冲压工艺学分离工序_冲裁

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,1,12/28/2022,第三章 冲裁,冲裁,是通过一对工具（模具）的工作部分冲头与凹模，利用冲压设备加压于其间的被冲材料，使之在有一定间隙的刃口处产生剪切等变形，进而分离破断的冲压加工分离工序,。,动画：冲裁过程,冲头,P,冲头平面,板料,凹模平面,凹模,t,c,是分离工序的基础和重点,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,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,（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 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,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指数提高而增大！,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,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,冲,裁,裁,（2）,应,应力状,态,态图,冲裁变,形,形区及,其,其邻域,内,内的应,力,力状态,复,复杂，,并,并且与,变,变形过,程,程有关,。,。,第三章,冲,冲,裁,裁,3.2,冲,冲裁,件,件的质,量,量,3.2.1,冲,冲裁件,的,的断面,冲裁件,断,断面,裂纹扩展方向,毛刺产生原因,第三章,冲,冲,裁,裁,3.2.2,冲,冲裁件,的,的精度,1,弯,弯拱：,弯,弯矩作,用,用的结,果,果；预,防,防措施,；,；影响,因,因素,2,尺,尺寸精,度,度：冲,裁,裁件的,弹,弹性回,复,复所致,；,；影响,因,因素,3,斜,斜度：,弯,弯曲变,形,形引起,光,光亮带,斜,斜度；,剪,剪裂带,斜,斜度,第三章,冲,冲,裁,裁,3.3,冲,冲裁,间,间隙,1,间,间隙对,冲,冲裁变,形,形及冲,裁,裁件断,面,面的影,响,响,3.3.1,间,间隙对,冲,冲裁工,艺,艺的影,响,响,刃口状,态,态和材,料,料塑性,第三章,冲,冲,裁,裁,2,间,间隙对,冲,冲裁件,精,精度的,影,影响,3,间,间隙对,模,模具寿,命,命的影,响,响,4 间,隙,隙对冲,裁,裁力的,影,影响,间隙的,选,选择依,据,据,对于一,般,般的冲,裁,裁件，,模,模具加,工,工容易,且,且寿命,长,长，冲,裁,裁件断,面,面比较,平,平滑，,塌,塌角、,毛,毛刺和,剪,剪裂带,所,所占比,例,例比较,小,小，光,亮,亮带占,断,断面的1/3,或,或更大,，,，则认,为,为能够,实,实现这,种,种冲裁,的,的间隙,为,为实用,间,间隙的,选,选择范,围,围。,第三章,冲,冲,裁,裁,3.3.2,间,间隙值,计,计算与,选,选用,1,理,理论计,算,算,2,经,经验公,式,式,3,查,查表,第三章,冲,冲,裁,裁,m,值的确,定,定,对于机,械,械制造,及,及汽车,拖,拖拉机,行,行业：,当,当t比,较,较小时(t=3mm),软材料,（,（如08、10钢、,黄,黄铜紫,铜,铜等）,：,：,m,=0.080.10；,中硬材,料,料（如Q235、Q255,钢,钢，20、25钢等,）,）：,m,=0.10.12,；,；,硬材料,（,（如45钢等,）,）：,m,=0.120.14；,对于电,器,器及仪,表,表行业,：,：当t,比,比较小,时,时(t3mm,时,时，,由,由于,冲,冲裁,力,力较,大,大，,可,可以,适,适当,放,放大,系,系数,m,，当,断,断面,质,质量,没,没有,特,特别,要,要求,时,时，,一,一般,可,可以,放,放大,到,到1.5,倍,倍。,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,I、II,、,、III,分指,冲,冲裁,件,件断,面,面质,量,量、,尺,尺寸,精,精度,要,要求,级,级别,高,高、,中,中、,低,低,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,3.4,冲,冲裁,模,模刃,口,口尺,寸,寸确,定,定,凸凹,模,模刃,口,口尺,寸,寸精,度,度是,影,影响,冲,冲裁,件,件尺,寸,寸精,度,度的,首,首要,因,因素,。,。必,须,须考,虑,虑到光亮,带,带尺,寸,寸决,定,定制,件,件尺,寸,寸和模具,在,在使,用,用中,的,的磨,损,损。,1,决,决,定,定模,具,具刃,口,口尺,寸,寸确,定,定的,原,原则,1）,设,设计,落,落料,模,模时,应,应以,凹,凹模,为,为基,准,准，,间,间隙,取,取在,凸,凸模,上,上；,设,设计,冲,冲孔,模,模时,应,应以,凸,凸模,为,为基,准,准，,间,间隙,取,取在,凸,凸模,上,上。,2）,落,落料,凹,凹模,刃,刃口,尺,尺寸,应,应靠,近,近落,料,料件,公,公差,范,范围,内,内的,最,最小,尺,尺寸,，,，冲,孔,孔凸,模,模刃,口,口尺,寸,寸应,靠,靠近,孔,孔的,公,公差,范,范围,内,内的,最,最大,尺,尺寸,。,。,3）凸凹,模,模间,隙,隙取,最,最小,合,合理,间,间隙,。,。,4）,考,考虑,弹,弹复,的,的影,响,响，,对,对于,厚,厚板,料,料、,高,高弹,性,性材,料,料以,及,及有,特,特殊,要,要求,的,的冲,裁,裁件,。,。,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,2,凸,凸,凹,凹模,刃,刃口,尺,尺寸,计,计算,方,方法,1）,分开,加,加工,：分,别,别标,注,注凸,凹,凹模,刃,刃口,尺,尺寸,及,及公,差,差，,适,适于,圆,圆形,及,及简,单,单形,状,状。,若落,料,料件,尺,尺寸,、,、冲,孔,孔件,尺,尺寸,，,，,则,则,落料,模,模：,冲孔,模,模：,要满,足,足,或,或,式中,制造,公,公差,，,，可,查,查表,；,；,x,系数,，,，可,查,查表,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,2）,凸模,与,与凹,模,模配,合,合加,工,工,是先,按,按尺,寸,寸和,公,公差,制,制造,出,出凹,模,模或,凸,凸模,其,其中,一,一个(基,准,准件)，,然,然后,依,依此,为,为基,准,准再,按,按最,小,小合,理,理间,隙,隙配,做,做另,一,一件,。,。,优点,：,：不,仅,仅容,易,易保,证,证凸,、,、凹,模,模间,隙,隙很,小,小,而,而且,还,还可,以,以放,大,大基,准,准件,的,的制,造,造公,差,差,使,使制,造,造容,易,易。,适用,于,于：,异,异形,或,或复,杂,杂刃,口,口。,设计,时,时，,基,基准,件,件的,刃,刃口,尺,尺寸,及,及制,造,造公,差,差应,详,详细,标,标注,，,，非,基,基准,件,件上,只,只标,注,注公,称,称尺,寸,寸，,但,但在,图,图样,上,上注,明,明：,“,“凸(凹)模,刃,刃口,按,按凹(凸)模,实,实际,刃,刃口,尺,尺寸,配,配作,，,，保,证,证最,小,小双,面,面合,理,理间,隙,隙值,。,。”,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,3.5,工,工艺,力,力及,冲,冲裁,功,功,1.,冲,冲裁,力,力,:,板料,阻,阻止,凸,凸模,向,向下,运,运动,的,的力,；,；是,变,变化,的,的，,常,常指,最,最大,冲,冲裁,力,力,冲裁,力,力是,选,选择,冲,冲压,设,设备,吨,吨位,和,和检,验,验模,具,具强,度,度的,重,重要,依,依据,。,。,平刃,冲,冲模,的,的冲,裁,裁力(k=1.3),还可,由,由,表,表示,，,，其,中,中,p,表示,单,单位,冲,冲裁,力,力，,可,可查,下,下表,。,。,2.,冲,冲裁,功,功,平刃,冲,冲裁,时,时，,冲,冲裁,功,功,在选,用,用压,力,力机,时,时，,必,必须,满,满足WW,冲,(W,压,力,力机,所,所规,定,定的,每,每次,行,行程,总,总功),第三,章,章,冲,冲,裁,裁,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,3.,卸,卸料,力,力、,推,推料,力,力、,顶,顶件,力,力,卸料,力,力,从,凸,凸模,将,将零,件,件或,废,废料,卸,卸下,的,的力,推件,力,力,从,凹,凹模,内,内顺,冲,冲裁,方,方向,将,将零,件,件或,废,废料,推,推出,的,的力,顶件,力,力,从,凹,凹模,内,内逆,冲,冲裁,方,方向,将,将零,件,件或,废,废料,推,推出,的,的力,为系,数,数，,可,可查,表,表，n为,卡,卡在,凹,凹模,中,中工,件,件或,废,废料,数,数。,第三,章,章,冲,冲,裁,裁,4.,降,降低,冲,冲裁,力,力的,方,方法,1）,材,材料,加,加热,红,红冲,2）,斜,斜刃,冲,冲裁,3）,多,多凸,模,模阶,梯,梯布,置,置,a)斜刃落料；b)斜刃冲孔；c)阶梯形凸模,第三章,冲,冲裁,叠层两步,冲,冲裁,级进模两,步,步冲裁,3.6,多,多工步冲,裁,裁,第三章,冲,冲裁,3.7,精,精密与半,精,精密冲裁,1.精密,冲,冲裁,它能在一,次,次冲压行,程,程中获得,比,比普通冲,裁,裁零件,尺寸精度,高,高、冲裁,面,面光洁、,翘,翘曲小且,互,互换性好,的,的,优质精冲,零,零件,并以较低,的,的成本达,到,到产品质,量,量的改善,。,精密冲裁,实,实现的必,要,要条件,:,1),强力的齿,圈,圈压边圈,2),很小的冲,裁,裁间隙,3),凹模,刃口带有,小,小圆角,4),强力的反,顶,顶装置,第三章,冲,冲裁,精密冲裁,特,特点,：,第三章,冲,冲裁,工艺力计,算,算,：,冲裁力,压边力,反压力,卸料力,顶件力,第三章,冲,冲裁,2.半,精,精冲,分离机理,与,与普通冲,裁,裁相同。,但,但是由于,加,加强了冲,裁,裁区的静,水,水压效果,，,，推迟了,剪,剪裂纹的,发,发生，使,光,光亮带比,例,例增加，,断,断面质量,明,明显提高,。,。,1）小间,隙,隙圆角刃,口,口冲裁（,光,光洁冲裁,）,）,落料时凹,模,模刃口带,小,小圆角，,冲,冲孔时凸,模,模刃口带,小,小圆角，,冲,冲裁间隙,为,为0.010.02mm,，,，适于塑,性,性好的材,料,料。凹模,圆,圆角半径,见,见表3-7或0.1t。,冲裁力：,P（1.31.5）P,普,第三章,冲,冲裁,2）负间,隙,隙冲裁（,挤,挤压冲裁,）,）,凸模直径,大,大于凹模,直,直径，一,般,般为(0.050.3)t，冲裁,时,时先形成,一,一倒锥毛,坯,坯，再将,其,其挤过凹,模,模洞口。,适,适于塑性,好,好的材料,。,。,冲裁力：PCP,普,C系数,：,：,铝C=1.31.6,黄铜，软,钢,钢 C=2.252.8,第三章,冲,冲裁,3）上下,（,（反复）,冲,冲裁4）,对,对向凹模,冲,冲裁,第三章,冲,冲裁,5）挤压,式,式冲裁,6）胀拉,冲,冲裁,第三章,冲,冲裁,3.8,分,分离工序,特,特点,从变形机,理,理来讲，,冲,冲压分离,加,加工的基,本,本工序可,以,以分为冲,裁,裁、整修,、,、精冲和,半,半精冲四,种,种，变形,机,机理如下,：,：,（1）冲,裁,裁：有裂,缝,缝发生、,发,发展且会,合,合而达到,材,材料分离,的,的变形机,理,理,（2）整修：对冲裁,件,件断面再,加,加工，以,生,生成切屑,的,的方式实,现,现分离变,形,形