冲压工艺与模具设计 第二章ppt课件.ppt

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1、冲裁力和模具压力中心2.5冲裁件质量分析2.6冲裁件的排样2.4冲裁凸模和凹模工作部分尺寸的计算2.82.4冲裁件的排样方案排法条料宽度获得冲裁件数1直排33mm2752件2斜对排30.5mm2852件3直对排19.5mm3168件4直对排15.5mm3185件5工件改形后直排33mm3655件表2.4材料利用情况比较2.4.1排样原则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。2.4.2排样方法根据条料上的材料是否被全部利用，有无废料产生

2、，排样方法可以分为以下几种。1．有废料排样法（图2.46（a））2．少废料排样法（图2.46（b））3．无废料排样法（图2.46（c））图2.46排样方法2.4.3搭边排样时冲裁件与冲裁件之间（a）以及冲裁件与条料侧边之间（a1）留下的工艺余料称为搭边（如图2.46中所示）。2.4.3.1搭边的作用①补偿条料的剪裁误差、送料步距误差以及补偿因条料与导料板之间的间隙所造成的送料歪斜误差。若没有搭边则可能发生工件缺角、缺边或尺寸超差等废品。②使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，受力

3、平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高。③有些模具的自动送料装置是通过牵拉已冲过的废料将条料拖向模具的。对于利用废料上的搭边拉条料的自动送料模具，搭边可使废料的刚度提高，以保证条料的连续送进。2.4.4送料步距与条料宽度的计算2.4.4.1送料步距A步距A的计算公式为：A=D+a（2.1）式中，D—平行于送料方向的冲裁件宽度；a—冲裁件之间的搭边值。2.4.4.2条料宽度B当导料板之间有侧压装置时或用手扶住条料紧贴单边导料板（或两个单边导料销）送进时，条料宽度按下式计算（图2.47）：（2.2）式中，

4、D—冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；a1—冲裁件与条料侧边之间的搭边；Δ—板料剪裁时的下偏差（表2.7）。图2.47有侧压装置时条料宽度的确定1—导料板；2—凹模当使用导料板导向而又无侧压装置时，条料宽度按下式计算（图2.48）：（2.3）式中，b0—条料与导料板之间的间隙（表2.8）。图2.48无侧压装置时条料宽度的确定2.4.5排样图排样图是排样设计的最终表达形式。排样图是编制冲压工艺与设计模具的重要工艺文件。一张完整的模具装配图必须在其右上角画出冲裁件图及排样图。在排样图上应标注条料宽度及其公差、送料步距及搭

5、边a、a1值，如图2.50所示。图2.50排样图2.5冲裁力和模具压力中心2.5.1冲裁力的计算冲裁是使板料沿冲切面分离，但实现分离必须通过凸、凹模对材料施加足够的外力，通常称为冲裁力。冲裁力是选用压力机吨位（标称压力）的主要依据，也是模具强度、刚度设计时所必须的数据。对于普通平刃口凸、凹模的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：F=KLt（2.6）式中，F—冲裁力（N）L—冲裁轮廓线长度（mm）t—板料厚度（mm）—材料抗剪强度（MPa）（见表2.9）K—考虑刃口磨损钝化，冲裁间隙不均匀，材料力学性能与厚度尺寸波动等因素而

6、增加的安全系数，常取K=1.3。2.5.2降低冲裁力的措施1．加热冲裁把材料加热后冲裁，可以大大降低其抗剪强度。2．斜刃冲裁将凸模和凹模二者的刃口一个做成斜刃口，一个仍保持平刃口，则冲裁件沿轮廓线不是同时切离，而是逐步切入，所以冲裁力可以减小，如图2.51所示。图2.51斜刃冲裁3．阶梯冲裁在多凸模的冲模中，将凸模做成不同高度，采用阶梯布置，可使各凸模冲裁力的最大值不同时出现，从而降低了冲裁力，如图2.52所示。图2.52用阶梯凸模冲裁2.6冲裁件质量分析2.6.1冲裁件剪切断面特征及其形成过程2.6.1.1冲裁件剪

7、切断面特征冲裁件理想的剪切断面是断面平直、表面光洁、边缘整齐。但实际的剪切断面质量达不到这种要求。观察实际冲裁件的剪切断面可以发现，其形状如图2.58所示，整个断面可以明显地分为四个特征区。图2.58冲裁件剪切断面特征1—圆角带；2—光亮带；3—断裂带；4—毛刺①圆角带（塌角）：出现在板料上不与凸模或凹模接触的自由面一侧，板材塑性愈好，冲裁间隙愈大，则塌角也愈大。②光亮带：与塌角相邻，光亮带垂直于底面，平整光洁，其高度范围约占板料总厚度的1/3到1/2。板材塑性愈好，冲裁间隙愈小，则光亮带的高度范围愈大。③断裂带：

8、与光亮带相邻，断裂带表面粗糙，并带有4°～6°（即图中的β角）的斜角。冲裁间隙愈大，则断裂带的范围也愈大，且斜角也愈大。④毛刺：落料件的毛刺出现在凸模刃口附近，冲孔件的毛刺出现在凹模刃口附近，若冲裁间隙合适且模具刃口锋利，则毛刺较短。若冲裁间隙过大或过小，且模具刃口已磨钝，则毛刺较长。由上述可见，实际冲裁件的断面并不整齐，仅光亮带一小段为比较平