沖壓課件山科大23

1、山東科技大學(xué)山東科技大學(xué)沖壓工藝與模具設(shè)計沖壓工藝與模具設(shè)計 沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容1.凸、凹模刃口尺寸計算原則2.凸、凹模刃口尺寸的計算方法沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁本節(jié)內(nèi)容沖裁力的計算與降低沖裁力的方法沖裁力的計算與降低沖裁力的方法一、沖裁力的計算二、降低沖裁力的方法三、卸料力、推件力及頂件力的計算材料的經(jīng)濟(jì)利用材料的經(jīng)濟(jì)利用一、材料的合理利用二、排樣方法三、搭邊四、條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計算沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁2.4 沖裁力的計算與降低沖裁力的方法沖裁力的計算與降低沖

2、裁力的方法一、沖裁力的計算沖裁力沖裁力：沖裁過程中凸模對板料施加的壓力。計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓機、設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞邚姸?。壓機的噸位必須大于所計算的沖裁力。用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力P一般按下式計算：PKFKLt注： P沖裁力，N； F沖切斷面積，mm2 L沖裁周邊長度，mm； t材料厚度，mm；材料抗剪強度，Mpa；K安全系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，凸、凹模間隙的波動，材料機械性能的變化，材料厚度及偏差等因素，一般取K1.3沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁例：例：980370 已知：t=3mm;=685Mpa 孔沖裁力忽略，求沖裁力。P=1.3(98

3、02+3702) 3685=7213050 N721噸PKFKLt沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁二、降低沖裁力的方法 在沖裁高強度材料、厚料和大尺寸工件時，所需的沖裁力較大。若要用噸位較小的壓機沖裁，必須采取措施以降低沖裁力。1階梯凸模沖裁2斜刃沖裁 3加熱沖裁（紅沖） 在多凸模沖裁摸具中，為避免各凸摸沖裁力的最大值同時出現(xiàn)，可根據(jù)凸模尺寸的大小，做成不同高度，形成如圖所示的階梯布置，從而減少總的沖裁力。 特別是在幾個凸模直徑相差懸殊、彼此距離又很小的情況下，采用階梯形布置還能避免小直徑凸模由于承受材料流動的壓擠力而產(chǎn)生折斷或傾斜的現(xiàn)象。 為了保證凸模的剛度，尺寸小

4、的凸模要做短些。凸模間的高度差H取決于材料厚度。即： t3mm H=0.5t各層凸模的布置，要盡量對稱，使模具受力平衡。 這種摸具的缺點是長凸模插入凹模較深，容易磨損，修磨刃口也比較麻煩 在用平刃口模具沖裁時，整個刃口同時與沖裁件周邊接觸，同時切斷，所需沖裁力大。若采用斜刃模具沖裁，也就是將凸模(或凹模)刃口做成有一定傾斜角度的斜刃，這樣沖裁時刃口就不是同時切入，而是逐步切入材料，逐步切斷，這樣，所需的沖裁力可以減小并能減小沖擊、振動和噪聲，對于大型沖壓件，斜刃沖裁用得比較廣泛。斜刃形式有多種。 除上述兩種方法外，將材料加熱沖裁也是一種行之有效的降低沖裁力的方法，因為材料在加熱狀態(tài)下的抗剪強度

5、有明顯下降。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮，且因為要加熱，勞動條件差。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁 三、卸料力、推件力及頂件力的計算三、卸料力、推件力及頂件力的計算卸料力卸料力:從凸模上卸下箍著的料所需要的力。推件力推件力:將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力。頂件力頂件力:逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力。PK P卸卸PK nP推推PK P頂頂 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表2.6； n 同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù),n=h/t（h：凹模洞口的直刃壁高度； t：板料厚度。） P 沖裁力,N;DTXKKK、沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章

6、 沖裁沖裁2.5 材料的經(jīng)濟(jì)利用材料的經(jīng)濟(jì)利用一、材料的合理利用一、材料的合理利用沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁板料的裁剪方法板料的裁剪方法：沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁結(jié)構(gòu)廢料：結(jié)構(gòu)廢料：由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料。工藝廢料：工藝廢料：工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料等。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁減少工藝廢料減少工藝廢料的有力措施：設(shè)計合理的排樣方案；選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料）；利用廢料

7、作小零件（如表2.7中的混合排樣）等。利用結(jié)構(gòu)廢料利用結(jié)構(gòu)廢料的措施有： 當(dāng)材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。 在使用條件許可下，也可以改變零件的結(jié)構(gòu)形狀，提高材料利用率，如圖所示。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁二、排樣方法二、排樣方法排樣排樣:合理的排樣合理的排樣：沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施,排樣方案是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)之一。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：1.有有廢料排樣（a）2.少少廢料排樣（b）3.無無廢料排樣（c、d）根

8、據(jù)工件的外形特征又可分為直排、斜排、對排、混合排、多排及搭邊：如課本表2.7沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁三、搭邊三、搭邊搭邊搭邊： 排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用：搭邊的作用： 一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件； 二是增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動生產(chǎn)率； 搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。1影響搭邊值的因素（1）材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。（2）材料厚度材料厚度 材料越厚，搭邊值也越大。 （3）沖裁件的形狀與尺寸沖裁件

9、的形狀與尺寸 零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。（4）送料及擋料方式送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。（5）卸料方式卸料方式 彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。2搭邊值的確定表2.8為最小搭邊值的經(jīng)驗數(shù)表之一，供設(shè)計時參考。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁四、條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計算四、條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計算條料寬度確定的原則：條料寬度確定的原則：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度要保證沖裁時在導(dǎo)料板之間順利地送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。條料寬度：0max0

10、)2(aDB導(dǎo)料板間距離：CaDCBA2max其中：a為側(cè)搭邊值 c為條料與導(dǎo)料板間的間隙條料寬度的確定與模具是否采用側(cè)壓裝置或條料寬度的確定與模具是否采用側(cè)壓裝置或側(cè)刃側(cè)刃有關(guān)有關(guān)1.無側(cè)壓裝置無側(cè)壓裝置沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁其中：a為側(cè)搭邊值 c為條料與導(dǎo)料板間的間隙沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁3. 有側(cè)刃的條料寬度有側(cè)刃的條料寬度b0/2BAccAa1Db0/2b1/2b1/2a1側(cè)刃導(dǎo)尺按下列公式計算B0-=(D+2a1+nc)0- 導(dǎo)料板間距離：2-102-10沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁

11、例：排樣圖例：排樣圖沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁隨堂作業(yè)：隨堂作業(yè)：已知：沖制圖示零件，材料為鋁，料厚t=0.8mm。計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。(由公差表差得：2-6+0.120為IT12級， 3600.62為IT14級)沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁作業(yè)：作業(yè)： 請試用一零件進(jìn)行沖裁排樣設(shè)計，請試用一零件進(jìn)行沖裁排樣設(shè)計，確定搭邊值，并畫出排樣圖。確定搭邊值，并畫出排樣圖。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁斜刃形式斜刃形式落料時，為了得到平整的工件，凹模做成斜刃a b沖孔時則應(yīng)將凸模做成斜刃，凹模做成平口

12、 c d沖裁彎曲狀工件時，可采用有彎曲的或圓頭的凸模 e單邊斜刃沖裁，只適用于切口折彎 f設(shè)計斜刃模具時，應(yīng)注意將斜刃作對稱布置，以免沖裁時凹模承受單向側(cè)壓力而發(fā)生偏移，啃壞刃口輪廓復(fù)雜的工件，不宜采用斜刃沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁斜刃角與斜刃高度H可參考下列數(shù)值選取斜刃角尺寸和沖裁力計算斜刃角尺寸和沖裁力計算斜刃沖模的沖裁力(N)可用斜刃剪切公式近似計算：Ps=kP式中 P平刃沖模沖裁時所需的力， N K斜刃沖裁的沖裁力因數(shù),和板厚有關(guān)系 H=t時，K取0.40.6; H=2t, 0.20.4 斜刃沖裁降低了沖裁力，使壓力機能在比較柔和、乎穩(wěn)的條件下工作。但模

13、具制造與修磨比較復(fù)雜，增加了困難刃口容易磨損，工件不夠平整，般情況下盡量不用，只用于大型工件沖裁及厚板沖裁。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁1. 系數(shù)均很小，故卸料力、推件力及頂件力很小。2. 影響這些力的因素較多，主要有:材料的機械性能和厚度，工件的形狀和尺寸大小，凸、凹模間隙，排樣的搭邊大小及潤滑情況等。沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁零件形狀不同材料利用情況的對比零件形狀不同材料利用情況的對比沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁沖壓工藝及模具設(shè)計沖壓工藝及模

14、具設(shè)計第二章第二章 沖裁沖裁計算原則：設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。 設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 所以，當(dāng)計算凸、凹模刃口尺寸時，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別考慮根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸； 設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。沖裁（設(shè)計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。5. 對于落料件一般標(biāo)注單向負(fù)公差。假定工件的公稱尺寸為D,工件公差為，則工件尺寸是D0- 。沖孔件的公差一般為單向正公差，假定沖孔件的公稱尺寸為D,工件公差為，則工件尺寸是d+0 。若工件尺寸標(biāo)注有正負(fù)偏差，