車身工藝學(xué)章沖裁工藝學(xué)(共35張PPT)

車身工藝學(xué)章沖裁工藝學(xué)第一頁，共35頁。重點(diǎn)記住拉伸極限等效應(yīng)力理想剛塑性本構(gòu)模型線性強(qiáng)化剛塑性本構(gòu)模型第二頁，共35頁。重點(diǎn)記住理想彈塑性本構(gòu)模型線性強(qiáng)化彈塑性本構(gòu)模型第三頁，共35頁。第4章沖裁工藝4-1沖裁的變形過程4-3沖裁模刃口寸4-2沖裁間隙4-4沖壓力和沖模壓力中心4-5沖模及沖裁模第四頁，共35頁。前言：

使板料分離的沖壓工序（沖孔、落料、修邊、切開）普通沖裁：以開裂形式實(shí)現(xiàn)分離.精密沖裁：以塑性變形式實(shí)現(xiàn)分離第五頁，共35頁。序號(hào)變形階段簡圖板料狀態(tài)1彈性變形內(nèi)應(yīng)力未超過屈服極限2塑性變形內(nèi)應(yīng)力達(dá)到屈服極限，加壓超過抗剪強(qiáng)度，微裂3斷裂刃口處的裂紋不斷向板料內(nèi)部擴(kuò)展，直至拉斷分離沖裁板料變形及斷面的特征1.沖裁的變形過程第六頁，共35頁。2.沖裁力變化分析第七頁，共35頁。2.斷面特點(diǎn)(1)圓角帶圓角帶是凹模刃口壓人板料時(shí)．刃口附近板料產(chǎn)生變形的結(jié)構(gòu)。(2)光亮帶

光亮帶是板料塑性剪切變形時(shí)，在毛坯中的一部分相對另一部分移動(dòng)中，模具刃口側(cè)面將斷面壓平而形成的光亮垂直面。通常，光亮帶占整個(gè)斷面的l/3，光亮帶是尺寸測量基準(zhǔn)。1/3,塑性好,光亮帶大(3)斷裂帶

第八頁，共35頁。(3)斷裂帶

斷裂帶是由由刃口處的微小裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展形成的撕裂面，斷面粗糙，出現(xiàn)毛刺，且有斜度2.斷面特點(diǎn)(4)沖裁件尺寸確定孔的尺寸以孔最小尺寸為衡量標(biāo)準(zhǔn)．落料以輪廓最大尺寸為衡量標(biāo)準(zhǔn)。忽略彈性變形落料尺寸=凹模尺寸

沖孔尺寸=凸模尺寸第九頁，共35頁。42沖裁模間隙沖裁間隙是凸凹模刃口工作部分尺寸之差。沖裁間隙的影響合適：上下裂紋重合斷面光潔過?。翰恢睾?，兩個(gè)光亮帶。過大：產(chǎn)生塌角1.對質(zhì)量影響第十頁，共35頁。2.對沖裁尺寸影響間隙↑→拉伸作用大→落料尺寸<凹模，沖孔孔徑>凸模；間隙↓→擠壓力大→沖孔孔徑↓→落料尺寸↑第十一頁，共35頁。3.對沖模壽命影響4.對沖裁時(shí)各種力影響間隙小→側(cè)壓力N↑→刃口磨損間隙大→壓力不均，刃口易崩刃，刀具壽命↓間隙大，沖裁力↓卸料力↓推料力↓間隙之減少時(shí)，各種力均隨之增加。

第十二頁，共35頁。合理間隙的概念及其確定1.確定原則在保證沖裁件斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，模具壽命最高。2.合理間隙在保證沖件斷面質(zhì)量和尺寸精度前提下，模具壽命最高,確定合理間隙，再考慮模具制造偏差及磨損，選擇一個(gè)范圍為合理間隙。

設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。第十三頁，共35頁。3.沖裁間隙的確定

沖裁上下裂紋重合→確定合理間隙沖裁模雙面間隙表

注意：考慮到磨損，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小合理間隙。經(jīng)驗(yàn)確定法第十四頁，共35頁。沖裁刃口尺寸(1)落料

凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（先定）間隙取在凸模上.

沖孔

凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),間隙取在凹模上。1.刃口尺寸確定的原則(2)考慮磨損

凹模尺寸取零件最小尺寸（落料）凸模取零件最大尺寸（沖孔）(3)凸凹模尺寸精度與零件相適應(yīng)落料尺寸=凹模尺寸沖孔尺寸=凸模尺寸第十五頁，共35頁。2.刃口尺寸確定的方法刃口尺寸要保證凸凹模之間有間隙凸模的制造公差凹模的制造公差雙面間隙最大值雙面間隙最小值第十六頁，共35頁。(1)凸凹模分別加工時(shí)1)落料:落料凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)首先確定凹模尺寸，使凹?；境叽缃咏虻扔谥萍喞淖钚O限尺寸?！呗淞铣叽?凹模尺寸及磨損原因落料件最大極限尺寸凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨損系數(shù)沖裁剪公差第十七頁，共35頁。2)沖孔凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸。沖孔件最大極限尺寸沖孔凸、凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨損系數(shù)沖裁剪公差第十八頁，共35頁。(2)凸凹模配加工時(shí)落料件，凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。沖孔件，凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。保證間隙在第十九頁，共35頁。使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸。剪面積減少，沖裁力下降。(4）結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全、方便，便于維修。第二十八頁，共35頁。AB段彈性變形(2）沖模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和一定尺寸精度。凸模下壓，材料內(nèi)部微裂紋擴(kuò)張，沖裁力急劇下降。(6）應(yīng)有確保沖模上下運(yùn)動(dòng)對中導(dǎo)向裝置。(2）沖模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和一定尺寸精度。間隙小→側(cè)壓力N↑→刃口磨損一次行程在不同工位連續(xù)t<3mm時(shí),H=2t第二十一頁，共35頁。沖孔凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),間隙取在凹模上。塑變BC.僅一道工序，無導(dǎo)向裝置，適用小批量精度

AB段彈性變形塑變BC.材料硬化，沖裁力上升，達(dá)最大值C點(diǎn)。

CD段，為沖裁斷裂階段。

剪面積減少，沖裁力下降。凸模下壓，材料內(nèi)部微裂紋擴(kuò)張，沖裁力急劇下降。沖壓力和沖模壓力中心1.沖裁力的大小及計(jì)算第二十頁，共35頁。目的：合理選擇壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具平刃口模具S-剪切斷面面積L-沖裁模周長-材料抗剪強(qiáng)度，一般取-材料厚度K=1.3修正系數(shù)計(jì)算第二十一頁，共35頁。(2)斜刃沖裁落料沖孔2.降低沖裁力的措施落料件凹模為斜刃沖孔件凸模為斜刃t<3mm時(shí),H=2t(1)加熱加熱到700

°C—900°C沖裁力降到1/3但斷面質(zhì)量差，精度低。t=3-10mm時(shí)，H=t逐步切入，沖裁力減少傾斜程度H沖裁力-沖裁力系數(shù)0.2-0.5當(dāng)H=t時(shí)當(dāng)H=2t時(shí)第二十二頁，共35頁。3.階梯沖裁斜刃沖裁優(yōu)點(diǎn)當(dāng)沖裁件很大時(shí)，降低沖裁力很顯著。缺點(diǎn)模具制造難度↑，刃口修磨困難，刃口形狀還要修正。用于形狀簡單、精度不高、料不太厚大件。大型覆蓋件落料中應(yīng)用較多。多凸模第二十三頁，共35頁。3.壓力機(jī)所需總沖壓力的計(jì)算推料力：將材料從凹模內(nèi)順沖裁方向推出所需之力。

卸料力：將材料（零件或廢料）從凸模上脫下所需之力。頂件力：將材料從凹模內(nèi)沿逆沖裁方向推出所需之力。

第二十四頁，共35頁?？倹_壓力材料及料厚K卸K推K頂鋼≤0.10.06-0.090.10.15>0.1-0.50.05-0.070.0650.08>0.5-2.50.025-0.060.050.06>2.5-6.50.02-0.050.0550.05鋁、鋁合金0.03-0.080.0250.03-0.07第二十五頁，共35頁。4.沖模壓力中心模具壓力中心:沖壓力合力作用點(diǎn).裁件周長第二十六頁，共35頁。沖裁模分類及結(jié)構(gòu)簡介沖裁模分類1.沖模的要求(2）沖模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和一定尺寸精度。(3）主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命。(4）結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全、方便，便于維修。(5）材料送進(jìn)、工件取出方便。(1）工件定位可靠。(6）應(yīng)有確保沖模上下運(yùn)動(dòng)對中導(dǎo)向裝置。(7）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。(8）沖模的結(jié)構(gòu)應(yīng)與壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。第二十七頁，共35頁。2.沖模的種類(1）按工藝性質(zhì)分沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模；(2）按工序組合分單工序模、連續(xù)模、復(fù)合模；(3）按材料送進(jìn)方式分為手動(dòng)送料模、半自動(dòng)送料模、自動(dòng)送料模；4）通用模、專用模；(5）無導(dǎo)向模、導(dǎo)板導(dǎo)向模和導(dǎo)柱導(dǎo)套模；第二十八頁，共35頁?；窘Y(jié)構(gòu)主要件工作件定位件凸模凹模凸凹模刃口鑲塊定位銷擋料銷導(dǎo)正銷導(dǎo)料板定位側(cè)刃壓料、卸料及出料件壓邊圈卸料板頂出器頂銷推桿3.沖模結(jié)構(gòu)組成及其作用第二十九頁，共35頁。輔助件導(dǎo)向件支承件緩沖件第三十頁，共35頁。1.簡單模沖裁模結(jié)構(gòu)僅一道工序，無導(dǎo)向裝置，適用小批量精度低簡單零件。第三十一頁，共35頁。2.連續(xù)模一次行程在不同工位連續(xù)沖出一個(gè)或多個(gè)制件，適用大批生產(chǎn)。第三十二頁，共35頁。3.復(fù)合模復(fù)合模是指沖床在一次行程中，完成落料、沖孔等多個(gè)工序的一種模具結(jié)構(gòu)。第三十三頁，共35頁。3.簡單模、連續(xù)模、復(fù)合模比較模具性能單工序沖模連續(xù)模復(fù)