冲压工艺与模具设计 第2版 教学课件 李名望 第2章.ppt

第2章 冲裁工艺与模具设计 2.1 冲裁加工概述 冲裁是利用装在压力机上的模具，使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的冲压工序，包括落料、冲孔、切断、切口、切边、剖切等。其中落料和冲孔是最常见的工序。落料是从板料上冲下所需形状的工件（或毛坯），冲孔是在工件上冲出所需形状的孔。 2.2 冲裁变形特点 2.2.1 冲裁变形过程 弹性变形阶段 塑性变形阶段 剪裂分离阶段 2.2.2 冲裁变形区的应力状态 2.2.3 冲裁件断面特征 2.2.4 冲裁件质量分析 冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。断面状况尽可能垂直、光洁、毛刺小。尺寸精度应保证在图纸规定的公差范围内。零件外形应满足图纸要求，表面尽可能平直、穹弯小。 影响零件质量的因素有：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形式等。 1. 冲裁件断面质量的影响因素 材料性能的影响 模具间隙的影响 模具刃口状态的影响 2. 冲裁件的毛刺及其影响因素 3. 冲裁件的尺寸精度及其影响因素 模具的制造精度 材料性质 冲裁间隙 冲裁件的形状 2.2.5 冲裁件的工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。 1. 冲裁件的结构工艺性 冲裁件的形状 冲裁件内形及外形的转角 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽 冲裁件的孔边距与孔间距 在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离 冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小 2. 冲裁件的精度 冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度，而经济级是指模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度，即所谓经济精度。为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲裁件使用要求的前提下，应尽可能采用经济精度。 冲裁件的经济精度一般不高于ITll级，最高可达IT8～10级，冲孔比落料的精度约高一级。一般要求落料件公差等级最好低于ITl0级，冲孔件最好低于IT9级。  2.3 冲裁工艺计算 冲裁间隙 冲裁凸模、凹模刃口尺寸计算 凸模与凹模分别加工 ① 可行性判断 2．凸模与凹模配合加工 凸模与凹模配合加工时，凸模或凹模尺寸计算步骤 ① 在尺寸计算之前，应确定基准件，落料时凹模为基准件，冲孔时凸模为基准件。 ② 对基准件上的尺寸分类，并选用适当公式逐个进行尺寸计算。最后将计算的尺寸及上下偏差标注在基准件的零件图上。 ③ 与基准件相配的非基准件不要进行尺寸计算，只需将基准件的基本尺寸作为非基准件的基本尺寸，标注在非基准件的零件图上，不要标注偏差。但在技术条件中应注明：“按基准件的实际尺寸配作，保证间隙值在Zmin～Zmax”即可。 2.3.3 冲裁件的排样 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。 搭边的作用 搭边的数值 4. 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应在其右上角画出工件图及排样图。在排样图上应标注条料宽度及其公差、送料步距及搭边值。 采用斜排方法排样时，还应注明倾斜角度的大小。必要时，还可用双点划线画出条料在送料时定位元件（如挡料销等）的位置。对有纤维方向要求的排样图，则应用箭头标出条料的纤维方向。 排样时应注意的事项 公差要求较严的零件，排样时工步不宜太多，否则积累误差大，零件公差要求不易保证； 对孔壁较小的冲裁件，其孔可以分步冲出，以保证凹模孔壁的强度； 零件孔距公差要求较严时，应尽量在同一工步冲出或在相邻工步冲出； 当凹模壁厚太小时，应增设空工步，以提高凹模孔壁的强度； 尽量避免复杂型孔，对复杂外形零件的冲裁，可分步冲出，以减小模具制造难度； 零件小而批量大时，应尽可能采用多工位级进模成形的排样法； 零件较大的大量生产中，为了缩短模具的长度，可采用连续-复合成形的排样法； 对于要求较高或工步较多的冲件，为了减小定位误差，排样时可在条料两侧设置工艺定位孔，用导正销定位。 在级进模的连续成形排样中，如有切口翘脚、起伏成形、翻边等工步时，一般应安排在落料前完成； 当材料塑性较差时，在有弯曲工步的连续成形排样中，必须使弯曲线与材料的轧制方向成一定角度。 2.3.4 冲裁力计算 3. 卸料力、推件力和顶件力的计算  4. 压