冷冲模设计 教学课件 作者 丁松聚 主编 第三章.pptVIP

第三章 冲裁工艺 第一节 冲裁过程分析 第二节 冲裁件的质量分析 第三节 冲裁间隙 第四节 凸模和凹模工作部分尺寸的计算 第五节 冲裁力 第六节 冲裁工件的排样 第一节 冲裁过程分析 一、弹性变形阶段 二、塑性变形阶段 三、剪裂阶段 第二节 冲裁件的质量分析 一、尺寸精度 二、断面质量 三、毛刺 第三节 冲裁间隙 第四节 凸模和凹模工作部分尺寸的计算 一、尺寸计算的原则 二、凸模和凹模分别加工时的尺寸的计算 三、凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算 四、用单配加工法时，凸模和凹模间的尺  寸换算 第五节 冲裁力 一、冲裁力的计算 二、降低冲裁力的措施 三、卸料力、推件力和顶件力 四、压力机所需总冲压力的计算 第六节 冲裁工件的排样 一、排样原则 二、排样方法 三、搭边 四、送料步距与条料宽度的计算 五、排样图 三、卸料力、推件力和顶件力 冲裁时材料在分离前存在着弹性变形，在一般冲裁条件下，冲裁后材料的弹性恢复，使落件或冲孔废料梗塞在凹模内，而板料则紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的板料卸下，将梗塞在凹模内的工件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力F卸；从凹模内向下推出工件或废料所需的力称为推件力F推；从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力F顶，如图３-２４所示。 四、压力机所需总冲压力的计算 一、排样原则 图中列出了五种排样方案 方案一：直排。 方案二：斜对排。 方案三：直对排。 方案四：另一种直对排。 方案五：在保证冲件使用性能的前提下， 适当改变其形状后，仍采用直排。 排样原则如下： １）提高材料利用率η。 ２）使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。 ３）使模具结构简单、模具寿命较高。 ４）排样应保证冲裁件的质量。 冲件的多种排样法 二、排样方法 １.有废料排样法 ２.少废料排样法 ３.无废料排样法 * * 使板料分离的冲压工艺称为冲裁。冲裁工艺的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。所以冲裁是分离工序的总称，其中尤以落料、冲孔应用最多。从板料上冲下所需形状的工件（或毛坯）称为落料。在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）称为冲孔。落料和冲孔的变形性质完全相同，但在进行模具工作部分设计时，要分开加以考虑。图所示的垫圈即由落料与冲孔二道工序完成。 根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。所谓普通冲裁是由凸、凹模刃口之间产生剪裂缝的形式实现板料分离。而精密冲裁则是以变形的形式实现板料的分离。前者冲出的工件断面比较粗糙，精度较低。后者冲出的工件不但断面比较光洁而且精度也较高，但需要有专门的精冲设备及精冲模具。精密冲裁是一种正在不断发展与完善的冲压新工艺。本章主要讨论普通冲裁的有关问题。 垫圈的落料与冲孔 ａ）落料 ｂ）冲孔 一、弹性变形阶段 冲裁过程如图３-２所示。凸模１与凹模２具有与工件轮廓一样的刃口。凸、凹模之间存在一定的间隙。当压力机滑块把凸模推下时，便将放在凸、凹模中间的板料冲裁成所需的工件。 冲裁过程是在瞬间完成的。为了控制冲裁件的质量，研究冲裁的变形机理，就需要分析冲裁时板料分离的实际过程。如图３-３所示是金属板料的冲裁变形过程。当模具间隙正常时这个过程大致可分为三个变形阶段。 当凸模开始接触板料并下压时，凸模与凹模刃口周围的板料产生应力集中现象，使材料产生弹性压缩、弯曲、拉伸等复杂的变形。板料略有挤入凹模洞口的现象。此时，凸模下的材料略有弯曲，凹模上的材料则向上翘。间隙愈大，弯曲和上翘愈严重。随着凸模继续压入，直到材料内的应力达到弹性极限。如图３-３ａ所示。 二、塑性变形阶段 当凸模继续压入，板料内的应力达到屈服点，板料与凸模和凹模的接触处产生塑性剪切变形。如图３-３ｂ所示。凸模切入板料，板料挤入凹模洞口。在板料剪切面的边缘由于弯曲、拉伸等作用形成塌角，同时由于塑性剪切变形，在切断面上形成一小段光亮且与板面垂直的断面。纤维组织产生更大的弯曲和拉伸变形。随着凸模的下压，应力不断加大，直到分离变形区的应力达到抗剪强度，塑性变形阶段结束。 三、剪裂阶段 当板料的应力达到抗剪强度后，凸模再向下压，则在板料与凸模和凹模的刃口接触处分别产生裂纹，如图３-３ｃ所示。随着凸模下压，裂纹逐渐扩大并向材料内延伸。当上、下裂纹重合时，板料便被分离。凸模再下压，将已分离的材料克服摩擦阻力从板料中推出，完成冲裁过程。 材料在冲裁时其变形区的应力与变形情况如图３-４所示。从图中可以看到，b段是冲裁件的光亮部分。由于在变形过程中，此部分主要受切应