1、1,上 课 ！,2,第二章 冷冲压变形基础,第二节 冷冲压材料及其冲压成形性能,复习：,1、冲压成形性能主要包括那些内容？ 2、冲压成形过程中板料失效主要表现是什么？ 3、材料基本力学性能指标与冲压成形性能的关系。 4、成形极限图的物理意义是什么（怎么使用）？ 5、板料在图样上怎样表示？,3,4,第三章 冲 裁,1. 掌握冲裁模刃口尺寸计算方法和排样设计； 2. 掌握冲裁工艺性分析、工艺设计和工艺计算； 3. 掌握冲裁模典型结构的特点和模具主要零部件的设计； 4. 熟悉冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤； 5. 了解冲裁变形规律和冲裁件质量的影响因素； 6. 了解冲压模具标准。,从冲裁变形过程人
2、手，阐述冲裁件的工艺性、冲裁工艺设计和冲裁模具设计。,学习要求：,5,第三章 冲 裁,第一节 冲裁概述 第二节 冲裁过程的分析 第三节 冲裁模的间隙,6,第三章 冲 裁,第一节 冲裁概述,是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。冲裁是分离工序的总称，包括落料、冲孔、切断、修边、切舌等多种工序。,冲裁：,冲裁模：,冲裁分类：,冲裁应用：,冲裁特点：,7,第二节 冲裁过程的分析,第三章 冲 裁,1、冲裁变形过程,弹性变形阶段：,塑性变形阶段：,断裂分离阶段：,2、剪切区的应力状态,一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态,8,2、剪切区的应力状态,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析
3、,1）冲裁时作用于材料上的力,2）冲裁时板料的变形区,板料的塑性变形区-纺锤形区域,越大,3）冲裁时板料的应力状态,9,3）冲裁时板料的应力状态,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,2、剪切区的应力状态,E点(断裂区中部)：沿径向为拉应力， 垂直于板平面方向为压应力 3。,10,二、冲裁件质量,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,断面状况：尽可能垂直、光洁、毛刺小。 尺寸精度：应该保证在图纸规定的公差范围之内。 零件外形：应该满足图纸要求； 表面： 尽可能平直，即拱弯小。,冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。,材料性能、 间隙大小及均匀性、 刃口锋利程度、 模具精度以及模具结构
4、形式等。,影响零件质量的因素有：,11,1、冲裁件的断面,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,该区域发生在塑性变形阶段。光面是理想的冲裁断面，冲裁件的尺寸精度就是以光面处的尺寸来衡量的,a-塌角:,刃口附近材料杯牵连入拉入变形，形成塌角。,b-光面：,形成是由于在塑性变形阶段后期 。刃口附近的侧面上材料出现微裂纹，当凸模继续下行时，裂纹断裂形成毛刺并在拉应力作用下变长。,c-毛面：,该区域是在断裂阶段形成 。是由刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面其断面粗糙，具且带有斜度。,d-毛刺：,12,影响断面质量的因素,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,材料塑性好，冲裁
5、时裂纹出现得较迟，材料被剪切的深度较大，所得断面光亮带所占的比例就大，圆角也大。而塑性差的材料，容易拉断，材料被剪切不久就出现裂纹，使断面光亮带所占的比例小，圆角小，大部分是粗糙的断裂面。,)模具间隙：,模具刃口状态对冲裁过程中的应力状态及制件的断面质量有较大影响。当刃口磨损成圆角时，挤压作用增大，制件塌角带和光亮带增大。同时，材料中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，凸、凹模间金属在剪裂前有很大的拉伸，这就使冲裁断面上产生明显的毛刺。,)材料性能：,)模具刃口状态：,13,2、冲裁件尺寸精度及影响因素,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本
6、尺寸之差。,差值包括两方面的偏差：一、模具本身的制造偏差；二、冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。,影响因素：,14,3、冲裁件形状误差及其影响因素,第三章 冲 裁,第二节 冲裁过程的分析,冲裁件呈曲面不平现象。 它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲 。,冲裁件呈扭歪现象称。 它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。,是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生。,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。金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14IT10，要求高的可达到I
7、T10IT8级。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。,翘曲：,扭曲：,变形：,15,小节：,第一节 冲裁概述,冲裁、冲裁模、冲裁分类、冲裁应用、冲裁特点,第二节 冲裁过程的分析,1、冲裁变形过程,2、剪切区的应力状态,一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态,二、冲裁件质量,1、冲裁件的断面及其影响因素,3、冲裁件形状误差及其影响因素,2、冲裁件尺寸精度及影响因素,16,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,一、冲裁间隙Z的概念：,指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值：,冲裁 凸 模和凹模间的间隙，不仅对冲裁件的断面质量有极其
8、重要的影响。此外，冲裁 间隙还影响着模具寿命、卸料力、 推件力 、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数,Z DA dT,单面间隙、双面间隙,17,二、间隙对冲裁件质量的影响,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,1、影响断面质量,冲裁件的端面质量主要指塌角的大小、光面占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺的大小等。,凸、凹间隙合适时:,光面占板厚的1/2到1/3，塌角、毛刺、斜度都小。,2、影响尺寸精度,18,2、影响尺寸精度,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,二、间隙对冲裁件质量的影响,指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。,差值包括两方
9、面的偏差：一、模具本身的制造偏差；二、冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。,间隙较大时：,材料受拉伸作用增大 弹性回复 落料件尺寸小于凹模尺寸， 冲孔件尺寸大于凸模尺寸,间隙较小时：,？,材料受压缩作用增大 落料件尺寸大于凹模尺寸， 冲孔件尺寸小于凸模尺寸,19,三、间隙对冲裁力、斜料力、推件力的影响,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,四、间隙对模具寿命的影响,20,五、冲裁模间隙值的确定,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,1、间隙值的确定原则,最大合理间隙值、最小合理间隙值,合理间隙值,满足冲裁件断面质量最佳，尺寸精度最高，翘曲变形最小，冲模寿命最长，冲裁力、卸料力、推件力最小等各方面
10、的要求。,不可能,在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个因素给间隙规定一个范围值。,设计和制造时应考虑到凸、凹模在使用中会因磨损而使间隙增大，故应按最小合理间隙值确定模具间隙。,21,2、冲裁模间隙值的确定,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,1）理论确定法,2）查表确定法,根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算：,22,2）查表确定法,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,2、冲裁模间隙值的确定,3）经验法,23,3）冲裁模间隙值的类型,第三节 冲裁模的间隙,第三章 冲 裁,I类： 小间隙，尺寸精度、断面质量高，模具寿命短 II类： 中等间隙，尺寸精度
11、、断面质量一般， III类：大间隙，尺寸精度、断面质量不高，模具寿命长,4）冲裁模间隙值确定时应考虑的因素,（1）同等条件下，冲孔间隙比落料间隙 （2）冲小孔时（孔径小于料厚），间隙应取 （3）高速冲压时，（v200次/min）间隙应取 （4）加热冲裁时，间隙应取 （5）冲裁需攻丝的孔，间隙应取等等,大些,大些,小些,小些,小些,24,小结：,第三节 冲裁模的间隙,一、冲裁间隙Z的概念：,二、间隙对冲裁件质量的影响,五、冲裁模间隙值的确定,三、间隙对冲裁力、斜料力、推件力的影响,四、间隙对模具寿命的影响,25,思考题：,1、普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？影响断面质量的因素有那些？ 2、什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁有哪些影响？ 3、怎么确定冲裁间隙？,26,下 课 ！,
