塑性加工工艺学教学课件崔令江韩飞第七章.ppt

第七章 板材冲裁 第一节 冲裁过程 第二节 冲裁模间隙 第三节 冲裁工艺力的计算 第四节 冲裁模 第五节 精密冲裁 第一节 冲裁过程 一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态 1.冲裁变形过程 如图 间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个 阶段： 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、凹模有压缩等变形。 3）断裂分离阶段： 变形区内部材料应力大于强度极限。 2.剪切区的应力状态 图7-1 二、冲裁件断面分析 1.塌角(圆角带)—刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。 2.光面（光亮带） —塑性剪切变形面（也称剪切变面） 质量最好的区域。通常有(1/2~1/3)t。 3.（毛面）（断裂带） —裂纹形成及扩展。 4.毛刺区—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。 它们的比例是随板料的物理力学性能、厚度、刃口锋利 程度、模具结构等的变化而变化。 第二节 冲裁模间隙 图7-2 Z＝D凹－d凸=2C适中间隙为：（4～25）t％ 冲裁模间隙值（ 如图7-2）对冲裁件的质 量、 模具寿命有很大的影响；对冲裁力也 有一些影响。间隙是一个非常重要的参数。 一、间隙对冲裁件质量的影响 1.间隙对断面质量的影响 在间隙适中的情况下，间隙越小，间隙 的均匀程度越高冲裁件断面质量越好。 间隙增加，毛刺高度会增加， 但间隙过小会使毛刺高度也和增加。 料厚 生产时 试模时 0.3 ≤ 0.05 ≤ 0.015 0.5～1 ≤ 0.1 ≤ 0.03 1.5～2 ≤ 0.15 ≤ 0.05 2.间隙对尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指：冲裁件的实际尺寸与图纸 上基本尺寸之差。该差值包括两方面的偏差： 其一，模具本身的制造偏差。 模具刃口制造精度 板 料 厚 度 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 IT6~IT7 8 8 9 10 10 － － － － － － － IT7~IT8 － 9 10 10 12 12 12 － － － － － IT9 － － － 12 12 12 12 12 14 14 14 14 模具制造精度与冲裁件尺寸精度的关系 其二，冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差； 影响的主要因素有： 冲裁间隙 、板材的性能、冲模制造精度等等。 在间隙适中的情况下，间隙偏小，弹性变形对冲裁件 的尺寸影响校小，有利于提高冲裁件的尺寸精度（其他 因素主要是通过弹性变形量来影响冲裁件的尺寸精度） 。 3.冲裁件形状误差及其影响因素 冲裁件的形状误差是指：冲裁件的实际形状与图纸上理 想形状之差。主要包括冲裁件的翘曲、扭曲、变形等缺陷。 影响因素：材料性能、间隙及均匀程度、冲裁工作条件。 二、间隙对冲裁力的影响 间隙对冲裁力影响不太 大，当间隙适中时，间隙对 冲裁力的影响在10％以内。 但间隙对卸料力、推件力影 响较大，随着间隙的增加， 这些力越来越小，最后为零。 结论：随着间隙的增加，冲压力 越来越小。 图7-3 三、间隙对模具寿命的影响 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。 模具失效的原因一般有： 磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。 小间隙将使磨损增加，甚至使 模具与材料之间产生粘结现象，并 引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、 凸凹模相互啃刃等异常损坏。 所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提 下适当采用较大的间隙值是十分必要的。 在间隙适中的情况下，间隙越大，模具寿命越高。 四、冲裁模间隙值的确定 1. 间隙值（ Z=D凹－D凸=2C）确定原则 1）在间隙适中的情况下，间隙越大，模具寿命越高； 2）在间隙适中的情况下，间隙越小，冲裁件质量越高； 3）在间隙适中的情况下，间隙越大，冲裁力越小。 4）修磨后随着冲裁次数增多，模具磨损增加，冲裁间 隙也随之增加。 间隙取值原则：在保证冲裁件质量的前提下，使模具寿 命最长。合理间隙是一个范围值，它与工件质量、工件形 状、板厚、工件材料、凹模孔口形状有关；设计模