冲裁工艺与冲裁模.ppt

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1、冲裁工艺与冲裁模 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望w 使板料分离的冲压工艺称为冲裁。冲使板料分离的冲压工艺称为冲裁。冲裁工艺的种类很多，常用的有切断、落料、裁工艺的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。冲孔、切边、切口、剖切等。w 冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。它既可以直接冲出成品零件，也可以作为它既可以直接冲出成品零件，也可以作为弯曲、拉深和挤压等其它工序的坯料，还弯曲、拉深和挤压等其它工序的坯料

2、，还可以在已成形的工件上进行再加工（切边、可以在已成形的工件上进行再加工（切边、切口、冲孔等工序）。切口、冲孔等工序）。第第2章章 冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺与冲裁模2本章要点本章要点wl冲裁工艺。冲裁工艺。wl典型冲裁模结构。典型冲裁模结构。wl冲裁模主要零部件的结构分析与标准冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用。的选用。wl冲裁模设计要点冲裁模设计要点 3本章难点本章难点wl冲裁工艺。冲裁工艺。wl冲裁模设计要点冲裁模设计要点421 冲裁工艺冲裁工艺211 冲裁基本知识冲裁基本知识 w 在冲裁工艺中，以落料、冲孔应用最多。在冲裁工艺中，以落料、冲孔应用最多。w 从板料上冲下所需形状的工件（

3、或毛坯）称为从板料上冲下所需形状的工件（或毛坯）称为落料。落料。w 在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）称为冲孔。称为冲孔。5211 冲裁基本知识冲裁基本知识w 根根据据冲冲裁裁变变形形机机理理的的不不同同，冲冲裁裁工工艺艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。w普通冲裁普通冲裁:w 是是由由凸凸、凹凹模模刃刃口口之之间间产产生生剪剪裂裂缝缝的的形式实现板料分离。形式实现板料分离。w精密冲裁精密冲裁:w 是以是以变形变形的形式实现板料的分离的形式实现板料的分离 。6冲裁变形过程冲裁变形过程212 冲裁过程分析冲裁过程分析

4、7212 冲裁过程分析冲裁过程分析w 当当模模具具间间隙隙正正常常时时，金金属属板板料料的的冲冲裁裁变形过程大致可分为三个变形阶段。变形过程大致可分为三个变形阶段。w（1）弹性变形阶段）弹性变形阶段w（2）塑性变形阶段）塑性变形阶段 w（3）剪裂阶段）剪裂阶段 8212 冲裁过程分析冲裁过程分析w w（1）弹性变形阶段）弹性变形阶段w在在板板料料与与凸凸模模、凹凹模模接接触触处处出出现现微微痕痕。凸凸模模退退回回卸卸载载后后，板板料料能能恢恢复复原状。原状。9212 冲裁过程分析冲裁过程分析w（2）塑性变形阶段）塑性变形阶段w凸模挤入材料。材料挤入凸模挤入材料。材料挤入凹模洞口。随着凸模下压凹

5、模洞口。随着凸模下压变形，应力加大，直到应变形，应力加大，直到应力达到强度极限，板料与力达到强度极限，板料与凸、凹模接触处出现微裂凸、凹模接触处出现微裂为止。为止。10212 冲裁过程分析冲裁过程分析w（3）剪裂阶段）剪裂阶段w板板料料与与凸凸模模和和凹凹模模的的刃刃口口接接触触处处分分别别产产生生裂裂纹纹。随随着着凸凸模模下下压压，裂裂纹纹逐逐渐渐扩扩大大并并向向材材料料内内延延伸伸。当当上上、下下裂裂纹纹重重合合时时，板板料料便便被被分离。分离。1112212 冲裁过程分析冲裁过程分析w 在在正正常常的的冲冲裁裁工工作作条条件件下下，由由凸凸模模刃刃口口出出发发的的剪剪裂裂缝缝与与由由凹凹

6、模模刃刃口口出出发发的的剪剪裂裂缝缝是是重重合合的的。这这时时可可以以得得到到如如图图所所示示的的冲冲裁裁件件断断面面，它它具有明显的四个特征区。具有明显的四个特征区。w（1 1）圆角带）圆角带；w（2）光亮带光亮带；w（3）断裂带）断裂带；w（4）毛刺。毛刺。1314212 冲裁过程分析冲裁过程分析w圆角带圆角带1 又称塌角又称塌角w 材材料料塑塑性性愈愈好好，凸凸、凹凹模模之之间间间间隙隙愈愈大大，形形成成的的塌塌角角也也就就愈大。愈大。15212 冲裁过程分析冲裁过程分析w光亮带光亮带2 2w光光亮亮带带垂垂直直于于底底面面。材材料料塑塑性性愈愈好好，凸凸模模和和凹凹模模之之间间的的间间

7、隙隙（图图中中Z Z2 2为为单单边边间间隙隙）愈愈小小，光光亮亮带带的的高度愈高。高度愈高。16212 冲裁过程分析冲裁过程分析w断裂带断裂带3 3w断断裂裂带带表表面面粗粗糙糙，并并带有斜度。带有斜度。w凸凸模模和和凹凹模模的的间间隙隙愈愈大大，则则断断裂裂带带高高度度愈愈大且斜度也增大。大且斜度也增大。17212 冲裁过程分析冲裁过程分析w毛刺毛刺4 4w紧紧挨挨着着剪剪裂裂带带的的边边缘缘，是是由由于于裂裂纹纹的的产产生生不不是是正正对对着着凸凸模模和和凹凹模模的的刃刃口口而而是是在在靠靠近近刃刃口口的的侧侧面。面。1819212 冲裁过程分析冲裁过程分析w 对对于于冲冲孔孔件件的的孔

8、孔，决决定定与与轴轴类类零零件件配配合合性性质质的的是是它它的的最最小小尺尺寸寸，即即其其光光亮亮柱柱体体部部分分尺尺寸寸；对对于于落落料料件件，决决定定与与孔孔类类零零件件配配合合性性质质的的是是它它的的最最大大尺尺寸寸，也也是是它它的的光光亮亮柱柱体体部部分分尺尺寸寸。于于是是，可可以以得出如下重要的关系式得出如下重要的关系式:w 落料尺寸落料尺寸=凹模尺寸凹模尺寸w 冲孔尺寸冲孔尺寸=凸模尺寸凸模尺寸202122213 冲裁件的质量分析冲裁件的质量分析w1 1尺寸精度；尺寸精度；w2 2断面质量；断面质量；w3毛刺毛刺。231尺寸精度尺寸精度w 冲裁件的尺寸精度影响因素：冲裁件的尺寸精度

9、影响因素：w（1 1）冲模的制造精度；）冲模的制造精度；w（2 2）材料性质；）材料性质；w（3 3）冲裁间隙；）冲裁间隙；w（4 4）冲裁件的形状。）冲裁件的形状。24（1 1）冲模的制造精度）冲模的制造精度w 冲冲模模的的制制造造精精度度对对冲冲裁裁件件的的尺尺寸寸精精度度有有直直接接影影响响。冲冲模模的的精精度度愈愈高高，冲冲裁裁件件的的精度亦愈高。精度亦愈高。25（2 2）材料性质）材料性质w 对对于于比比较较软软的的材材料料，弹弹性性变变形形量量较较小小，冲冲裁裁后后的的回回弹弹值值也也少少，因因而而零零件件精精度度较较高高。而而硬硬的的材材料料，情情况况正正好好与与此此相相反，零件

10、精度较低反，零件精度较低。26（3 3）冲裁间隙）冲裁间隙w 如如间间隙隙过过大大，对对于于落落料料件件，其其尺尺寸寸将将会会小小于于凹凹模模尺尺寸寸，对对于于冲冲孔孔件件，其其尺尺寸寸将将会大于凸模尺寸。会大于凸模尺寸。w 27（3 3）冲裁间隙）冲裁间隙w如间隙过小，对于落如间隙过小，对于落料件，其尺寸将会大料件，其尺寸将会大于凹模尺寸，对于冲于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会小孔件，其尺寸将会小于凸模尺寸。于凸模尺寸。28（4 4）冲裁件的形状）冲裁件的形状w冲裁件的形状越简单其精度越高。冲裁件的形状越简单其精度越高。292 2断面质量断面质量w 对对于于断断面面质质量量，起起决决定定作

11、作用用的的是是冲冲裁间隙。裁间隙。w 在在具具有有合合理理间间隙隙的的冲冲裁裁条条件件下下裂裂纹纹重重合合。所所得得冲冲裁裁件件断断面面有有一一个个微微小小的的塌塌角角，并并有有正正常常的的既既光光亮亮又又与与板板平平面面垂垂直直的的光光亮亮带带，其其断断裂裂带带虽虽然然粗粗糙糙但但比比较较平平坦坦，虽虽有有斜斜度度但但并并不不大大，所所产产生生的的毛毛刺刺也是不明显的。也是不明显的。30 2 2断面质量断面质量31 2 2断面质量断面质量w 当间隙过大或过小时，当间隙过大或过小时，就会使上、下裂纹不能重合。就会使上、下裂纹不能重合。w（1 1）间隙过大：）间隙过大：w 使凸模产生的裂纹相使凸

12、模产生的裂纹相对于凹模产生的裂纹向里移对于凹模产生的裂纹向里移动一个距离。板料受拉伸、动一个距离。板料受拉伸、弯曲的作用加大，使剪切断弯曲的作用加大，使剪切断面塌角加大，光亮带的高度面塌角加大，光亮带的高度缩短，断裂带的高度增加，缩短，断裂带的高度增加，锥度也加大，有明显的拉断锥度也加大，有明显的拉断毛刺，冲裁件平面可能产生毛刺，冲裁件平面可能产生穹弯现象。穹弯现象。32 2 2断面质量断面质量w（2 2）间隙过小：）间隙过小：w 会使凸模产生的裂纹会使凸模产生的裂纹向外移动一个距离。上、下向外移动一个距离。上、下裂纹不重合，产生第二次剪裂纹不重合，产生第二次剪切，由凸模和凹模刃口所产切，由凸

13、模和凹模刃口所产生的裂从而在剪切面上形成生的裂从而在剪切面上形成了略带倒锥的第二个光亮带。了略带倒锥的第二个光亮带。在第二个光亮带下面存在着在第二个光亮带下面存在着潜伏的裂纹。由于间隙过小，潜伏的裂纹。由于间隙过小，板料与模具的挤压作用加大，板料与模具的挤压作用加大，在最后被分离时，冲裁件上在最后被分离时，冲裁件上有较尖锐的挤出毛刺。有较尖锐的挤出毛刺。333毛刺毛刺w 冲裁过程的分析可知，冲裁件产生微小的冲裁过程的分析可知，冲裁件产生微小的毛刺是不可避免的。若产品要求不允许存在毛刺是不可避免的。若产品要求不允许存在微小毛刺，则在冲裁后应增加去除毛刺的辅微小毛刺，则在冲裁后应增加去除毛刺的辅助

14、工序。正常冲裁中允许的毛刺高度见表助工序。正常冲裁中允许的毛刺高度见表2.2。34产生毛刺的原因：产生毛刺的原因：w1 1。冲裁间隙不合理。冲裁间隙不合理。w（1 1）间隙过大，会产生明显的拉断毛刺；）间隙过大，会产生明显的拉断毛刺；（2 2）间隙过小，会产生尖锐的挤出毛刺。）间隙过小，会产生尖锐的挤出毛刺。35产生毛刺的原因：产生毛刺的原因：w2 2。凸模或凹模磨钝后，其刃口处形成圆角。凸模或凹模磨钝后，其刃口处形成圆角w 当凸模和凹模刃口带有圆角后，冲裁时当凸模和凹模刃口带有圆角后，冲裁时材料中就减少了应力集中现象而增大了变形材料中就减少了应力集中现象而增大了变形区域，产生的裂纹偏离刃口，

15、凸模和凹模间区域，产生的裂纹偏离刃口，凸模和凹模间金属在剪切断裂前有很大的拉伸，这就使冲金属在剪切断裂前有很大的拉伸，这就使冲裁断面上产生了明显的毛刺。裁断面上产生了明显的毛刺。36冲裁件的质量分析总结：冲裁件的质量分析总结：w 综上所述用普通冲裁方法所能得到的冲综上所述用普通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高。金裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高。金属冲裁件所能达到的经济精度为属冲裁件所能达到的经济精度为ITl4 ITl0级，要求高的可达到级，要求高的可达到ITl0 IT8级。厚料比薄级。厚料比薄料更差。料更差。w 若要进一步提高冲裁件的质量，则要在若要进一步提高冲裁件的质量，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。37