沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)

1、沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一沖裁是使板料沿封閉曲線相互分離的一種沖壓工序。 沖裁變形過(guò)程沖裁主要是指落料和沖孔兩種工序：落料沖裁后封閉曲線以內(nèi)的部分為零件，即落下的部分為 零件。落料模沖孔沖裁后封閉曲線以外的部分為零件，即落下的部分為 廢料。沖孔模 沖裁是沖壓生產(chǎn)中的主要工序之一，有兩種用途：直接沖制成品零件為彎曲、拉深、翻邊、脹形等其它成形工序制備毛坯 第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)2第2頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一 【主要內(nèi)容】沖裁變形機(jī)理沖裁件質(zhì)量及影響因素沖裁模間隙的確定沖裁模刃口尺寸的確定沖裁力的計(jì)算及降低沖裁

2、力的措施沖裁件排料 【重點(diǎn)】沖裁變形機(jī)理沖裁件質(zhì)量及影響因素沖裁模刃口尺寸的確定第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)3第3頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一一、沖裁時(shí)材料所受的力和變形區(qū)1受力情況 無(wú)壓緊裝置沖裁時(shí)板料的受力圖： 2.1 沖裁變形機(jī)理4第4頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一由圖可知，沖裁時(shí)板料受到如下力的作用： -凸、凹模端面對(duì)板料的壓力（垂直作用力），產(chǎn)生剪切 作用； -由于凸、凹模之間的間隙的存在， 不在同一垂直 線上而產(chǎn)生的彎矩，產(chǎn)生彎曲作用； -凸、凹模對(duì)板料的側(cè)壓力， 產(chǎn)生橫向擠壓作用； -凸模端面與側(cè)面的摩擦力； -凹模端面與側(cè)面的

3、摩擦力。 2.1 沖裁變形機(jī)理5第5頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一由于間隙的存在，剪切面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示：剪切面上除剪切力外，還有拉力作用。 2.1 沖裁變形機(jī)理由上面分析可知：沖裁時(shí)板料受到垂直方向壓力(產(chǎn)生剪切力)、橫向擠壓力、摩擦力、彎矩和拉力的作用，因此其變形是比較復(fù)雜的，變形不是純剪切過(guò)程，還有彎曲、拉伸和擠壓等附加變形。6第6頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一 2沖裁時(shí)的變形區(qū)沖裁-變形過(guò)程以上、下刃口連線為中心的紡錘形區(qū)域是主要變形區(qū)，從模具刃口向板料中心變形區(qū)逐步擴(kuò)大。當(dāng)凸模擠入板料后，新形成的紡錘形變形區(qū)被已經(jīng)變形而硬化了的區(qū)

4、域所包圍。 2.1 沖裁變形機(jī)理7第7頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一二、沖裁變形過(guò)程 從凸模接觸板料到板料被一分為二的過(guò)程即板料的沖裁變形過(guò)程，是在瞬間完成的。這個(gè)過(guò)程可分為三個(gè)階段：彈性變形階段塑性變形階段斷裂分離階段沖裁-變形過(guò)程裂紋的起點(diǎn)是在刃口側(cè)面距刃尖很近的板料處，裂紋先從凹模一側(cè)開(kāi)始，然后才在凸模刃口側(cè)面產(chǎn)生。 2.1 沖裁變形機(jī)理8第8頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一三、沖裁時(shí)的應(yīng)力狀態(tài) 分析A、B、D、E四個(gè)特征點(diǎn)：2.1 沖裁變形機(jī)理A點(diǎn)： 板料內(nèi)層彎曲與凸模側(cè)壓力引起 徑向壓應(yīng)力； 板料內(nèi)層切向彎曲引起的壓應(yīng)力 與側(cè)壓力在切

5、向引起的拉應(yīng)力所 合成的壓應(yīng)力； 凸模下壓引起的軸向拉應(yīng)力。 A點(diǎn)處于三向應(yīng)力狀態(tài)，平均 應(yīng)力為拉應(yīng)力。9第9頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理B點(diǎn)： 板料內(nèi)層彎曲引起的徑向壓 應(yīng)力； 板料內(nèi)層切向彎曲引起的壓 應(yīng)力； 凸模下壓引起的軸向壓應(yīng)力。 B點(diǎn)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)， 平均應(yīng)力為壓應(yīng)力。 10第10頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理D點(diǎn)： 板料外層彎曲引起的徑向拉 應(yīng)力；（較?。?板料外層切向彎曲引起的拉 應(yīng)力；（較?。?凹模端面擠壓板料引起的軸 向壓應(yīng)力。 （較大） D點(diǎn)處于三向應(yīng)力狀態(tài)，平 均應(yīng)力為壓應(yīng)

6、力。 11第11頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理E點(diǎn)： 板料外層彎曲在徑向引起的拉應(yīng)力與凹模側(cè)壓力在徑向引起的壓應(yīng)力的合成，可能是拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，取決于間隙大??； 板料外層彎曲在切向引起的拉應(yīng)力與凹模側(cè)壓力在切向引起的壓應(yīng)力的合成，可能是拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，取決于間隙大??； 凸模下壓引起的軸向拉應(yīng)力（凹模側(cè)面的摩擦力）。 E點(diǎn)為三向應(yīng)力，平均應(yīng)力為拉 應(yīng)力。12第12頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理由上述分析可知：剪切區(qū)不同部位的應(yīng)力狀態(tài)是不同的，這也就決定了剪切區(qū)不同部位不是同時(shí)滿足塑性條件，也不是同時(shí)達(dá)到材

7、料的破壞應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋的。在這四個(gè)部位中，A、E兩點(diǎn)的平均應(yīng)力為拉應(yīng)力，因此裂紋應(yīng)在這兩點(diǎn)處產(chǎn)生。另外，由于板料彎曲使A點(diǎn)的材料在切向、徑向受到兩向壓縮，而使E點(diǎn)的材料在切向、徑向受到兩向拉伸，從而使E點(diǎn)的平均拉應(yīng)力大于A點(diǎn)的平均拉應(yīng)力，故裂紋首先在凹模刃口側(cè)面(E處)產(chǎn)生。13第13頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一四、沖裁斷面特征 沖裁斷面具有明顯的區(qū)域性特征，可分為圓角帶、光亮帶、斷 裂帶和毛刺四個(gè)特征區(qū)： 2.1 沖裁變形機(jī)理14第14頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理圓角帶刃口附近的材料被牽連拉入產(chǎn)生彎曲和伸長(zhǎng)變形的 結(jié)

8、果。光亮帶模具擠壓、切入材料使其產(chǎn)生塑性變形而形成的， 是整個(gè)斷面上質(zhì)量最好的部分。斷裂帶刃口處的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展斷裂而形 成的，其表面粗糙且?guī)в绣F度。毛 刺斷裂帶周邊上形成的不規(guī)則的撕裂毛邊。15第15頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.1 沖裁變形機(jī)理各部分所占比例隨材料的機(jī)械性能、料厚、刃口鋒利程度、模具結(jié)構(gòu)及凸、凹模間隙等方面的不同而變化。塑性差的材料，斷裂傾向嚴(yán)重，斷裂帶增寬，光亮帶、圓角帶所占比例較小，毛刺也小。塑性好的材料則相反。要提高沖裁件斷面質(zhì)量，可通過(guò)增加光亮帶的高度或采用整形工序來(lái)實(shí)現(xiàn)。增加光亮帶高度的關(guān)鍵是通過(guò)延長(zhǎng)塑性變形階段推遲裂紋

9、的產(chǎn)生來(lái)實(shí)現(xiàn)。 16第16頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一 沖裁件質(zhì)量指標(biāo)包括：斷面質(zhì)量、尺寸精度及形狀誤差。 沖裁斷面應(yīng)平直，光亮帶應(yīng)占較大的比例，尺寸及制件外形 應(yīng)滿足圖紙要求，表面盡可能平整。一、影響斷面質(zhì)量的因素 影響因素很多，主要因素有：間隙大小及分布均勻性材料性質(zhì)模具刃口鋒利程度模具制造精度2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素 17第17頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素 1.材料性能的影響 塑性好的材料，沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)的較遲，光亮帶所占比例大， 圓角、毛刺和穹彎也較大，而斷裂帶則窄一些。對(duì)塑性差的材 料則相反。 2

10、模具間隙的影響 間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素。 間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響分析： 沖裁-斷面質(zhì)量 斷面質(zhì)量與裂紋的走向有關(guān)。只有當(dāng)凸、凹模間隙適當(dāng)時(shí)，上、下兩條裂紋才重合，此時(shí)零件斷面斜度很小，比較平直、光滑，毛刺小，且無(wú)裂紋分層。 18第18頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口附近的裂紋位置比正常間隙時(shí)向外錯(cuò)開(kāi)一段距離，上、下裂紋產(chǎn)生后，各自進(jìn)入凸、凹模端面的壓應(yīng)力區(qū)而停止發(fā)展，并且上、下裂紋之間的材料隨凸模繼續(xù)下壓將產(chǎn)生第二次剪切，出現(xiàn)第二光亮帶雙光亮帶。在兩個(gè)光亮帶之間形成斷裂帶。當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，凸模刃口處的裂紋位置較正常間隙

11、向里錯(cuò)開(kāi)一段距離，上、下裂紋也不重合，且隨凸模的下壓，裂紋之間的材料產(chǎn)生第二次拉裂，斷面上便出現(xiàn)了兩個(gè)錐度雙錐度。另外，若模具間隙不均勻，在間隙不合理處將出現(xiàn)較大毛刺，斷面質(zhì)量差。因此設(shè)計(jì)、制造與安裝模具時(shí)必須保證間隙分布均勻。 19第19頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素 3模具刃口鋒利情況的影響 當(dāng)模具刃口磨損成圓角而變鈍時(shí)，刃口與材料接觸的面積增加，應(yīng)力集中效應(yīng)減輕，擠壓作用增大，從而延緩了裂紋的產(chǎn)生，因此制件圓角大，光亮帶寬，但毛刺高度也加大。20第20頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素

12、二、影響尺寸精度的因素主要因素：模具制造精度與磨損、沖裁間隙及材料性能等。1.模具制造精度與磨損由于落料件尺寸取決于凹模刃口尺寸，沖孔件尺寸取決于凸模刃口尺寸，因此模具的尺寸要求必須根據(jù)零件的尺寸精度要求來(lái)定，否則得不到所要求的零件。21第21頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素一般模具的制造精度要比零件精度高24級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)可參考下表： 22第22頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素2間隙的影響間隙對(duì)沖裁件尺寸的影響規(guī)律與間隙大小變化時(shí)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生不同變化有關(guān)：變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)不同，彈性回復(fù)的大

13、小和方向也就不同。間隙對(duì)零件尺寸精度影響的一般規(guī)律及原因分析：沖裁-尺寸精度23第23頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素當(dāng) 時(shí)，沖孔件尺寸 凸模尺寸、落料件尺寸 凹模尺 寸。這是因?yàn)殚g隙較大時(shí)，變形區(qū)材料的徑向拉應(yīng)力較大， 沖裁時(shí)伸長(zhǎng)彈變大，沖裁后必然回縮。當(dāng) 時(shí)，沖孔件尺寸 凹模尺 寸。這是因?yàn)殚g隙較小時(shí)，變形區(qū)材料的徑向壓應(yīng)力較大， 沖裁時(shí)壓縮彈變大，沖裁后必然伸展。 24第24頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素 3.材料性質(zhì)、軋制方向及料厚的影響 影響到?jīng)_裁時(shí)彈性變形量的大小。塑性越好，彈

14、性變形量越小，沖裁后誤差越小。平行于軋制方向的誤差小于垂直于軋制方向的誤差。零件的厚度越大，彈性變形量越小，沖裁后誤差越小。25第25頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.2 影響沖裁件質(zhì)量的因素三、影響形狀精度的因素 沖裁件的形狀誤差主要是指工件的平面度和圓形工件的圓度。影響圓形輪廓工件圓度的原因主要是凸凹模間隙不均勻、模 具刃口形狀誤差及板料的各向異性等。影響工件平面度的原因主要是沖裁過(guò)程中板料的殘余彎曲變形（穹彎），而殘余彎曲變形的大小與材料性質(zhì)及模具間隙 有很大關(guān)系， 大、 大、 小殘余彎曲變形大。采用壓料裝置及對(duì)凸模下方的板料加反向壓力，可以有效減小穹彎。 26

15、第26頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.3 沖裁模間隙的確定沖裁模間隙是制定沖裁工藝及設(shè)計(jì)模具時(shí)要確定的一個(gè)非常重要的參數(shù)。確定方法理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法。1理論確定法（計(jì)算法）依據(jù)保證上、下裂紋重合，連成一條線，以獲得良好的沖裁斷面。圖示為沖裁過(guò)程中產(chǎn)生微裂紋的瞬時(shí)狀態(tài):由幾何關(guān)系可得：27第27頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.3 沖裁模間隙的確定由此可知：合理間隙大小與材料厚度、相對(duì)壓入深度以及裂紋方向角有關(guān)。而相對(duì)壓入深度以及裂紋方向角又與材料性質(zhì)有關(guān)，因此，影響間隙值的主要因素是材料的性質(zhì)和板料厚度。 2經(jīng)驗(yàn)確定法分類(lèi)按使用要求及材

16、料性質(zhì)、板料厚度確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙值。只要凸、凹模之間的間隙在此范圍內(nèi)，就能沖裁出合格的沖壓件。設(shè)計(jì)和制造沖裁模時(shí)，應(yīng)考慮到模具在使用中因磨損而使間隙增大，故應(yīng)按最小合理間隙值作為模具的初始間隙。28第28頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作 一、計(jì)算原則 1保證沖出合格的零件（考慮沖裁變形規(guī)律）沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件。沖孔模間隙取在凹模上，落料模間隙取在凸模上。 2保證模具有一定使用壽命（考慮磨損規(guī)律）新模具的間隙應(yīng)是最小的合理間隙，磨損到最大合理間隙。由于凸模刃口磨損使沖孔尺寸

17、減小，凹模刃口磨損則使落料 尺寸增大，因此，為了保證沖裁件的尺寸要求，并盡可能提高模具的使用壽命，對(duì)落料模，凹模刃口尺寸應(yīng)等于或接近零件的最小極限尺寸；對(duì)沖孔模，凸模刃口尺寸應(yīng)等于或接近于零件孔的最大極限尺寸。 29第29頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算3.合理確定模具的尺寸精度（考慮沖模制造成本）模具刃口尺寸公差的確定可參照表2-10。一般情況下可取為 工件相應(yīng)公差的1/31/4。 若工件為未注公差，對(duì)于非圓形件沖模按 制造；對(duì)于圓 形件,因模具刃口制造容易,可按 確定。 30第30頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一

18、2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算二、計(jì)算方法制造沖模的關(guān)鍵是控制凸、凹模刃口尺寸及其合理間隙。按加工方法不同分為兩種:1凸模與凹模分別加工適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的沖裁件，其計(jì)算公式如下： 沖孔時(shí)： 凸模刃口尺寸 （基準(zhǔn)件） 凹模刃口尺寸 （偏差按入體原則布置） 31第31頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算落料時(shí)：凹模刃口尺寸 （基準(zhǔn)件）凸模刃口尺寸 磨損量 -工件尺寸公差磨損系數(shù) 值在 之間，與零件制造精度有關(guān)。 注意：采用分別加工法時(shí)，需分別標(biāo)注凸、凹模刃口尺寸及公差。為保證合理間隙，凸、凹模刃口尺寸公差必須滿足下列條件：或取 32第32頁(yè)

19、，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算若需一次沖制有孔心距要求的多個(gè)孔，由于孔心距的尺寸精度由凹?？仔木啾ＷC，而磨損并不影響孔心距的變化，故凹?？仔木嗟幕境叽缰苯尤楣ぜ仔木喑叽绲钠骄?，公差取為工件孔距公差值的1/4，按對(duì)稱(chēng)偏差布置： 工件孔心距的標(biāo)注 凹?？仔木嗟臉?biāo)注33第33頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算2凸模與凹模配合加工配制配合加工先按設(shè)計(jì)尺寸制造基準(zhǔn)件，然后再根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按要求的間隙值配制另一件。模具間隙由配制保證，模具公差不受間隙的限制，因而模具的制造容易。 （1）基

20、準(zhǔn)件尺寸的確定對(duì)于形狀復(fù)雜的沖裁件，磨損后刃口尺寸變化情況不一致，有變大、變小及不變?nèi)N情況，應(yīng)注意區(qū)分，區(qū)別對(duì)待。 34第34頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算沖孔模 基準(zhǔn)件為凸模 圖a)為沖孔尺寸，對(duì)應(yīng)的凸模刃口尺寸如b)圖所示： 35第35頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模磨損后(虛線位置)其刃口尺寸的變化情況分三類(lèi)：A類(lèi)尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凸模磨損后變小，沖孔基準(zhǔn)件凸模尺寸應(yīng)按下式計(jì)算：B類(lèi)尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凸模磨損后變大，即相當(dāng)于落料的凹模，故應(yīng)按下式計(jì)算

21、：36第36頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算C類(lèi)尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凸模磨損后不變，故不需要考慮磨損，凸模尺寸按下式計(jì)算：37第37頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算落料模 基準(zhǔn)件為凹模 圖c)為落料尺寸，對(duì)應(yīng)的凹模刃口尺寸如圖d)所示： 38第38頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凹模磨損后(虛線位置)其刃口尺寸的變化情況也分三類(lèi)：A類(lèi)尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凹模磨損后變大，與前述凸、凹模分別 加工時(shí)凹模的情況相同：B類(lèi)

22、尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凹模磨損后變小，即相當(dāng)于沖孔的凸 模，故其刃口尺寸應(yīng)按下式計(jì)算： 39第39頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算C類(lèi)尺寸（ ） 所對(duì)應(yīng)的刃口尺寸在凹模磨損后不變，故不需要考慮磨損，凹模尺寸按下式計(jì)算：40第40頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算（2）非基準(zhǔn)件尺寸的確定 按上面計(jì)算的尺寸和公差制造出基準(zhǔn)件后，再按基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙配做非基準(zhǔn)件。在非基準(zhǔn)件上只標(biāo)注公稱(chēng)尺寸，不注公差，同時(shí)要在技術(shù)要求中注明“凹模(凸模)刃口尺寸按凸模(凹模)實(shí)際刃口尺寸

23、 配做，保證最小雙向間隙值為 ”。 41第41頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算例： 落料件的結(jié)構(gòu)及各部位尺寸：42第42頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算a) 落料凹模尺寸 b) 落料凸模尺寸凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際刃口尺寸配做，保證最小雙向間隙值為 。43第43頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施一、沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)材料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。通常所說(shuō)的沖裁力是指其最大值，它是選用壓力機(jī)、進(jìn)行模具設(shè)計(jì)及強(qiáng)

24、度校核的重要依據(jù)。平刃沖裁模的沖裁力可按下式計(jì)算： 為簡(jiǎn)便，也可用材料的強(qiáng)度極限 按下式估算沖裁力： 44第44頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施二、推（頂）件力及卸料力的計(jì)算卸料力將箍在凸模上的部分卸下推件力將卡在凹模內(nèi)的部分順沖裁方向推出頂件力將卡在凹模內(nèi)的部分逆沖裁方向頂出 來(lái)源壓力機(jī)的卸料機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)。確定方法用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 推件力 頂件力 45第45頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施采用彈性卸料裝置和下出料方式時(shí):落料-沖孔復(fù)合模演示采用剛

25、性卸料裝置和上出料方式時(shí):正裝式復(fù)合模演示采用彈性卸料裝置和上出料方式時(shí):采用剛性卸料裝置和下出料方式時(shí):46第46頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施三、降低沖裁力的措施目的：實(shí)現(xiàn)用較小噸位的壓力機(jī)沖裁，或使沖裁過(guò)程平穩(wěn)。常用措施：1階梯沖裁多凸模沖裁時(shí)，將凸模做成不同長(zhǎng)度，使其工作端面呈階梯布置（如圖）。47第47頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施優(yōu)點(diǎn)：可使各凸模沖裁力的最大峰值不在同一時(shí)刻出現(xiàn)，從而降低總沖裁力。當(dāng)凸模直徑相差較大、相距又很近時(shí)，可避免小直徑凸模由于承受材

26、料橫向流動(dòng)引起的側(cè)壓力而產(chǎn)生折斷或傾斜現(xiàn)象。48第48頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)：直徑相差較大、相距又很近時(shí)，應(yīng)將小直徑凸模做得短一些。凸模間的高度差H應(yīng)大于沖裁斷面的光亮帶高度（塑性變形終了時(shí)沖裁力最大），一般按板料厚度選?。翰贾酶鲗油鼓r(shí)位置應(yīng)對(duì)稱(chēng)，使沖裁合力位于模具中心，以免 工作時(shí)模具偏斜。階梯凸模的沖裁力一般只按產(chǎn)生最大沖裁力的那一層凸模進(jìn)行計(jì)算。49第49頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施2斜刃沖裁 將凸模(或凹模)的平面刃口做成傾斜一個(gè)角度的斜刃

27、，則沖裁時(shí)刃口就不是全部同時(shí)切入板料，而是將板料沿其周邊逐步切離沖裁力顯著降低，而且沖裁平穩(wěn)。 50第50頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：斜刃應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置，以免沖裁時(shí)模具承受單向側(cè)壓力發(fā)生偏移。為使沖裁件平整，對(duì)落料模，凸模應(yīng)做成平刃，凹模做成斜 刃；對(duì)沖孔模，凹模應(yīng)做成平刃，凸模做成斜刃。斜刃沖裁的沖裁力用下面的簡(jiǎn)化公式計(jì)算： 減力系數(shù)，與斜刃高度H有關(guān)， 。 應(yīng)用場(chǎng)合： 模具制造和修磨困難，刃口易磨損，零件不夠平整，且不易沖 裁外形復(fù)雜的零件用于大型件及厚板沖裁。 51第51頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)3

28、7分，星期一2.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的措施3.加熱沖裁 板料加熱后抗剪強(qiáng)度明顯下降，從而降低了沖裁力。注意事項(xiàng)：條料不宜過(guò)長(zhǎng)，搭邊值應(yīng)適當(dāng)放大。加熱時(shí)防止氧化、脫碳及冷卻時(shí)防止零件的變形。設(shè)計(jì)模具刃口尺寸時(shí)應(yīng)考慮零件的冷縮量。沖裁間隙可適當(dāng)減小。應(yīng)選用熱沖模具材料。應(yīng)用場(chǎng)合： 一般只適用于厚板件 52第52頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.6 沖裁件的排樣 一、排樣的意義沖裁件在條料或板料上的布置方式。同一零件可采用不同的排樣形式。排樣方式不同，材料利用程度不同。 53第53頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.6 沖裁件的排樣影響方面材

29、料利用率、沖裁質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與 壽命、生產(chǎn)操作方便性與安全等。目的保證用最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率得到合格 的零件。衡量材料利用率，是指一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用 材料面積的百分比，即： = 零件實(shí)際面積/毛坯面積廢料兩類(lèi)：結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料。提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手，即設(shè)計(jì)合理的排樣方案、選擇合適的板料規(guī)格及合理的裁料法(減少料頭、料尾)等。 54第54頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.6 沖裁件的排樣二、排樣形式的確定排樣形式分為：有廢料排樣沿零件全部外形輪廓沖裁，零件周邊都留有 剩料。生產(chǎn)中大多采用此方式。少?gòu)U料排樣沿零件部分外形輪廓沖裁，只是在局部有搭 邊，而有少量工藝廢料。無(wú)廢料排樣沖裁件外形能吻合排列，無(wú)任何搭邊，除端 頭廢料外，沒(méi)有工藝廢料。采用少、無(wú)廢料排樣可以提高材料利用率，降低材料消耗。而且由于沖切周邊減少，可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和降低沖裁力，但沖裁件的質(zhì)量較差、精度低，且模具的使用壽命也低。 55第55頁(yè)，共63頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)37分，星期一2.6 沖裁件的排樣排樣形式與沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀有著密切關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)少、無(wú)廢料排樣，在滿足使用要求的前提下，可以改變沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。例：另外，充分利用大件的結(jié)構(gòu)廢料沖裁小件，也可提高材料利用率。如用大墊圈的結(jié)構(gòu)廢料來(lái)