沖裁工藝及沖裁模設(shè)計(jì)教材

標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值(摘自GB/T1800.3—98)

問題1問題2問題3返回一、沖裁變形時(shí)板料變形區(qū)的力學(xué)分析模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內(nèi)保持接觸。接觸寬度約為板厚的0.2-0.4。二、沖裁時(shí)板料的變形過程三個(gè)階段：彈性變形階段塑性變形階段斷裂分離階段三、沖裁件的斷面質(zhì)量及其影響因素1、斷面特征

a:圓角帶

b:光亮帶

c:斷裂帶

d:毛刺各部分隨材料的性能、厚度、沖裁間隙、刃口狀態(tài)及摩擦條件不同而不同。2、影響因素（1）材料性能對(duì)斷面質(zhì)量的影響（2）模具沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響（3）模具刃口狀態(tài)對(duì)斷面質(zhì)量的影響返回一、間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響間隙過大時(shí)，沖孔件尺寸增大，落料件尺寸減小。間隙過小時(shí)，沖孔件尺寸減小，落料件尺寸增大。二、對(duì)模具壽命的影響間隙過小時(shí)，摩擦增大，磨損嚴(yán)重。間隙過大時(shí)，摩擦減小，放寬間隙不均勻的不利影響，從而利于提高模具壽命。三、對(duì)沖裁工藝中力的影響四、間隙值的確定（合理間隙值）1、理論確定法2、經(jīng)驗(yàn)確定法軟材料：

t＜1mm，c=(3%-4%)tt＜1-3mm，c=(3%-4%)tt＜3-5mm，c=(3%-4%)t硬材料：

t＜1mm，c=(4%-5%)tt＜1-3mm，c=(6%-8%)tt＜3-5mm，c=(8%-13%)t3、查表確定法（表2.2.3)返回一、刃口口尺寸計(jì)計(jì)算的原原則1、考慮落落料和沖沖孔的特特點(diǎn)落料件尺尺寸決定定于凹模模刃口尺尺寸；沖沖孔件尺尺寸決定定于凸模模刃口尺尺寸。2、考慮刃刃口的磨磨損規(guī)律律刃口磨損損后，凹凹模刃口口尺寸擴(kuò)擴(kuò)大，凸凸模刃口口尺寸減減小。為使模具具有一定定的使用用壽命，，磨損到到一定程程度仍能能沖裁出出合格的的零件，，落料時(shí)時(shí)凹模刃刃口尺寸寸接近制制件尺寸寸的下限限值，沖沖孔時(shí)凸凸模刃口口尺寸接接近制件件尺寸的的上限值值。3、考慮慮制件件精度度與模模具精精度之之間的的關(guān)系系（1）一般般情況況按下下表執(zhí)執(zhí)行。。（2）制件件未標(biāo)標(biāo)注公公差，，按以以下情情況處處理：：非非圓圓形件件按IT14級(jí)處理理，沖沖模按按IT11級(jí)制造造；圓圓形件件的沖沖?？煽砂碔T7-IT6級(jí)制造造。4、沖壓壓件按按“入入體””原則則進(jìn)行行尺寸寸標(biāo)注注沖壓件件的尺尺寸公公差應(yīng)應(yīng)標(biāo)為為單向向公差差，落落料件件為軸軸，上上偏差差為零零，下下偏差差為負(fù)負(fù)；沖沖孔件件為孔孔，上上偏差差為正正，下下偏差差為零零。二、凸凸、凹凹模刃刃口尺尺寸的的計(jì)算算方法法（一））凸模模和凹凹模分分開加加工（1）為保保證初初始間間隙值值小于于最大大合理理間隙隙，必必須滿滿足下下列條條件：：若不滿滿足，，?。海海?）落料料設(shè)工件件的尺尺寸為為，，則則：（3）沖孔孔設(shè)工件件的尺尺寸為為，，則則：（4）中心心距計(jì)計(jì)算設(shè)工件件的尺尺寸為為，，則則:X-系數(shù)，，是為為了使使沖裁裁件的的實(shí)際際尺寸寸盡量量接近近沖裁裁件公公差帶帶的中中間尺尺寸，，可按按以下下選取?。寒?dāng)制件件公差差為IT10以上時(shí)時(shí)，取取x=1；當(dāng)制件件公差差為IT11-IT13時(shí)，取取x=0.75；當(dāng)制件件公差差為IT14以下時(shí)時(shí)，取取x=0.5；（或按按教材材表2.3.1確定)例1：如圖圖所示示零件件的材材料為為Q235，料厚厚t=0.5mm。試求求凸、、凹模模刃口口尺寸寸及公公差。。解：該該件φ36由落料料得到到，2-φφ6及18由沖孔孔得到到。查表2.2.3，得：：2cmin=0.04mm,2cmax=0.06mm則：2cmin-2cmax=0.02mm由公差差表查查得：為IT12級(jí)，取取x=0.75為IT14級(jí)，取取x=0.5設(shè)凸模模按IT6級(jí)制造造，凹凹模按IT7級(jí)制造造。1、沖孔孔（1）校核核間隙隙公差差條件件，查公差差值表表得：（2）計(jì)算算沖孔孔凸、、凹模模尺寸寸（3）計(jì)算算沖孔孔中心心距2、落料（1）校核間隙隙公差條件件，查公差值表表得：（2）計(jì)算落料料凸、凹模模尺寸（二）凸模模和凹模配配合加工只在凸模（（或凹模））的基準(zhǔn)件件上標(biāo)注尺尺寸和制造造公差，另另一件只標(biāo)標(biāo)注公稱尺尺寸并注明明配做要求求的間隙值值。存在三種不不同類型尺尺寸：（1）隨磨損增增大的尺寸寸，設(shè)工件件尺寸為：：（2）隨磨損減減小的尺寸寸，設(shè)工件件尺寸為：：（3）隨磨損不不變的尺寸寸，設(shè)工件件尺寸為：：例2：計(jì)算如圖圖所示沖裁裁件的凸模模、凹模刃刃口尺寸及及制造公差差。料厚t=1mm，材材料料為為10號(hào)鋼鋼，，尺尺寸寸如如下下：：解：：該該件件屬屬于于落落料料件件，，選選凹凹模模為為設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)件件，，只只需需計(jì)計(jì)算算落落料料凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸及及制制造造公公差差，，凸凸模模刃刃口口尺尺寸寸由由凹凹模模的的實(shí)實(shí)際際尺尺寸寸按按間間隙隙要要求求配配做做。。由表表2.2.3查得得：：2Cmin=0.10mm,2Cmax=0.14mm由表表2.3.1查得得：：尺尺寸寸80mm，選選x=0.5；尺寸寸15mm，選選x=1；其余尺寸，，選x=0.75。落料凹模刃刃口尺寸計(jì)計(jì)算如下：：（1）隨磨損增增大的尺寸寸有a、b、c：（2）隨磨損減減小的尺寸寸有d：（3）隨磨損不不變的尺寸寸有e：落料凸模的的基本尺寸寸與凹模相相同，不必必標(biāo)注公差差，注明以以0.1-0.14mm的雙面間隙隙與落料凹凹模配做，，如下圖所所示。例3：如圖所示示零件，材材料為20鋼，料厚為為2mm，按配制加加工方法計(jì)計(jì)算凸模、、凹模刃口口尺寸及制制造公差。。解：該沖裁裁件屬于落落料件，只只需計(jì)算凹凹模刃口尺尺寸即可。。（1）隨磨損增增大的尺寸寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4，其中Ad2、Ad4為半邊磨損損，所以其其制造偏差差δ=0.25Δ/2。為保證R60與120尺寸相切，，故R60不需計(jì)算，，直接取Ad1的一半。查查表2.3.1，以上計(jì)算算尺寸，系系數(shù)x均為0.5。刃口尺寸寸計(jì)算公式式：（2）隨磨損不不變的尺寸寸Cd1、Cd2。計(jì)算公式為為：（2）隨磨損減減小的尺寸寸Bd1、Bd2。查表2.3.1，Bd1、Bd2的磨損系分分別為0.75、1。計(jì)算公式為為：返回一、沖裁力力的計(jì)算普通平刃沖沖裁存在的的力：（1）沖裁力Fp（2）卸料力FQ（3）推料力FQ1（4）頂件力FQ2沖裁力實(shí)為為剪切力：：其它三力的的計(jì)算：卸料力：推料力：頂件力：二、壓力機(jī)機(jī)公稱壓力力的選取選擇壓力機(jī)機(jī)的條件：：沖裁工藝總總力計(jì)算的的三種情況況：（1）采用彈壓壓卸料裝置置和下出件件的模具時(shí)時(shí)：（2）采用彈壓壓卸料裝置置和上出件件的模具時(shí)時(shí)：（3）采用剛性性卸料裝置置和下出件件的模具時(shí)時(shí)：三、沖模壓壓力中心的的確定沖模的壓力力中心與壓壓力機(jī)滑塊塊中心重合合。1、簡(jiǎn)單形狀狀壓力中心心的計(jì)算（1）直線的壓壓力中心在在中點(diǎn)；（2）圓弧的壓壓力中心計(jì)計(jì)算，如圖圖所示，對(duì)對(duì)任意角2α：2、單凸模壓壓力中心的的確定根據(jù)“力矩矩定理”，，用解析法法確定壓力力中心。步驟：（1）按比例畫畫出凸模刃刃口的輪廓廓形狀；（2）在凸模刃刃口輪廓內(nèi)內(nèi)（或外））的任意處處，建立坐坐標(biāo)系。（3）將凸模刃刃口輪廓線線分為若干干線段（直直線或圓弧弧段）L1、L2……，Ln，并用各段段長(zhǎng)度代表表各自的沖沖載力。（4）確定凸模模刃口各線線段的壓力力中心位置置及其坐標(biāo)標(biāo)值（X1，Y1）、（X2、Y2）……（Xn、Yn）。3、多凸模沖沖裁時(shí)壓力力中心的確確定根據(jù)“力矩矩定理”，，用解析法法確定壓力力中心。步驟：（1）按比例畫畫出各凸模模刃口的輪輪廓形狀及及正確位置置；（2）建立XOY坐標(biāo)系，并并盡量使計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)便。。（3）確定各凸凸模的壓力力中心坐標(biāo)標(biāo)和周長(zhǎng)。。（4）求總合力力的壓力中中心坐標(biāo)。。例題：（在黑板上上講）1、如圖建立立的坐標(biāo)系系，已知：：L1=12.5mm、L2=21.5mm、L6=6mm、L7=28mm，求該凸模模的壓力中中心坐標(biāo)。。2、確定如圖圖所示制件件的沖孔落落料復(fù)合模模的壓力中中心位置。。四、降低沖沖裁力的措措施斜刃沖裁法法；階梯沖沖裁法。返回一、材料的的經(jīng)濟(jì)利用用材料利用率率：沖裁時(shí)板料料上的廢料料：（1）工藝廢料料；（2）結(jié)構(gòu)廢料料。排樣原則：：（1）提高材料料利用率。。（2）應(yīng)使操作作簡(jiǎn)單，勞勞動(dòng)強(qiáng)度小且且安全。（3）模具結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽壽命高。（4）保證制件件質(zhì)量。二、排樣方方法（1）有廢廢料排排樣（2）少廢廢料排排樣（3）無廢廢料排排樣三、搭搭邊和和條料料寬度度的確確定1、搭邊邊過大，，浪費(fèi)費(fèi)材料料；過過小，，易使使板料料翹曲曲或被被拉斷斷，增增大毛毛刺，，可能能損壞壞模具具。搭邊值值查表表經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)得到到。2、條料料寬度度的確確定（1）有側(cè)側(cè)壓裝裝置時(shí)時(shí)條料料的寬寬度（2）無側(cè)側(cè)壓裝裝置時(shí)時(shí)條料料的寬寬度（3）有定定距側(cè)側(cè)刃時(shí)時(shí)條料料的寬寬度導(dǎo)料板板之間間的距距離為為：返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回沖裁模模的分分類（1）按工工序性性質(zhì)：：落料料模、、沖孔孔模、、彎曲曲模、拉拉深模模等。。（2）按工工序組組合方方式：：?jiǎn)喂すば蚰Ｄ?、?fù)復(fù)合模模、級(jí)進(jìn)模模。（3）按上上、下下模導(dǎo)導(dǎo)向方方式：：無導(dǎo)導(dǎo)向模模、導(dǎo)導(dǎo)柱模、、導(dǎo)板板模等等。（4）按凸凸、凹凹模所所用材材料：：硬質(zhì)質(zhì)合金金沖模模、鋅基合合金沖沖模、、聚氨氨酯沖沖模等等。一、單單工序序沖裁裁模1、落料料模（1）無導(dǎo)向向的敞敞開式式落料料模（2）導(dǎo)板式式落料料模（3）帶導(dǎo)柱柱的彈彈頂落落料模模2、沖孔孔模（1）沖側(cè)孔孔模（2）小孔沖沖模二、復(fù)復(fù)合沖沖裁模模特點(diǎn)：：有一一零件件為凸凹模模。優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊湊，生生產(chǎn)率率高，，制件件精度度高，，特別別對(duì)于于制件件孔對(duì)對(duì)外形形的位位置度度容易易保證證。缺點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜雜，制制造和和裝配配較困困難。。按大凹凹模安安裝在在上模模還是是下模模，分分為：：(1)倒裝式式復(fù)合合模(2)正（順順）裝裝式復(fù)復(fù)合模模三、級(jí)級(jí)進(jìn)沖沖裁模模屬工序序集中中的工工藝方方法。。在一套套模具具上切切邊、、切槽槽、沖沖孔、、塑性性成形形、落落料等等工序序在一一套模模具上上完成成分為：：普通級(jí)級(jí)進(jìn)模模和精精密級(jí)級(jí)進(jìn)模模。按普通通級(jí)進(jìn)進(jìn)模：：（1）用導(dǎo)正正銷定定距的的級(jí)進(jìn)進(jìn)模；（2）用側(cè)刃刃定距距的級(jí)級(jí)進(jìn)模模。返回返回一、沖沖裁件件的工工藝性性分析析1、普通通沖裁裁件的的形狀狀和尺尺寸（1）形狀狀簡(jiǎn)單單、對(duì)對(duì)稱、、排樣樣時(shí)少少廢料料。（2）避免免過長(zhǎng)長(zhǎng)的懸懸臂與與狹槽槽,一般狹狹槽寬寬度應(yīng)應(yīng)大于板料料厚度度的2倍。（3）盡量量減少少不帶帶圓角角半徑徑的沖沖裁件件。（4）沖孔孔的尺尺寸不不能太太過小小。（5）孔間間距a或工件件邊緣緣的間間距不不能過過小。。一般般a≥2t且a＞3mm。（6）彎曲曲件和和拉深深件的的孔與與壁應(yīng)應(yīng)保持持一定定距離離。2、普通通沖裁裁件的的尺寸寸精度度和表表面粗粗糙度度當(dāng)模具具結(jié)構(gòu)構(gòu)合理理，其其制造造精度度較高高時(shí)，，制件件的外外形精精度應(yīng)應(yīng)低于于IT10級(jí)，內(nèi)內(nèi)孔尺尺寸精精度應(yīng)應(yīng)低于于IT9級(jí)；一般尺尺寸精精度為為IT11級(jí)以下下。工工件尺尺寸精精度最最好不不高于于IT12級(jí)。其詳細(xì)細(xì)內(nèi)容容可參參看教教材圖圖表。。二、沖沖裁工工藝方方案的的確定定1、沖裁裁工序序的組組合（1）生產(chǎn)產(chǎn)批量量：小小批量量，單單工序序沖裁裁；中中大批批量，，復(fù)合沖沖裁或或級(jí)進(jìn)進(jìn)沖裁裁。（2）工件件尺寸寸公差差等級(jí)級(jí)。復(fù)復(fù)合沖沖裁精精度高高，級(jí)級(jí)進(jìn)沖沖裁稍低低。（3）對(duì)工件件尺寸、、形狀的的適應(yīng)性性。工件尺寸寸較小，，宜用復(fù)復(fù)合沖裁裁或級(jí)進(jìn)進(jìn)沖裁。。中等尺寸寸，宜用用復(fù)合沖沖裁?？组g距過過小，宜宜采用級(jí)級(jí)進(jìn)沖裁裁。級(jí)進(jìn)沖裁裁，工件件尺寸不不宜過大大。（4）模具的的制造、、安裝調(diào)調(diào)整和成成本。復(fù)復(fù)合模易易制造，，安裝調(diào)調(diào)試成本本低。（5）操作的的方便與與安全。。級(jí)進(jìn)模模較復(fù)合合模安全全。2、沖裁順順序的安安排（1）級(jí)進(jìn)沖沖裁的順順序安排排a：先沖孔孔后落料料（或切切斷）。。定位精精度要求求高時(shí)，，可加沖沖工藝孔。b：采用定定距側(cè)刃刃，單側(cè)側(cè)刃時(shí)，，切邊工工序與首首次沖孔孔同時(shí)進(jìn)進(jìn)行，便便于控制制送料間間距。雙雙側(cè)刃時(shí)時(shí)，可安安排成一一前一后后，也可可并列。。（2）多工序序工件用用單工序序沖裁時(shí)時(shí)的順序序安排a：先落料料，后沖沖孔。定定位基準(zhǔn)準(zhǔn)要一致致。b：多孔時(shí)時(shí)，先沖沖大孔后后沖小孔孔。返回一、沖模模零