冲压生产中的冲裁与缓冲分析

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1、冲压生产中的冲裁与缓冲分析朱发兵(天津市天锻压力机有限公司)摘要：通过研究冲压过程中冲裁的剪力区力态及变形过程，得出采用冲裁缓冲装置来保护模具、设备和减小噪音。在简单介绍国内常用的几种缓冲装置原理并分析其优缺点后，提出一种改进的缓冲装置。根据理论的分析和试验结果并经过长期的生产实践证实采用这种缓冲装置能有效的保护模具、设备、减小噪音并顺利地实现生产。关键字：冲压；冲裁；缓冲装置；模具；设备；噪音StampingproductionofblankingandbufferZhuFabing（TIANDUAN

2、PRESSCO.LTDTIANDUANDesignAcademy）Abstract：Throughtheresearchonthestateofpunchingshearforcezoneandtheprocessoftheblankingdeformation,itisconcludedthatwithbufferingdevicewecanprotectthetools,equipmentandreducingnoise.Afterabriefintroductionabouttheprincipl

3、eofseveraldifferentbufferingdevicecommonlyusedinChina,andanalyzingtheiradvantagesanddisadvantages,weputforwardanimprovedbufferingdevices.Accordingtothetheoreticalanalysisandexperimentalresults,andthroughlong-termproductionpractice,itisprovedthatbyusingth

4、isbufferdevicewecaneffectivelyprotectthetools,equipment,andreducingnoiseandrealizingproductionsuccessfully.Keywords：Stamping；Punching；Bufferingdevice；Tools；Equipment；Noise一前言在汽车制造行业，冲压是制造车身的第一序。冲压加工是金属塑性加工的基本方法之一，主要应用于加工板料零件，由于这种方法多在常温下进行，所以也叫做冷冲压。冲压加工时，

5、冲压设备如液压机给出的力作用在模具上，继而通过模具的作用，把这个总体力按照一定的顺序，根据冲压成形的要求分散地作用在板料毛坯的不同部位，使其产生必要的应力状态和相应的塑性变形。从工艺本质的角度出发，冲压工艺可以分为两大类：分离工序和成形工序。成形工序是指使平板毛坯或半成品冲压件的某个部分或整体改变形状的冲压加工方法。分离工序是指使冲压件与板料，或者使冲压件与半成品的某个部分，沿一定的轮廓曲线实现相互分离的冲压加工方法。冲裁工艺作为分离工序之一，在汽车的冲压生产中得到了广泛的应用。它是一种借助模具使板料分

6、离的基本工序，可制成平板零件或为弯曲、拉深、成形等工序准备毛坯，也可在已经成形的冲压件上切口、剖切、修边等。一般来说，从板料上冲下所需形状的零件或毛坯叫落料，在工件上冲出所需形状的孔叫冲孔。二冲裁的剪力区力态分析冲裁时，将材料置于凹模上，凸模下降使材料变形，直至全部分离。在无压紧装置冲裁中，材料所受的力如图一所示，主要包括：图一PpPd---------凸模与凹模对材料垂直作用的压力；FpFd---------凸模与凹模对材料水平作用的压力；uPpuPd--------凸模与凹模端面对材料摩擦力；uFp

7、uFd--------凸模与凹模侧面对材料摩擦力；由于凸模与凹模间存在间隙c，使凸模与凹模的垂直作用力Pp、Pd不在同一直线上，所以存在力臂a，并产生了弯矩M，此弯矩使材料在冲压过程中产生了穹弯，并与侧压力Fp、Fd所形成的反弯矩M’在冲裁过程中的每一瞬时维持平衡。材料穹弯的结果，使模具与材料仅在刃口附近的狭小区域内保持接触，接触面宽度约为板料厚度的0.2—0.4倍，且凸模与凹模作用于材料的垂直压力呈不均匀分布，随着向模具刃口靠近而急剧增大。冲裁时，由于板料弯曲的影响，剪切区的应力状态是复杂的，且与变形

8、过程有关，对于无卸料板压紧材料的冲裁，塑性变形阶段的应力状态如图二所示。图二只有当两主应力的绝对值相等时，才是纯剪切。而实际纯剪切的条件是很难满足的，故在一般情况下，在剪切的同时，还常常伴随着纤维的弯曲和拉伸。三冲裁的变形过程冲裁模主要工作部分是凸模和凹模，两者之间具有单面间隙c，板料置于凹模之上，凸模下降，不断切入材料，使材料发生变形，可分为三个变形阶段。1)弹性变形阶段由于凸模施加的压力尚小，材料产生弹性压缩且有穹弯，板料略有挤入凹模洞