第2章-沖裁工藝

1、第 2 章 沖 裁 工 藝12.1 沖裁工藝分析2.2 沖裁模間隙2.3 凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算2.4 沖裁工藝力及壓力中心2.5 沖裁件的排樣2.6 沖裁件的工藝性2.7 精密沖裁第第2 2章章 沖裁工藝沖裁工藝工藝?yán)碚摴に嚴(yán)碚?工藝參數(shù)工藝參數(shù) 工藝計(jì)算工藝計(jì)算 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)第 2 章 沖 裁 工 藝2第第2 2章章 沖裁工藝沖裁工藝u廣義上講，沖裁是分離工序的總稱，包括落料沖孔切斷、修邊、剖切切舌、沖缺口等工序。u但一般來(lái)說(shuō)，沖裁主要指落料和沖孔。u根據(jù)變形機(jī)理不同沖裁分為：普通沖裁、精密沖裁、微沖裁落料 沖孔第 2 章 沖 裁 工 藝3沖裁件沖裁件電機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)定子沖片第 2 章

2、沖 裁 工 藝4沖裁件沖裁件第 2 章 沖 裁 工 藝5沖裁件沖裁件錄音機(jī)機(jī)芯自停桿第 2 章 沖 裁 工 藝61、沖裁時(shí)的力態(tài)分析、沖裁時(shí)的力態(tài)分析u普通沖裁示意圖u模具工作部分有兩個(gè)基本特征：凸、凹模有鋒利刃口凸、凹模有間隙C - 單面間隙Z - 雙面間隙2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析u沖裁板料受力圖第 2 章 沖 裁 工 藝72.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析u變形區(qū)位置u變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)第 2 章 沖 裁 工 藝82、沖裁變形過(guò)程、沖裁變形過(guò)程1）彈性變形階段2）塑性變形階段3）斷裂分離階段2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝93、沖裁分離機(jī)理、沖裁分離機(jī)理上述分

3、離機(jī)理稱作“二向裂紋擴(kuò)展相迎分離機(jī)理”，要實(shí)現(xiàn)這種分離，需要三個(gè)條件：“二向裂紋擴(kuò)展相迎分離機(jī)理二向裂紋擴(kuò)展相迎分離機(jī)理”是確定沖裁工藝參數(shù)，設(shè)是確定沖裁工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)、制造模具的依據(jù)。計(jì)、制造模具的依據(jù)。1）合理間隙2）刃口鋒利3）刃口有一定硬度2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝102.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析4、沖裁件斷面特征、沖裁件斷面特征1）塌角2）光亮帶3）斷裂帶4）毛刺第 2 章 沖 裁 工 藝112.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析4、沖裁件斷面特征、沖裁件斷面特征落料件尺寸落料件尺寸 = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸沖孔件尺寸沖孔件尺寸 = 凸模刃口尺寸凸模

4、刃口尺寸第 2 章 沖 裁 工 藝125、影響斷面質(zhì)量的因素、影響斷面質(zhì)量的因素1）材料性能：）材料性能： 材料塑性好光亮帶，斷裂帶，斷面質(zhì)量好2）模具間隙：）模具間隙：3）刃口狀態(tài)：）刃口狀態(tài)：C光亮帶，斷裂帶，塌角帶，毛刺，斷面質(zhì)量好刃口鋒利毛刺，零件質(zhì)量好2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝131、間隙對(duì)沖裁工藝的影響、間隙對(duì)沖裁工藝的影響u尺寸精度C擠壓變形，彈復(fù)后落料件變大，沖孔件變小C拉伸變形，彈復(fù)后落料件變小，沖孔件變大C合適，制件尺寸刃口尺寸u制件表面平整度C制件穹彎，制件表面平整度差u斷面質(zhì)量C塌角,光亮帶,斷裂帶,毛刺,斷面質(zhì)量好。 1）間隙對(duì)沖裁件質(zhì)

5、量的影響2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙C - 單面間隙 Z - 雙面間隙第 2 章 沖 裁 工 藝14間隙對(duì)制件斷面質(zhì)量的影響間隙對(duì)制件斷面質(zhì)量的影響第 2 章 沖 裁 工 藝152）間隙對(duì)沖裁力的影響uC沖裁力F，但影響不大。uC對(duì)卸料力推件力頂件力影響較大， C F卸 、F推、 F頂 。 當(dāng)C=1520時(shí)， F卸 、F推、 F頂 近似等于02.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝16模具壽命： 1）兩次刃磨間壽命 2）總壽命 3）間隙對(duì)模具壽命的影響uC 壽命uC 壽命2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙模具的失效形式：磨損、凹模刃口漲裂、崩刃、變形等。間隙C主要影響模具的磨損、刃口漲

6、裂。第 2 章 沖 裁 工 藝172、間隙值的確定、間隙值的確定2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙1）間隙值的理論確定法C = ( t - h0 ) tg = t( 1 - h0/t) tg理論公式使用不便第 2 章 沖 裁 工 藝182、間隙值的確定、間隙值的確定3）合理間隙）合理間隙合理間隙不是一個(gè)值，而是一個(gè)范圍CminCmax，Cmin用以設(shè)計(jì)制造模具，Cmax用以控制模具壽命。2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙2）間隙值確定的原則）間隙值確定的原則根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量要求、尺寸精度、模具壽命等因素確定，在保證滿足沖裁件質(zhì)量要求的前提下，取較大間隙，以提高模具壽命。第 2 章 沖 裁 工 藝194）

7、C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙 選用金屬板料沖裁間隙時(shí)，應(yīng)針對(duì)沖裁件技術(shù)要求、使用特點(diǎn)和特定的生產(chǎn)條件等因素，首先確定擬采用的間隙類別，然后相應(yīng)選取該類間隙值。 模具設(shè)計(jì)的間隙，應(yīng)取間隙值中的最小值模具設(shè)計(jì)的間隙，應(yīng)取間隙值中的最小值第 2 章 沖 裁 工 藝204）C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝214）C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝221、現(xiàn)象、現(xiàn)象u

8、落下的料和沖出的孔都帶錐度，由于光亮帶光滑垂直，故以光亮帶處作為制件尺寸測(cè)量的基準(zhǔn)。因此：u沖裁時(shí)模具磨損，凸模越磨越小，凹模越磨越大，因此：落料件尺寸等于（或接近于）凹模刃口尺寸。沖孔件尺寸等于（或接近于）凸模刃口尺寸。沖出的孔尺寸越來(lái)越小落料尺寸越來(lái)越大2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算第 2 章 沖 裁 工 藝232、尺寸計(jì)算原則、尺寸計(jì)算原則4）取min。5）模具刃口制造公差的選取，要考慮制件精度；按“最大實(shí)體原則”標(biāo)注單向公差。1）落料時(shí)，選凹模作基準(zhǔn)，首先設(shè)計(jì)凹模刃口尺寸，間隙通過(guò)減小凸模刃口尺寸得到。3）取磨損后尺寸增大的基準(zhǔn)模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸；取

9、磨損后尺寸減小的基準(zhǔn)模刃口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸。磨損前后尺寸不變的刃口尺寸，取其等于工件尺寸的中間值，并標(biāo)注對(duì)稱偏差。2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算2）沖孔時(shí)，選凸模作基準(zhǔn)，首先設(shè)計(jì)凸模刃口尺寸，間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸得到。第 2 章 沖 裁 工 藝243、沖裁凸、凹模加工方法、沖裁凸、凹模加工方法2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算刃口尺寸計(jì)算方法與模具加工方法有關(guān)：分別加工法、配合加工法分別加工法、配合加工法第 2 章 沖 裁 工 藝254、凸、凹模分別加工的刃口尺寸計(jì)算、凸、凹模分別加工的刃口尺寸計(jì)算1）落料）落料dxDDd0max)(0min)(p

10、ZDDdp2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算第 2 章 沖 裁 工 藝262）沖孔）沖孔3）孔心距）孔心距8)2(2minLLLdmidd0min)(pxddpdZddpd0min)(2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算第 2 章 沖 裁 工 藝274）系數(shù)）系數(shù) x（公差帶偏移系數(shù)、磨損系數(shù)）（公差帶偏移系數(shù)、磨損系數(shù)）2.3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁模刃口尺寸計(jì)算材料材料厚度厚度t/mm非圓形工件非圓形工件x值值圓形工件圓形工件x值值10.750.50.750.5工工 件件 公公 差差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.

11、420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.25t的圓角過(guò)渡，從而減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁模尖角處的崩刃和過(guò)快磨損。通過(guò)改變沖裁件的形狀提高材料利用率2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝743）應(yīng)避免沖裁件上有過(guò)長(zhǎng)的懸臂和狹槽。對(duì)于軟鋼、黃銅等材料，其寬度b1.5t，高碳鋼或合金鋼等硬材料b2t，板料厚度小于1mm時(shí)按1mm考慮。懸臂和凹槽的長(zhǎng)度最大為5b，如圖所示。4）沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小。2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝755）為避免工件變形，沖裁件的孔邊距b1

12、、孔間距b2不能過(guò)小， 一般取b11.5t， b22t6）在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，孔邊與直壁之間應(yīng)保持一定距離，LR+0.5t，以免沖孔時(shí)凸模受水平推力而折斷，如圖所示。2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝762.7 精密沖裁精密沖裁普通沖裁所得制件精度較低，切斷面粗糙度Ra12.5m6.3m，有錐度。當(dāng)制件質(zhì)量要求高時(shí)，可采用精沖，精沖件尺寸精度可達(dá)IT6IT9，切斷面粗糙度可達(dá)Ra0.2m0.32m，一般為Ra6.3m2.5m。半精沖的精度介于普通沖裁與精沖之間。普通沖裁后的整修工藝，也可大幅度提高沖裁件尺寸精度和斷面質(zhì)量。第 2 章 沖 裁 工 藝772.7.

13、1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）1、工藝原理與特點(diǎn)、工藝原理與特點(diǎn)在沖裁過(guò)程中使毛坯變形區(qū)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)三向壓應(yīng)力狀態(tài)，增加變形區(qū)的靜靜水壓水壓效應(yīng)，抑制材料的斷裂，使其在不出現(xiàn)裂紋的條件下以塑性變形的以塑性變形的方式實(shí)現(xiàn)材料的分離方式實(shí)現(xiàn)材料的分離，從而獲得斷面質(zhì)量好，尺寸精度高的精密零件。 工藝措施：1）V形齒圈壓板齒圈壓板2）凹模（或凸模）刃口小圓角刃口小圓角3）很小小的間隙間隙，一般Z1%t4）反反向頂桿頂桿5）潤(rùn)滑潤(rùn)滑第 2 章 沖 裁 工 藝782.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）1、工藝原理與特點(diǎn)、工藝原理與特點(diǎn)齒圈壓板精沖普通沖裁第 2 章 沖

14、裁 工 藝79精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝80精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝81精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝822、工藝過(guò)程、工藝過(guò)程a：模具開啟，送料；b：模具閉合，齒圈壓板和反壓 板壓緊材料；c：沖裁d：沖裁結(jié)束e：壓力釋放，模具開啟；f：卸料，頂件；齒圈壓板提供卸 料力，頂桿提供頂件力；g：頂出工件； h：吹卸或清除精沖件和內(nèi)孔廢 料，一次精沖結(jié)束；i：材料送進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)精沖 2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝833、精沖力的計(jì)算、精沖力的計(jì)算F F b b1）沖裁力：F FY Y （0.30.30.60.6）F

15、F2）壓料力：F FF F AP AP (P=20(P=2070MPa)70MPa)3）反壓力：F Fz z F F +F+FY Y + + F FF F4）總壓力：2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝844、精沖模的設(shè)計(jì)、精沖模的設(shè)計(jì)1）凸、凹模間隙： Z（0.5% 1%）t2）刃口尺寸dDDd0max)75. 0( 落料時(shí)：其中，p 、d 取/4或外形按IT5、內(nèi)形按IT6制造 。，配作凸模0min)75. 0(ppdd 沖孔時(shí)：，配作凹模8LLmidd 孔心距：2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝853）

16、凸、凹模刃口圓角：4）齒圈壓板落料時(shí)，凹模帶圓角，R0.01 0.03沖孔時(shí)，凸模帶圓角，R0.01 以下2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝86專用的三動(dòng)精沖壓力機(jī)普通壓力機(jī)，需配備液壓模架5、精沖設(shè)備、精沖設(shè)備2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝875 5、精沖的經(jīng)濟(jì)效益、精沖的經(jīng)濟(jì)效益2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝885 5、精沖的經(jīng)濟(jì)效益、精沖的經(jīng)濟(jì)效益精沖的汽車零件控制凸輪：原工藝：毛坯鑄造清理車外圓拉削鍵槽銑削凸輪外廓去毛刺新工藝：板料毛坯精沖（落料沖

17、孔復(fù)合）去毛刺接合器盤：原工藝：普通沖裁（落料沖孔）校平拉削內(nèi)齒形去毛刺滾齒（外齒形）去毛刺新工藝：板料毛坯精沖（落料沖孔復(fù)合）去毛刺2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝891 1、小間隙圓角刃口沖裁（光潔沖裁）、小間隙圓角刃口沖裁（光潔沖裁）Z0.010.02mmR=1020制件精度 IT8IT11切斷面 Ra0.41.6m2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝902 2、負(fù)間隙沖裁、負(fù)間隙沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝制件精度 IT8IT11切斷面 Ra0.40.8m第 2 章 沖 裁 工 藝913 3、上、下沖裁、上、下

18、沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝924 4、對(duì)向凹模沖裁、對(duì)向凹模沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝932.7.3 整修整修整修是以普通沖裁件為毛坯，在通用壓力機(jī)上利用整修模具沿毛坯外緣或內(nèi)孔切去一層薄薄的切屑，消除斷面上的塌角、斷裂帶、毛刺，獲得高質(zhì)量制件，其加工機(jī)理與沖裁完全不同，而與切削加工類似。效果：制件精度 IT6IT7切斷面 Ra0.40.8m第 2 章 沖 裁 工 藝942.7.3 整修整修1 1、外緣整修、外緣整修第 2 章 沖 裁 工 藝952.7.3 整修整修2 2、內(nèi)孔整修、內(nèi)孔整修第 2 章 沖 裁 工 藝962.7.3 整修整修3 3、擠光整修、擠光整修第 2 章 沖 裁 工 藝97本章掌握本章掌握普通沖裁變形過(guò)程及分離機(jī)理，普通沖裁件斷面特征。精密沖裁工藝原理及工藝措施，精密沖裁件斷面特征。影響沖裁件斷面質(zhì)量的主要因素及影響規(guī)律。間隙對(duì)沖裁工藝的影響？沖裁間隙的選用原則？選用方法？沖裁