坯外缘或内孔切去一层薄薄的切屑，消除断面上的塌角、断裂带、毛刺，获得高质量制件，其加工机理与冲裁完全不同，而与切削加工类似。效果：制件精度 IT6IT7切断面 Ra0.40.8m第 2 章 冲 裁 工 艺942.7.3 整修整修1 1、外缘整修、外缘整修第 2 章 冲 裁 工 艺952.7.3 整修整修2 2、内孔整修、内孔整修第 2 章 冲 裁 工 艺962.7.3 整修整修3 3、挤光整修、挤光整修第 2 章 冲 裁 工 艺97本章掌握本章掌握普通冲裁变形过程及分离机理，普通冲裁件断面特征。精密冲裁工艺原理及工艺措施，精密冲裁件断面特征。影响冲裁件断面质量的主要因素及影响规律。间隙对冲裁工艺的影响？冲裁间隙的选用原则？选用方法？冲裁