冲裁工艺与冲裁模

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第2章 冲裁工艺与冲裁模,1,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。,冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。它既可以直接冲出成品零件，也可以作为弯曲、拉深和挤压等其它工序的坯料，还可以在已成形的工件上进行再加工（切边、切口、冲孔等工序）。,第2章 冲裁工艺与冲裁模,2,本章要点,l,冲裁工艺。,l,典型冲裁模结构。,l,冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用。,l,冲裁模设计要点,3,本章难点,l,冲裁工艺。,l,冲裁模设计要点,4,21 冲裁工艺,211 冲裁基本知识,在冲裁工艺中，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。,5,211 冲裁基本知识,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。,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。,精密冲裁,:,是以,变形,的形式实现板料的分离 。,6,冲裁变形过程,212 冲裁过程分析,7,212 冲裁过程分析,当模具间隙正常时，金属板料的冲裁变形过程大致可分为三个变形阶段。,（1）弹性变形阶段,（2）塑性变形阶段,（3）剪裂阶段,8,212 冲裁过程分析,（1）弹性变形阶段,在板料与凸模、凹模接触处出现微痕。凸模退回卸载后，板料能恢复原状。,9,212 冲裁过程分析,（2）塑性变形阶段,凸模挤入材料。材料挤入凹模洞口。随着凸模下压变形，应力加大，直到应力达到强度极限，板料与凸、凹模接触处出现微裂为止。,10,212 冲裁过程分析,（3）剪裂阶段,板料与凸模和凹模的刃口接触处分别产生裂纹。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。,11,12,212 冲裁过程分析,在正常的冲裁工作条件下，由凸模刃口出发的剪裂缝与由凹模刃口出发的剪裂缝是重合的,。,这时可以得到如图所示的冲裁件断面，它具有明显的四个特征区。,（1）圆角带,；,（2）,光亮带,；,（3）断裂带 ；,（4）,毛刺。,13,14,212 冲裁过程分析,圆角带,1,又称塌角,材料塑性愈好，凸、凹模之间间隙愈大，形成的塌角也就愈大。,15,212 冲裁过程分析,光亮带2,光亮带垂直于底面。材料塑性愈好，凸模和凹模之间的间隙（图中,Z2,为单边间隙）愈小，光亮带的高度愈高。,16,212 冲裁过程分析,断裂带,3,断裂带表面粗糙，并带有斜度。,凸模和凹模的间隙愈大，则断裂带高度愈大且斜度也增大。,17,212 冲裁过程分析,毛刺4,紧挨着剪裂带的边缘，是由于裂纹的产生不是正对着凸模和凹模的刃口而是在靠近刃口的侧面。,18,19,212 冲裁过程分析,对于冲孔件的孔，决定与轴类零件配合性质的是它的最小尺寸，即其光亮柱体部分尺寸；对于落料件，决定与孔类零件配合性质的是它的最大尺寸，也是它的光亮柱体部分尺寸。于是，可以得出如下重要的关系式 :,落料尺寸 = 凹模尺寸,冲孔尺寸 = 凸模尺寸,20,21,22,213 冲裁件的质量分析,1,尺寸精度；,2,断面质量；,3毛刺,。,23,1尺寸精度,冲裁件的尺寸精度影响因素：,（,1,）冲模的制造精度；,（,2,）材料性质；,（,3,）冲裁间隙；,（,4,）冲裁件的形状。,24,（,1,）冲模的制造精度,冲模的制造精度对冲裁件的尺寸精度有直接影响。冲模的精度愈高，冲裁件的精度亦愈高。,25,（,2,）材料性质,对于比较软的材料，弹性变形量较小，冲裁后的回弹值也少，因而零件精度较高。而硬的材料，情况正好与此相反，零件精度较低 。,26,（,3,）冲裁间隙,如间隙过大，对于落料件，其尺寸将会小于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会大于凸模尺寸。,27,（,3,）冲裁间隙,如间隙过小，对于落料件，其尺寸将会大于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会小于凸模尺寸。,28,（,4,）冲裁件的形状,冲裁件的形状越简单其精度越高。,29,2,断面质量,对于断面质量，起决定作用的是冲裁间隙。,在具有合理间隙的冲裁条件下裂纹重合。所得冲裁件断面有一个微小的塌角，并有正常的既光亮又与板平面垂直的光亮带，其断裂带虽然粗糙但比较平坦，虽有斜度但并不大，所产生的毛刺也是不明显的。,30,2,断面质量,31,2,断面质量,当间隙过大或过小时，就会使上、下裂纹不能重合。,（1）间隙过大：,使凸模产生的裂纹相对于凹模产生的裂纹向里移动一个距离。板料受拉伸、弯曲的作用加大，使剪切断面塌角加大，光亮带的高度缩短，断裂带的高度增加，锥度也加大，有明显的拉断毛刺，冲裁件平面可能产生穹弯现象。,32,2,断面质量,（2）间隙过小：,会使凸模产生的裂纹向外移动一个距离。上、下裂纹不重合，产生第二次剪切，由凸模和凹模刃口所产生的裂从而在剪切面上形成了略带倒锥的第二个光亮带。在第二个光亮带下面存在着潜伏的裂纹。由于间隙过小，板料与模具的挤压作用加大，在最后被分离时，冲裁件上有较尖锐的挤出毛刺。,33,3,毛刺,冲裁过程的分析可知，冲裁件产生微小的毛刺是不可避免的。若产品要求不允许存在微小毛刺，则在冲裁后应增加去除毛刺的辅助工序。正常冲裁中允许的毛刺高度见表,2.2,。,34,产生毛刺的原因：,1。冲裁间隙不合理。,（1）间隙过大，会产生明显的拉断毛刺；（2）间隙过小，会产生尖锐的挤出毛刺。,35,产生毛刺的原因：,2。凸模或凹模磨钝后，其刃口处形成圆角,当凸模和凹模刃口带有圆角后，冲裁时材料中就减少了应力集中现象而增大了变形区域，产生的裂纹偏离刃口，凸模和凹模间金属在剪切断裂前有很大的拉伸，这就使冲裁断面上产生了明显的毛刺。,36,冲裁件的质量分析总结：,综上所述用普通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高。金属冲裁件所能达到的经济精度为,ITl4 ITl0,级，要求高的可达到,ITl0 IT8,级。厚料比薄料更差。,若要进一步提高冲裁件的质量，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。,37,