冲压工艺学3分离工序-冲裁课件

1、冲压工艺学3分离工序_冲裁冲压工艺学3分离工序_冲裁第三章 冲裁落料与冲孔：金属垫片落料工序冲孔工序第三章 冲裁落料与冲孔：金属垫片落料工序冲孔工序第三章 冲裁材料力学作为剪切变形的实例和内容，仅从工程结构上宏观的受力和变形考虑。塑性加工方法为研究冲裁件质量、模具寿命和冲裁力，应从塑性力学理论和冲裁变形的实际条件，分析冲裁变形的机理。第三章 冲裁材料力学作为剪切变形的实例和内容，仅从工程第三章 冲裁3.1 冲裁机理3.1.1 冲裁变形过程1 变形过程理论与模型（1）宏观理论模型 冲裁变形分为三个阶段：弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段第三章 冲裁3.1 冲裁机理1 变形过程理论与模型（1）宏

2、第三章 冲裁（2）细观理论模型 从细观力学角度分析冲裁变形过程，认为冲裁变形过程分为六个阶段：冲击压缩、压入剪切、裂缝生长、突然分离、推出凹模和卸离冲头阶段。冲裁变形过程第三章 冲裁（2）细观理论模型冲裁变形过程第三章 冲裁2 冲裁曲线（力-行程图）典型冲裁曲线冲裁力，微裂纹产生裂纹重合，卸载分离推件力卸料力第三章 冲裁2 冲裁曲线（力-行程图）典型冲裁曲线冲裁力，第三章 冲裁3 冲裁变形过程第三章 冲裁3 冲裁变形过程第三章 冲裁3.1.2 冲裁变形区与受力1 冲裁变形区 冲裁过程中材料变形区是位于冲头与凹模的上下刃口尖端连线为中心的区域，为一个纺锤形的范围。变形区范围随材料延伸率和加工硬化

3、指数提高而增大！第三章 冲裁3.1.2 冲裁变形区与受力1 冲裁变形区 第三章 冲裁2 变形区及邻域的应力分析（1）冲裁力导致的基本应力 （2）力矩引起的弯曲应力 第三章 冲裁2 变形区及邻域的应力分析（1）冲裁力导致的第三章 冲裁3 变形区及邻域的应力状态（1）作用的外力 1）宏观力学模型 2）细观力学模型 凸、凹模对板料的垂直作用力凸、凹模对板料的侧压力凸、凹模端面与板料间的摩擦力凸、凹模侧面与板料间的摩擦力材料力学的剪切模型 第三章 冲裁3 变形区及邻域的应力状态（1）作用的外力 第三章 冲裁（2）应力状态图 冲裁变形区及其邻域内的应力状态复杂，并且与变形过程有关。第三章 冲裁（2）应力

4、状态图 冲裁变形区及其邻域内的应力第三章 冲裁3.2 冲裁件的质量3.2.1 冲裁件的断面冲裁件断面裂纹扩展方向毛刺产生原因第三章 冲裁3.2 冲裁件的质量3.2.1 冲裁件的断面冲第三章 冲裁3.2.2 冲裁件的精度1 弯拱：弯矩作用的结果；预防措施；影响因素2 尺寸精度：冲裁件的弹性回复所致；影响因素3 斜度：弯曲变形引起光亮带斜度；剪裂带斜度第三章 冲裁3.2.2 冲裁件的精度1 弯拱：弯矩作用的第三章 冲裁3.3 冲裁间隙1 间隙对冲裁变形及冲裁件断面的影响3.3.1 间隙对冲裁工艺的影响刃口状态和材料塑性第三章 冲裁3.3 冲裁间隙1 间隙对冲裁变形及冲裁件断第三章 冲裁2 间隙对冲

5、裁件精度的影响3 间隙对模具寿命的影响4 间隙对冲裁力的影响间隙的选择依据 对于一般的冲裁件，模具加工容易且寿命长，冲裁件断面比较平滑，塌角、毛刺和剪裂带所占比例比较小，光亮带占断面的1/3或更大，则认为能够实现这种冲裁的间隙为实用间隙的选择范围。 第三章 冲裁2 间隙对冲裁件精度的影响3 间隙对模具寿第三章 冲裁3.3.2 间隙值计算与选用1 理论计算2 经验公式3 查表第三章 冲裁3.3.2 间隙值计算与选用1 理论计算2 第三章 冲裁m值的确定 对于机械制造及汽车拖拉机行业：当t比较小时(t=3mm)软材料（如08、10钢、黄铜紫铜等）：m=0.080.10；中硬材料（如Q235、Q25

6、5钢，20、25钢等）：m=0.10.12；硬材料（如45钢等）：m=0.120.14；对于电器及仪表行业：当t比较小时(t3mm时，由于冲裁力较大，可以适当放大系数m，当断面质量没有特别要求时，一般可以放大到1.5倍。第三章 冲裁m值的确定 当材料厚度t3m第三章 冲裁I、II、III分指冲裁件断面质量、尺寸精度要求级别高、中、低第三章 冲裁I、II、III分指冲裁件断面质量、尺寸精度要第三章 冲裁3.4 冲裁模刃口尺寸确定 凸凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素。必须考虑到光亮带尺寸决定制件尺寸和模具在使用中的磨损。1 决定模具刃口尺寸确定的原则1）设计落料模时应以凹模为基准，间

7、隙取在凸模上；设计冲孔模时应以凸模为基准，间隙取在凸模上。2）落料凹模刃口尺寸应靠近落料件公差范围内的最小尺寸，冲孔凸模刃口尺寸应靠近孔的公差范围内的最大尺寸。3）凸凹模间隙取最小合理间隙。4）考虑弹复的影响，对于厚板料、高弹性材料以及有特殊要求的冲裁件。 第三章 冲裁3.4 冲裁模刃口尺寸确定 凸凹模刃第三章 冲裁2 凸凹模刃口尺寸计算方法1）分开加工：分别标注凸凹模刃口尺寸及公差，适于圆形及简单形状。 若落料件尺寸 、冲孔件尺寸 ，则落料模：冲孔模：要满足 或式中 制造公差，可查表；x系数，可查表第三章 冲裁2 凸凹模刃口尺寸计算方法第三章 冲裁2）凸模与凹模配合加工 是先按尺寸和公差制造

8、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做另一件。 优点：不仅容易保证凸、凹模间隙很小,而且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。 适用于：异形或复杂刃口。 设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，非基准件上只标注公称尺寸，但在图样上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模实际刃口尺寸配作，保证最小双面合理间隙值。”第三章 冲裁2）凸模与凹模配合加工第三章 冲裁3.5 工艺力及冲裁功1.冲裁力:板料阻止凸模向下运动的力；是变化的，常指最大冲裁力 冲裁力是选择冲压设备吨位和检验模具强度的重要依据。 平刃冲模的冲裁力 (k=1.3) 还可由 表示，其中p表示单位冲裁力，可

9、查下表。2.冲裁功 平刃冲裁时，冲裁功 在选用压力机时，必须满足 W W冲 (W压力机所规定的每次行程总功)第三章 冲裁3.5 工艺力及冲裁功1.冲裁力:板料阻止凸模第三章 冲裁第三章 冲裁第三章 冲裁3.卸料力、推料力、顶件力卸料力从凸模将零件或废料卸下的力推件力从凹模内顺冲裁方向将零件或废料推出的力顶件力从凹模内逆冲裁方向将零件或废料推出的力 为系数，可查表，n为卡在凹模中工件或废料数。第三章 冲裁3.卸料力、推料力、顶件力第三章 冲裁4.降低冲裁力的方法1）材料加热红冲2）斜刃冲裁3）多凸模阶梯布置a) 斜刃落料；b) 斜刃冲孔；c) 阶梯形凸模第三章 冲裁4.降低冲裁力的方法a) 斜刃

10、落料；b) 斜刃第三章 冲裁叠层两步冲裁级进模两步冲裁3.6 多工步冲裁第三章 冲裁叠层两步冲裁级进模两步冲裁3.6 多工步冲裁第三章 冲裁3.7 精密与半精密冲裁1.精密冲裁 它能在一次冲压行程中获得比普通冲裁零件尺寸精度高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性好的优质精冲零件,并以较低的成本达到产品质量的改善。精密冲裁实现的必要条件:1) 强力的齿圈压边圈2) 很小的冲裁间隙3) 凹模刃口带有小圆角4) 强力的反顶装置第三章 冲裁3.7 精密与半精密冲裁1.精密冲裁 精密冲裁第三章 冲裁精密冲裁特点：第三章 冲裁精密冲裁特点：第三章 冲裁工艺力计算：冲裁力压边力反压力卸料力顶件力第三章 冲裁工艺力计

11、算：冲裁力压边力反压力卸料力顶件力第三章 冲裁2. 半精冲 分离机理与普通冲裁相同。但是由于加强了冲裁区的静水压效果，推迟了剪裂纹的发生，使光亮带比例增加，断面质量明显提高。1）小间隙圆角刃口冲裁（光洁冲裁） 落料时凹模刃口带小圆角，冲孔时凸模刃口带小圆角，冲裁间隙为0.010.02mm，适于塑性好的材料。凹模圆角半径见表3-7或0.1t。冲裁力： P（1.31.5）P普第三章 冲裁2. 半精冲 分离机理与普通冲裁第三章 冲裁2）负间隙冲裁（挤压冲裁） 凸模直径大于凹模直径，一般为(0.050.3)t，冲裁时先形成一倒锥毛坯，再将其挤过凹模洞口。适于塑性好的材料。冲裁力： PCP普 C系数：

12、铝 C=1.31.6 黄铜，软钢 C=2.252.8第三章 冲裁2）负间隙冲裁（挤压冲裁）第三章 冲裁3）上下（反复）冲裁 4）对向凹模冲裁第三章 冲裁3）上下（反复）冲裁 第三章 冲裁5）挤压式冲裁6）胀拉冲裁第三章 冲裁5）挤压式冲裁6）胀拉冲裁第三章 冲裁3.8 分离工序特点从变形机理来讲，冲压分离加工的基本工序可以分为冲裁、整修、精冲和半精冲四种，变形机理如下：（1）冲裁：有裂缝发生、发展且会合而达到材料分离的变形机理（2）整修：对冲裁件断面再加工，以生成切屑的方式实现分离变形切削机理（3）精冲：以强烈的静水压条件抑制裂纹发展而实现材料断面塑性分离的变形机理（4）半精冲：复合两种以上、且相互作用的断裂分离机理第三章 冲裁3.8 分离工序特点从变形机理来讲，冲压分离加第三章 冲裁2 间隙C都是一个重要工