冲裁工艺课件

第二章冲裁工艺使板料分离的冲压工艺。普通冲裁精密冲裁§2-1冲裁基本原理

冲裁由凸模和凹模配合完成，凸模和凹模刃口与工件轮廓一致。第二章冲裁基本原理1、冲裁变形过程（1）弹性变形阶段凸模与工件接触→间隙处产生弯矩，发生弹性弯曲→刃口处产生应力集中，凸模刃口处受压应力，凹模刃口处受拉应力→内应力达到弹性极限。基本原理（3）断裂阶段：

凸模继续下降→刃口处出现裂纹→裂纹扩展→上、下裂纹会合→板材分离，剪切断面出现断裂带。2、剪切断面冲裁剪切断面具有四个特征区。(1)圆角带又称塌角，断面边缘出现的塑性圆角带较小，约5%；(2)光亮带由塑性剪切变形产生，在凸、凹模侧面压力挤压下，出现塑性光亮带，约1/2~1/3；(3)断裂带裂纹扩展，上、下裂纹会合，板材分离，断面出现断裂带,约40~60%；(4)毛刺由于上、下裂纹不一定正对，断裂后往往被拉出毛刺。基本原理3、凸模、凹模计算依据（1）冲孔时光亮带尺寸最小，而光亮带紧贴凸模，故：冲孔尺寸=凸模尺寸（2）落料时光亮带尺寸最大，而光亮带紧贴凹模，故：落料尺寸=凹模尺寸基本原理第二章冲裁§2-2冲裁间隙1、定义冲压模具凸、凹模刃口尺寸之差。Z=D凹-D凸单边空隙为Z/22、间隙对质量的影响（1）间隙合理使冲裁面平直、光洁；圆角带、毛刺小。模具摩擦合理、受力均匀，寿命提高。（2）间隙过小出现断口夹层，毛刺拉长；（3）间隙过大冲压件尺寸精度下降，毛刺粗大，断面斜度加大，圆角带加大。第二章冲裁§2-3冲裁凸、凹模刃口尺寸及制造公差1、刃口计算原则（1）按冲裁工序特点

落料：工件尺寸取决于凹模尺寸。故：先确定凹模尺寸→减去间隙为凸模尺寸。

冲孔：工件尺寸取决于凸模尺寸。故：先确定凸模尺寸→加上间隙为凹模尺寸。刃口计算2、刃口计算方法(1)凸、凹模分开加工

即:在设计图上分别标注凸、凹模尺寸及公差

必须同时满足下列两个条件（1）形状简单（2）符合δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin

计算方法：①落料工件标注尺寸为（D-Δ）

先计算凹模尺寸：

D凹=（D-ｘΔ）+δ凹

减去间隙为凸模尺寸：D凸=（D-ｘΔ-Zmin）-δ凸

例3-1解题步骤:1.查表得出最大、最小间隙及其差值；2.根据落料、冲孔尺寸查表，分别得出凸模、凹模制造偏差；3.分别判断落料、冲孔工序是否满足凸模、凹模分开加工的条件；4.查表得出磨损系数x；5.按公式计算落料凹模、凸模尺寸，注意制造偏差的标注；6.按公式计算冲孔凸模、凹模尺寸，注意制造偏差的标注；刃口计算刃口计算（2）凸、凹模配合加工

①条件：形状复杂；或δ凸+δ凹﹥Zmax-Zmin

②特点：间隙值在配制中保证，不需限制间隙值，使其满足δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin；

尺寸及公差只标注在基准件上，落料为凹模，冲孔为凸模；

另一模具的基本尺寸与基准件相同，但不必标注公差，同时明确间隙范围。

③三类不同性质的尺寸第一类：增大；第二类：减小；第三类：基本不变。凹模磨损后：凸模磨损后：尺寸变大-A尺寸尺寸变小-A尺寸尺寸变小-B尺寸尺寸变大-B尺寸尺寸不变-C尺寸尺寸不变-C尺寸刃口计算刃口计算④尺寸计算落料件：确定凹模尺寸

第一类尺寸=（最大极限尺寸-ｘΔ）+δ凹

第二类尺寸=（最小极限尺寸+xΔ)-δ凹第三类尺寸=中间尺寸±δ凹/2凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证双面间隙在Zmax~Zmin之间。冲孔件：确定凸模尺寸第一类尺寸=（最小极限尺寸+ｘΔ)-δ凸第二类尺寸=（最大极限尺寸-ｘΔ)+δ凸

第三类尺寸=中间尺寸±δ凸/2凹模尺寸按凸模尺寸配制，保证双面间隙在Zmax~Zmin之间。第二章冲裁§2-4冲裁力1、冲裁力

F=1.3×L×t×τb=L×t×σb

降低冲裁力的措施：

①.选用阶梯凸模

落料、冲孔，多孔冲制时，凸模刃口阶梯差（0.5~1）t。

②.选用斜刃口模具

模具刃口做成斜面。落料时凹模为斜刃口；冲孔时凸模为斜刃口。③加热冲裁3、压力机所需总压力F总=F+F卸+F推+F顶各项可根据实际情况取舍。冲裁力冲裁力4、模具压力中心确定

模具压力中心必须与压力机滑块中心一致（1）对称形状工件压力中心位于图形几何中心

冲裁力

（3）多凸模压力中心

根据力矩平衡进行计算X=（L1Xc1+L2Xc2+…+

LnXcn）/（L1+L2+…+

Ln）

Y=（L1Yc1+L2Yc2+…+LnYcn）/（L1+L2+…+Ln）

第二章冲裁§2-5提高冲裁精度的方法一、精密冲裁简称精冲,在三动压力机上采用特定结构的模具加工高质量冲压件。1、精冲特点(1)变形区处于三向压应力状态使材料以纯剪切的形式实现分离。通过①小间隙

②齿压边圈+顶件块压紧材料来实现：（F2=(0.4~0.6)F1；F3=(0.1~0.25)F1（2）小间隙约为普通冲裁的10%（3）凹模带有小圆角

R=0.1t，避免刃口处应力集中以上三点使材料冲裁时不出现开裂和撕裂，获得平滑塑性剪切断面。（4）更大的冲裁力

F1=(2.3~2.5)F普通

精冲

二、整修提高尺寸精度和表面光洁度。用模具沿冲裁面削去一层。

特点：

①小间隙0.006~0.01㎜或负间隙-(0.02~0.1)t②整修余量:4~7%t第二章冲裁§2-6冲裁工件的排样

冲裁件在条料上的布置方式。关系到：材料利用率；工件质量；模具结构；操作

排样1、排样方式

直排；斜排；直对排；斜对排；混合排；多行排等等。

排样

3、搭边

冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间用以补偿定位误差的余料。（1）作用补偿误差；改善受力；保证送料（2）搭边值不能过小；不能过大。（可查P61表3-１０）

排样

4、条料宽度有、无侧压装置，计算数值不同。有侧压或人工紧压：B=(D+2a1+Δ)-△排样

无侧压自由度大，有间隙