冲裁工艺及模具设计分析.ppt

第2章 冲裁工艺及模具设计 目 录 2.1 冲裁变形过程分析 2.2 冲裁件质量分析 2.3 冲裁间裁 2.4 凸模和凹模工作部分尺寸计算 2.5 冲裁件的工艺性 2.6 冲裁力和压力中心的计算 2.7 排样 2.8 冲裁模 2.9冲裁模主要零部件的计算与选用 2.10冲裁模设计 （2）凹模按凸模配作法 一般都是把落料凹模尺寸计算后换算到凸模上。凹模刃口磨损后尺寸有变大、变小、不变三种情况，如图2-9所示 （1） 凹模磨损后变大的尺寸（图中A、A、A）按一般落料凹模尺寸公式计算，即： （2）凹模磨损后变小的尺寸（图中B 、B ），虽是落料件，但此处相当于冲孔，应按冲孔凸模计算，凹模上的凸出部分相当于冲孔凸模，即： （3）凹模磨损后无变化的尺寸（图中C 、C ），即： 2) 冲孔件----以凸模为基准件 凸模磨损后变大的尺寸： 凸模磨损后变小的尺寸： 凸模磨损后不变的尺寸： 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，并保证最小间隙为Zmin 2.5冲裁件的工艺性 冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压加工工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位偏差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺要求。 2.5.1 冲裁件的结构工艺性 1、冲裁件的形状应力求简单、对称、有利于材料合理利用. 2、冲裁件的外形和内孔，除无废料冲裁或镶拼结构模具外，应避免尖锐的清角，各直线或曲线的连接处，应具有适当的圆角相连. 3、冲件的凸出或凹入部分的宽度和深度，一般情况下应不小于1.5t，同时应避免有窄长的切口和过窄的切槽. 4、冲件的冲孔边缘离外形的最小距离随冲件与孔的形状不同有一定的限制. 5、在弯曲或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断. 6、尽可能避免冲裁宽度小于三倍材料厚度的窄长冲件，必要时，可用金属丝压扁来代替. 7、冲孔时，孔的最小尺寸与孔的形状，材料机械性能和材料的厚度有关. 2.5.2冲裁件的精度与断面粗糙度 1、冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件的公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。 冲裁所能达到的冲件公差列于表2-8和表2-9。 2、冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁间隙、刃口锐钝等有关，当冲裁2mm以下金属材料，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.5μm. 冲裁材料 （1）冲裁材料 金属材料（钢、铝、各种贵重金属及各种合金） 非金属材料（纸板、塑料板、胶合板等) 复合材料（涂层板、复合板等） （2）冲裁件材料选取原则 1）对冲裁材料机械性能的要求 有一定强度和韧性，避免过硬、过软、过脆。 2）对材料规格的要求 　 材料厚度公差应符合国家标准，厚薄均匀， 避免采用边角料。 3）冲裁件材料的选取原则 　　廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色 　 2.6 冲裁力和压力中心的计算 2.6.1冲裁力的计算 冲裁力，即冲裁时所需的压力，是选择压力机的主要依据，也是模具设计时所必须计算的数据。 用普通平刃凸模冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：F=KL t 式中： F——冲裁力（N）； L——冲件周长(mm)； t——材料厚度(mm)； ——抗剪强度(MPa)； K——系数。 2.6.2卸料力、推件力及顶件力计算 2.6.3压力机公称压力的确定 压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。冲裁时的冲压力Fz由冲裁力、卸料力、推件力及顶件力组成。具体按下述公式计算。 　 采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁模时 　　 Fz＝F＋FX＋FT　　 （2-27） 　 采用弹压卸料装置和上出件方式冲裁模时 　　　 Fz＝F＋FX＋FD　　　 （2-28） 　 采用固定卸料装置的下出件方式冲裁模时 　　　　Fz＝F＋FT　　　　 （2-29） 当采用大间隙冲裁时，卸料力、推件力、顶件力都有很小，可不予考虑。 2.6.4降低冲裁力的方法 当冲件材料较厚且冲件尺寸较大，所需的冲压力很大，而压力机的压力不够时，可采用以下三种方法来降低冲压力。 1、阶梯凸模冲裁（图2-17） 在多凸模的冲裁中，将凸模设计成不同长度，使凸模工作端面呈阶梯式布置（图2-17）。这样各凸模冲裁力的最大