冲裁工艺与冲裁模设计

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1、第二章冲裁工艺与冲裁模设计内容简介：冲裁是最基本的冲压工序。本章是本课程的重点章。在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，介绍冲裁工艺计算、工艺方案制定和冲裁模设计。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、间隙确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。第二章冲裁工艺与冲裁模设计1．了解冲裁变形规律、冲裁件质量及影响因素；2．掌握冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等设计计算方法。3．掌握冲裁工艺性分

2、析与工艺设计方法；4．认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点，了解模具标准，掌握模具零部件设计及模具标准应用方法；5．掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。学习目的与要求：第二章冲裁工艺与冲裁模设计1．冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2．刃口尺寸计算原则和方法；3．冲裁工艺性分析与工艺方案制定；4．冲裁模典型结构及特点；5．冲裁模结构设计及模具标准应用；6．冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。重点：难点：1．冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2．刃口尺寸计算原则和方法；3．模具结构设计及模具标准应用；4．冲裁工艺与冲裁模设计的

3、方法和步骤。第一节冲裁变形机理第三节凸、凹模间隙的决定第二章冲裁工艺与冲裁模设计第四节冲裁力、推件力、卸料力的计算及降低冲裁力的方法第五节凸、凹模刃口尺寸的计算第六节冲裁工作的排样第七节齿圈压板精密冲裁第八节冲裁的工艺设计第九节冲裁模的典型结构第十节冲裁模零部件设计本章目录第二节影响冲裁件质量的因素第十一节冲裁模设计程序第二章冲裁工艺与冲裁模设计分类:冲裁模：冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、

4、凹模刃口锋利，间隙小。普通冲裁、精密冲裁第一节冲裁变形机理第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁时板料所受的力和变形区四对力冲裁时作用于板料上的力1-凸模2-板料3-凹模了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。凸、凹模间隙存在，产生弯矩。间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：第二章冲裁工艺与冲裁模设计二、冲裁变形过程(1)弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。(2)塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等

5、变形。(3)断裂分离阶段变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离1.冲裁过程第二章冲裁工艺与冲裁模设计冲裁变形过程第二章冲裁工艺与冲裁模设计冲裁时，剪切区应力状态如图2－5所示，其中：A点——凸模下压引起轴向拉应力σ3，在径向，板料内层弯曲与凸模侧压力引起径向压应力σ1；在切向，板料内层弯曲引起的压应力与侧压力在该方向引起的拉应力的合成应力，即切向压应力σ2。B点——凸模下压及板料内层径向、切向弯曲引起三向压缩应力。2．冲裁时的应力状态2－5冲裁应力状态图第二章冲裁工艺

6、与冲裁模设计C点——径向板料被拉深，σ1为拉应力，板料沿剪切面相对错移，引起压应力σ3D点——凹模端面挤压板料，产生轴向压应力σ3，板料外层径向、切向弯曲，引起径向拉应力σ1和切向拉应力σ2。E点——凸模下压，引起轴向拉应力σ3。外层板料弯曲，径向、切向均引起拉应力，凹模侧压力在径向、切向均引起压应力，拉、压应力合成就产生应力σ1与σ2，该合成应力可能是拉应力，也可能是压应力，这与间隙大小有关。从以上各点的应力状态可以断定，凸模与凹模端面（B、D点处）的静水压应力比侧面（A、E处）的高，且凸模刀口附近的静水压应力又比凹模刃口附近的高，这

7、就是裂纹首先从凹模刃口侧面（E处）产生的原因。第二章冲裁工艺与冲裁模设计3.冲裁时的F一h曲线冲裁变形过程中冲裁力与凸模行程关系曲线见图。图中OA段相当于弹性变形阶段。AB段为塑性变形阶段。切刃一旦挤入板料，力的上升就缓慢下来。这是由于承受力的板料面积虽然减少了，但是材料冷作硬化的影响超过了受剪面积减小的影响，冲载力仍然继续上升。当硬化与受剪面积两者影响达到相等时，冲裁力便达到最大值。BC为裂纹扩展直至极料断裂阶段。CD则是凸模的推料过程。冲裁力曲线第二章冲裁工艺与冲裁模设计断面特征：圆角带a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带b

8、：塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带c：裂纹形成及扩展。毛刺区d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。三、冲裁断面分析冲裁断面由圆角带、光亮带、断裂带和毛