冲裁工艺及冲裁模设计教材课件.ppt

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1、标准公差数值(摘自GB/T 1800.398),问题1,问题2,问题3,返回,一、冲裁变形时板料变形区的力学分析,模具与板料仅在刃口附近的狭小区域内保持接触。接触宽度约为板厚的0.2-0.4。,二、冲裁时板料的变形过程,三个阶段：弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段,三、冲裁件的断面质量及其影响因素,1、断面特征 a:圆角带 b:光亮带 c:断裂带 d:毛刺各部分随材料的性能、厚度、冲裁间隙、刃口状态及摩擦条件不同而不同。,2、影响因素（1）材料性能对断面质量的影响（2）模具冲裁间隙对断面质量的影响（3）模具刃口状态对断面质量的影响,返回,一、间隙对冲裁件尺寸精度的影响,间隙过大时，冲孔件尺寸

2、增大，落料件尺寸减小。,间隙过小时，冲孔件尺寸减小，落料件尺寸增大。,二、对模具寿命的影响,间隙过小时，摩擦增大，磨损严重。间隙过大时，摩擦减小，放宽间隙不均匀的不利影响，从而利于提高模具寿命。,三、对冲裁工艺中力的影响,四、间隙值的确定（合理间隙值）,1、理论确定法2、经验确定法 软材料：t1mm，c=(3%-4%)t t1-3mm，c=(3%-4%)t t3-5mm，c=(3%-4%)t 硬材料：t1mm，c=(4%-5%)t t1-3mm，c=(6%-8%)t t3-5mm，c=(8%-13%)t3、查表确定法（表2.2.3),返回,一、刃口尺寸计算的原则,1、考虑落料和冲孔的特点 落料

3、件尺寸决定于凹模刃口尺寸；冲孔件尺寸决定于凸模刃口尺寸。,2、考虑刃口的磨损规律 刃口磨损后，凹模刃口尺寸扩大，凸模刃口尺寸减小。,为使模具有一定的使用寿命，磨损到一定程度仍能冲裁出合格的零件，落料时凹模刃口尺寸接近制件尺寸的下限值，冲孔时凸模刃口尺寸接近制件尺寸的上限值。,3、考虑制件精度与模具精度之间的关系（1）一般情况按下表执行。,（2）制件未标注公差，按以下情况处理：非圆形件按IT14级处理，冲模按IT11级制造；圆形件的冲模可按IT7-IT6级制造。4、冲压件按“入体”原则进行尺寸标注冲压件的尺寸公差应标为单向公差，落料件为轴，上偏差为零，下偏差为负；冲孔件为孔，上偏差为正，下偏差为

4、零。,二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法,（一）凸模和凹模分开加工（1）为保证初始间隙值小于最大合理间隙，必须满足下列条件：若不满足，取：,（2）落料设工件的尺寸为，则：,（3）冲孔设工件的尺寸为，则：,（4）中心距计算设工件的尺寸为，则:,X-系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，可按以下选取：当制件公差为IT10以上时，取x=1；当制件公差为IT11-IT13时，取x=0.75；当制件公差为IT14以下时，取x=0.5；（或按教材表2.3.1确定),例1：如图所示零件的材料为Q235，料厚t=0.5mm。试求凸、凹模刃口尺寸及公差。,解：该件36由落料得到，2-6及18

5、由冲孔得到。查表2.2.3，得：2cmin=0.04mm,2cmax=0.06mm 则：2cmin-2cmax=0.02mm,由公差表查得：为IT12级，取x=0.75 为IT14级，取x=0.5设凸模按IT6级制造，凹模按IT7级制造。,1、冲孔（1）校核间隙公差条件，查公差值表得：,（2）计算冲孔凸、凹模尺寸,（3）计算冲孔中心距,2、落料（1）校核间隙公差条件，查公差值表得：,（2）计算落料凸、凹模尺寸,（二）凸模和凹模配合加工只在凸模（或凹模）的基准件上标注尺寸和制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做要求的间隙值。存在三种不同类型尺寸：（1）随磨损增大的尺寸，设工件尺寸为：（2）随磨

6、损减小的尺寸，设工件尺寸为：（3）随磨损不变的尺寸，设工件尺寸为：,例2：计算如图所示冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。料厚t=1mm，材料为10号钢，尺寸如下：,解：该件属于落料件，选凹模为设计基准件，只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配做。,由表2.2.3查得：2Cmin=0.10mm,2Cmax=0.14mm由表2.3.1查得：尺寸80mm，选x=0.5；尺寸15mm，选x=1；其余尺寸，选x=0.75。落料凹模刃口尺寸计算如下：（1）随磨损增大的尺寸有a、b、c：（2）随磨损减小的尺寸有d：,（3）随磨损不变的尺寸有e：落料凸模的基本尺寸与凹

7、模相同，不必标注公差，注明以0.1-0.14mm的双面间隙与落料凹模配做，如下图所示。,例3：如图所示零件，材料为20钢，料厚为2mm，按配制加工方法计算凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。,解：该冲裁件属于落料件，只需计算凹模刃口尺寸即可。（1）随磨损增大的尺寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4，其中Ad2、Ad4为半边磨损，所以其制造偏差=0.25/2。为保证R60与120尺寸相切，故R60不需计算，直接取Ad1的一半。查表2.3.1，以上计算尺寸，系数x均为0.5。刃口尺寸计算公式：,（2）随磨损不变的尺寸Cd1、Cd2。计算公式为：,（2）随磨损减小的尺寸Bd1、Bd2。查表2.3.1，Bd1

8、、Bd2的磨损系分别为0.75、1。计算公式为：,返回,一、冲裁力的计算,普通平刃冲裁存在的力：（1）冲裁力Fp（2）卸料力FQ（3）推料力FQ1（4）顶件力FQ2冲裁力实为剪切力：,其它三力的计算：卸料力：推料力：顶件力：,二、压力机公称压力的选取,选择压力机的条件：,冲裁工艺总力计算的三种情况：（1）采用弹压卸料装置和下出件的模具时：,（2）采用弹压卸料装置和上出件的模具时：,（3）采用刚性卸料装置和下出件的模具时：,三、冲模压力中心的确定,冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。1、简单形状压力中心的计算（1）直线的压力中心在中点；（2）圆弧的压力中心计算，如图所示，对任意角2：,2、单凸模

9、压力中心的确定根据“力矩定理”，用解析法确定压力中心。步骤：（1）按比例画出凸模刃口的轮廓形状；（2）在凸模刃口轮廓内（或外）的任意处，建立坐标系。（3）将凸模刃口轮廓线分为若干线段（直线或圆弧段）L1、L2，Ln，并用各段长度代表各自的冲载力。（4）确定凸模刃口各线段的压力中心位置及其坐标值（X1，Y1）、（X2、Y2）（Xn、Yn）。,3、多凸模冲裁时压力中心的确定根据“力矩定理”，用解析法确定压力中心。步骤：（1）按比例画出各凸模刃口的轮廓形状及正确位置；（2）建立XOY坐标系，并尽量使计算简便。（3）确定各凸模的压力中心坐标和周长。（4）求总合力的压力中心坐标。,例题：（在黑板上讲）,

10、1、如图建立的坐标系，已知：L1=12.5mm、L2=21.5mm、L6=6mm、L7=28mm，求该凸模的压力中心坐标。,2、确定如图所示制件的冲孔落料复合模的压力中心位置。,四、降低冲裁力的措施,斜刃冲裁法；阶梯冲裁法。,返回,一、材料的经济利用,材料利用率：冲裁时板料上的废料：（1）工艺废料；（2）结构废料。,排样原则：（1）提高材料利用率。（2）应使操作简单，劳 动强度小且安全。（3）模具结构简单、寿 命高。（4）保证制件质量。,二、排样方法,（1）有废料排样（2）少废料排样（3）无废料排样,三、搭边和条料宽度的确定,1、搭边过大，浪费材料；过小，易使板料翘曲或被拉断，增大毛刺，可能损

11、坏模具。搭边值查表经验数据得到。,2、条料宽度的确定（1）有侧压装置时条料的宽度（2）无侧压装置时条料的宽度,（3）有定距侧刃时条料的宽度,导料板之间的距离为：,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,冲裁模的分类,（1）按工序性质：落料模、冲孔模、弯曲 模、拉深模等。（2）按工序组合方式：单工序模、复合模、级进模。（3）按上、下模导向方式：无导向模、导 柱模、导板模等。（4）按凸、凹模所用材料：硬质合金冲模、锌基合金冲模、聚氨酯冲模等。,一、单工序冲裁模,1、落料模（1）无导向的敞开式落料模（2）导板式落料模（3）带导柱的弹顶落料模2、冲孔模（1）冲侧孔模（2）小孔

12、冲模,二、复合冲裁模,特点：有一零件为凸凹模。优点：结构紧凑，生产率高，制件精度高，特别对于制件孔对外形的位置度容易保证。缺点：结构复杂，制造和装配较困难。按大凹模安装在上模还是下模，分为：(1)倒装式复合模(2)正（顺）装式复合模,三、级进冲裁模,属工序集中的工艺方法。在一套模具上切边、切槽、冲孔、塑性成形、落料等工序在一套模具上完成分为：普通级进模和精密级进模。按普通级进模：（1）用导正销定距的级进模；（2）用侧刃定距的级进模。,返回,返回,一、冲裁件的工艺性分析,1、普通冲裁件的形状和尺寸（1）形状简单、对称、排样时少废料。（2）避免过长的悬臂与狭槽,一般狭槽宽度应大 于板料厚度的2倍。

13、（3）尽量减少不带圆角半径的冲裁件。（4）冲孔的尺寸不能太过小。（5）孔间距a或工件边缘的间距不能过小。一般 a2t且a3mm。（6）弯曲件和拉深件的孔与壁应保持一定距离。,2、普通冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 当模具结构合理，其制造精度较高时，制件的外形精度应低于IT10级，内孔尺寸精度应低于IT9级；一般尺寸精度为IT11级以下。工件尺寸精度最好不高于IT12级。其详细内容可参看教材图表。,二、冲裁工艺方案的确定,1、冲裁工序的组合（1）生产批量：小批量，单工序冲裁；中大批量，复合冲裁或级进冲裁。（2）工件尺寸公差等级。复合冲裁精度高，级进冲 裁稍低。（3）对工件尺寸、形状的适应性。工件尺

14、寸较小，宜用复合冲裁或级进冲裁。中等尺寸，宜用复合冲裁。孔间距过小，宜采用级进冲裁。级进冲裁，工件尺寸不宜过大。,（4）模具的制造、安装调整和成本。复合模易制造，安装调试成本低。（5）操作的方便与安全。级进模较复合模安全。2、冲裁顺序的安排（1）级进冲裁的顺序安排 a：先冲孔后落料（或切断）。定位精度要求高时，可加冲工艺孔。b：采用定距侧刃，单侧刃时，切边工序与首次冲孔同时进行，便于控制送料间距。双侧刃时，可安排成一前一后，也可并列。（2）多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排 a：先落料，后冲孔。定位基准要一致。b：多孔时，先冲大孔后冲小孔。,返回,一、冲模零件的分类,二、凸模与凸模组件的设计,

15、1、凸模的结构形式（1）镶拼式（2）整体式：直通式、台阶式,2、凸模的强度和刚度校核 一般不需进行校核，只有细而长，且冲裁厚板料时才进行校核。（1）凸模承压能力校核 对于任意凸模形状：对于圆形凸模：（2）凸模抗变能力校核 1）无导向的凸模 对于圆形凸模：对于非圆形凸模：,2）对于有导向的凸模 对于圆形凸模：对于非圆形凸模：,3、凸模长度的确定,4、凸模材料寿命要求不高：T8A、T10A。形状复杂，寿命要求较高：Cr12、Cr12MoV、CrWMn。热处理：5862HRC，尾部回火4050HRC。,5、凸模的护套,6、凸模的固定方式,三、凹模的结构设计,1、凹模洞口的类型,凹模锥角，后角和洞口高

16、度，均随制件材料厚度增加而增大。一般取：=15-30=2-3 h=4-10mm,2、凹模的外形尺寸 厚度为：H=Kb（15mm）壁厚为：c=（1.5-2）H（30-40mm）3、镶拼式凹模用于冲裁大型或形状复杂的制件。,变内形为外形，减少加工难度。节省模具钢，减小热处理变形，维修更换方便。加工量大，装配困难。,4、凹模的固定方法（1）整体式凹模的固定,（2）镶拼式凹模的固定,四、定位零件的设计,1、挡料销固定式活动式始用,、书籍是全世界的营养品。生活里没有书籍，就好像没有阳光；智慧里没有书籍，就好像鸟儿没有翅膀莎士比亚2、书籍使人变得思想奔放。革拉特珂夫3、书籍是造就灵魂的工具雨果4、经验丰富

17、的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另一只眼睛看到纸的背面。歌德5、我扑在书籍上，就好像饥饿的人扑在面包上。高尔基6、书籍是巨大的力量。列宁7、书人类发出的最美妙的声音。莱文8、生活在我们这个世界里，不读书就完全不可能了解人。高尔基9、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿10、书是良药，善读之可以医愚。刘向11、读书破万卷，下笔如有神。杜甫12、在你渴望时，它前来给予详细指教，但是从不纠缠不休。比切13、书籍是少年的食物，它使老年人快乐，也是繁荣的装饰和危难的避难所，慰人心灵。在家庭成为快乐的种子，在外也不致成为障碍物，但在旅行之际，却是夜间的伴侣西塞罗14、过去一切时代的精华尽在书

18、中。卡莱尔15、书籍并不是没有生命的东西，它包藏着一种生命的潜力，与作者同样地活跃。不仅如此，它还像一个宝瓶，把作者生机勃勃的智慧中最纯净的精华保存起来弥尔顿16、每一本书都是一个用黑字印在白纸上的灵魂，只要我的眼睛、我的理智接触了它，它就活起来了。高尔基17、读一本好书，就是和许多高尚的人谈话。笛卡尔18、读书之于头脑，好比运动之于身体。爱迪生19、书籍乃世人积累智慧之长明灯寇第斯20、光阴给我们经验，读书给我们知识。奥斯特洛夫斯基21、读书有三到，谓心到，眼到，口到。朱熹22、书籍是青年人不可分离的生命伴侣和导师。高尔基23、和书籍生活在一起，永远不会叹气。罗曼罗兰24、书籍是最好的朋友。

19、当生活中遇到任何困难的时候，你都可以向它求助，它永远不会背弃你都德25、书籍通过心灵观察世界的窗口。住宅里没有书，犹如房间没有窗户。威尔逊26、读一本好书，象交了一个益友。臧克家27、读万卷书，行万里路。刘彝15)时间一天天过去，有时觉得它漫长难熬，有时却又感到那么短促;有时愉快幸福，有时又悲伤惆怅。一天与一天不同，一日和一日有别，仿佛一昼夜之间也有春夏秋冬之分。;阿;巴巴耶娃16)世界上最快而又最慢，最长而又最短，最平凡而又最珍贵，最容易被人忽视，而又最令人后悔的就是时间。;高尔基17)在人类生活中，时间刹那而过，它的本体是处于一个流动状态中，知觉是昏钝的，整个肉体的构成是易腐朽的，灵魂是一

20、个疾转之物，运气是很难预料的，名望是缺乏见识的东西。;马尔库;奥勒留18)时间就是金钱，而且对用它来计算利益的人来说，是一笔巨大的金额。;狄更斯19)时间会刺破青春表面的彩饰，会在美人的额上掘深沟浅槽;会吃掉稀世之珍!天生丽质，什么都逃不过他那横扫的镰刀。;莎士比亚20)浪费别人的时间等于是谋财害命，浪费自己的时间等于是慢性自杀。;列宁关于描写时间的名人名言1)时间是衡量事业的标准。;培根2)生命是短促的，然而尽管如此，人们还是有时间讲究礼仪。;爱献生3)历史孕育了真理，它能和时间抗衡，把遗闻旧事保藏下来。它是往昔的迹象，当代的鉴戒，后世的教训。;塞万提斯4)时间是由分秒积成的，善于利用零星时

21、间的人，才会做出更大的成绩来。;华罗庚5)时间是人类发展的空间。;马克思6)在无限的时间的河流里，人生仅仅是微小又微小的波浪。;郭小川7)重复言说多半是一种时间上的损失。;培根8)开诚布公与否和友情的深浅，不应该用时间的长短来衡量。;巴尔扎克9)真正的敏捷是一件很有价值的事。因为时间是衡量事业的标准，如金钱是衡量货物的标准。;弗;培根10)正当利用时间!你要理解什么，不要舍近求远。;歌德11)人的全部本领无非是耐心和时间的混合物。;巴尔扎克12)生命的长短以时间来计算，生命的价值以贡献来计算。;裴多菲13)敢于浪费哪怕一个钟头时间的人，说明他还不懂得珍惜生命的全部价值。;达尔文14)有了朋友，

22、生命才显出它全部的价值;一个人活着是为了朋友;保持自己生命的完整，不受时间侵蚀，也是为了朋友。友谊要像爱情一样才温暖人心，爱情要像友谊一样才牢不可破。;穆尔;约翰15)从不浪费时间的人，没有工夫抱怨时间不够。;杰弗逊16)不善于利用时间的人，总是首先抱怨没有时间，因为他把时间都耗费在穿吃睡和聊天上，去考虑该做什么，而只是什么也不去做。;拉布吕耶尔17)时间给勤劳者留下串串的果实，而给懒汉只留下一头白发和空空的双手。;高尔基18)在时间的大钟上，只有两个字;现在。;莎士比亚19)好事总是需要时间，不付出大量的心血和劳动是做不成大事的。想吃核桃，就是得首先咬开坚硬的果壳。;格里美尔斯豪森20)合理

23、安排时间，就等于节约时间。培根描写时间的名人名言推荐1)不管饕餮的时间怎样吞噬着一切，我们要在这一息尚存的时候，努力博取我们的声誉，使时间的镰刀不能伤害我们。;莎士比亚2)少壮不努力，老大徒伤悲。;长歌行3)实际上，没有一种社会形态能够阻止社会所支配的劳动时间以这处或那种方式调整生产。;马克思4)我们若要生活，就该为自己建造一种充满感受思索和行动的时钟，用它来代替这个枯燥单调以愁闷来扼杀心灵，带有责备意味和冷冷地滴答着的时间。;高尔基5)在老年时，会有许多闲暇的时间，去计算那过去的日子，把我们手里永久丢失了的东西，在心里爱抚着。;泰戈尔6)在历史急剧转变的关头，往往连先进的政党也会在相当的一段

24、时间内不能理解新的局势而复旧的口号，这些口号在昨天是正确要在已成的事业中逗留着！-巴斯德（法国）我从不想未来，它来得太快。-爱因斯坦（美国）等你们六十岁的时候，你们就会珍惜由你们支配的每一个钟头了。-爱因斯坦（美国）世界上，宇宙中，有多少难解的谜啊还是抓紧时间工作吧！-爱因斯坦（美国）即使上帝也无法改变过去。-亚里士多德（希腊）最有希望的成功者，并不是才干出众的人而是那些最善于利用每一时机去发掘开拓的人。-苏格拉底（希腊）当许多人在一条路上徘徊不前时，他们不得不让开一条大路，让那珍惜时间的人赶到他们的前面去。-苏格拉底（希腊）一生没有虚过，可以愉快地死，如同一天没有虚过，可以安眠！-达芬奇（意

25、大利）希望是永远达不到的，因此，人才希望，追求希望。-富兰克林（美国）从事一项事情，先要决定志向，志向决定之后就要全力以赴毫不犹豫地去实行。-富兰克林（美国）希望是生命的源泉，失去它生命就会枯萎。-富兰克林（美国）以希望为生的人，将绝食而死。-富兰克林（美国）每个人都有一不的理想，这种理想决定着他的努力判断的方向。就在这个意义上，我从来不把安逸和享乐看做是生活目的的本身-这种基础，我叫它猪栏的理想。照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美、真。-爱因斯坦（美国）无论何时，不管怎样，我也绝不允许自己有一点灰心丧气。-爱迪生（美国）对我来说，信念意味着不担心。-杜威（美国）希望贯穿一切，临死也不会抛弃我们。-波普（美国）希望永远在人的胸膛汹涌。人要经常感觉不是现在幸福，而是就要幸福了。-波普（美国）毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。-培根（英国）只有知道了通往今天的路，我们才能清楚而明智地规划未来。-斯蒂文生（英国）,