冲裁工艺与模具设计（2-2.3）.ppt

1、第二章 冲裁工艺与模具设计复习上次课内容1.冲裁的概念？2.冲裁变形过程分为哪三个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？3.冲裁件质量包括哪些方面？冲裁件的断面分成哪四个特征区？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？4.影响冲裁件尺寸精度、形状误差的因素有哪些？5.冲裁变形过程6.冲裁件质量7.冲裁件断面质量 1第三节 冲裁模间隙第二章 冲裁工艺与模具设计一、间隙的重要性冲裁间隙Z：2第三节 冲裁模间隙第二章 冲裁工艺与模具设计一、间隙的重要性1.间隙对冲裁件质量的影响3 间隙合理：由凸凹模刃口沿最大剪应力方向产生的裂纹将互相重合。此时冲出的制件（或孔）断面虽有一定斜度，但比较平直、光洁，毛

2、刺很小，且所需冲裁力小。 间隙过小：由凹模刃口处产生的裂纹进入凸模下面的压应力区后停止发展。当凸模继续下压时，在上下裂纹中间将产生二次剪切，制件断面的中部留下撕裂面，而两头为光亮带，在端面出现挤长的毛刺。 间隙过大：材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，材料易被撕裂，且裂纹在离开刃口稍远的侧面上产生，致使制件光亮带减小，塌角（圆角）与断裂斜度都增大，毛刺大而厚，难以去除。4第三节 冲裁模间隙第二章 冲裁工艺与模具设计2.间隙对冲裁力的影响随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。3.间隙对尺寸精度的影响间隙较大时，

3、材料所数拉伸作用增大，冲裁完后因材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔直径大于凸模直径。 间隙较小时，由于材料受凸凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸增大，冲孔孔径变小。5第二章 冲裁工艺与模具设计第三节 冲裁模间隙第三节 冲裁模间隙一、间隙的重要性3.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命和模具总寿命模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损磨损、变形变形、崩刃崩刃、折断折断和涨裂涨裂。 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。 6第二章 冲裁工艺与模具设计刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现

4、象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种磨损叫附着磨损，是冲模磨损的主要形式。根据Holm法则，附着磨损时单位接触面上的磨损量 S=K（pl/3s） 为了提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用较小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减小磨损。7第三节 冲裁模间隙第二章 冲裁工艺与模具设计第三节 冲裁模间隙二、冲裁模间隙值的确定1.理论法确定法tan12tan200ththtZ8第二章 冲裁工艺与模具设计经验确定法也是根据材料和厚度确定的。即：Zmin=Kt.式中，Zmin为最小双边间隙值；K为与材料相关的系数；t为材料厚度（mm）。 我国过去采用的

5、间隙值是以尺寸精度为主要依据的，经使用表明一般偏小。根据近年来的研究与使用经验，间隙值按使用要求非类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的选用较小间隙，反之亦然。采用大间隙要注意：1）为了保证制件的平整，一定要有压料与顶件装置；2）为了防止凸模将废料带出凹模表面，应在凸模上开气孔或装弹性顶针。92.经验确定法二、冲裁模间隙值的确定第三节 冲裁模间隙第二章 冲裁工艺与模具设计10第二章 冲裁工艺与模具设计第三节 冲裁模间隙二、冲裁模间隙值的确定（3）查表法确定法）查表法确定法 综上所述，间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关，由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，及生产条件的差异，在实际

6、生产中很难有一种统一的间隙数值而应区别情况、分别对待，在保证冲裁件断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最高，通常采用较大间隙。第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定生产实践发现的规律：1冲裁件断面都带有锥度。 光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 第二章 冲裁工艺与模具设计重要性：2 一、凸、凹模刃口尺寸计算原则凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。 11一、凸、凹模刃口尺寸计算原则3）冲裁时，凸、凹模要与冲裁

7、零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈 大，结果使用间隙愈用愈大。 由此，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时， 需考虑下述原则：12第二章 冲裁工艺与模具设计第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。 根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸； 设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。 模具磨损预留量与工

8、件制造精度有关。 第二章 冲裁工艺与模具设计计算原则： 一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）13第二章 冲裁工艺与模具设计4冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。5选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 6工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。 第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定计算原则（续）： 一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）14第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定加工方法：1.分开加工第二章 冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 具有互换性、

9、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。 2.配合加工 Zmin易保证，无互换性、制造周期长。 15第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定1按凸模与凹模图样分别加工法（1）落料第二章 冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）AxDDA00min0minTTZxDZDDAT（2）冲孔0TxddTAAZxdZddTA0min0min（3）孔心距=L dL8116第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定1按凸模与凹模图样分别加工法（续） 为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即第二章 冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续） 凸、凹模的制造公差，可按级来选取，也可

10、查表选取，但需校核。或取 ATATminmaxZZTminmax4 . 0ZZAminmax6 . 0ZZ+ZminZmax，选取必须满足以下条件：17第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定2凸模与凹模配作法 配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。 第二章 冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）特点：AT的条件，并且还可放大基准件的制造公差，minmaxZZ使制造容易。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核18第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定2凸模与凹模配作法（续）（1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口

11、尺寸类型：磨损后变大，变小还是不变。（2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。第二章 冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（3）刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取。对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。19第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定 冲制图示零件，材料为Q235钢，料厚t=0.5mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。 第二章 冲裁工艺与模具设计三、例1解：由

12、图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。 外形和180.09由冲孔同时获得。查表 (材料、厚度)由落料获得，mm062. 036mm12. 0062mmZmmZ06. 004. 0maxmin，则mmmmZZ02. 0)04. 006. 0(minmax20第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定由公差表查得（形状、厚度和工件公差） ：第二章 冲裁工艺与模具设计为IT12级，取x = 0.75；设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则冲孔： 校核： 0.008 + 0.012 0.06 - 0.040.02 = 0.02（满足间隙公差条件）mm12. 0062mm062. 036为IT14级

13、，取x = 0.5；0008. 00008. 0009. 6)12. 075. 06(TxddTmmmmZddATA012. 00012. 000min13. 6)04. 009. 6(ATminmaxZZ21第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定孔距尺寸：第二章 冲裁工艺与模具设计三、例1（续）=L1/8=180.1250.09 = (180.011)mm校核：0.016 + 0.025 = 0.04 0.02（不能满足间隙公差条件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取： =0.40.02=0.008mm =0.60.02=0.012mm落料：dLmmmmxDDAA02

14、5. 00025. 00069.35)62. 05 . 036(mmmmZDDtAT0016. 00016. 00min65.35)04. 069.35(Tminmax4 . 0ZZAminmax6 . 0ZZ22第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定故：第二章 冲裁工艺与模具设计三、例1（续）mmDA012. 0069.35mmDT0008. 065.3523第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定如图2.4.3所示的落料件，其中第二章 冲裁工艺与模具设计三、例2d = 220.14mm板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 由表查得：解：该冲裁件属落料件，选凹模

15、为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。 mma042. 080mmb034. 040mmc034. 035mme012. 015mmZmmZ14. 010. 0maxmin，24第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定第二章 冲裁工艺与模具设计三、例2（续）落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸 由公差表查得： 尺寸80mm，选x = 0.5；尺寸15 mm，选x = 1；其余尺寸均选x = 0.75。 mmmma105. 0042. 0079.79)42. 05 . 080(41凹mmmmb085. 0034. 0075.39

16、)34. 075. 040(41凹mmmmc085. 0034. 0075.34)34. 075. 035(41凹25第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定第二章 冲裁工艺与模具设计三、例2（续）第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸 第二类尺寸：磨损后减小的尺寸mmmmd0070. 0028. 021.22)28. 075. 022(41凹mmmme015. 01512. 08115凹 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.21mm，15mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值mmZ10. 0min落料凹模、凸模的尺寸如图2.4.4。 26第四节 凸模与凹模刃口尺寸的确定作业布置：第二章 冲裁工艺与模具设计27落料凸、凹模尺寸 a) 落料凹模尺寸 b) 落料凸模尺寸 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计28