沖裁變形過程分析

第3章沖裁模設(shè)計與制造內(nèi)容簡介：

沖裁是最基本的沖壓工序。本章是本課程的重點章。在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設(shè)計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計方法與步驟等。

第3章沖裁模設(shè)計與制造1．了解沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素；2．掌握沖裁模間隙確定、刃口尺寸計算、排樣設(shè)計、沖裁力計算等設(shè)計計算方法。3．掌握沖裁工藝性分析與工藝設(shè)計方法；4．認(rèn)識沖裁模典型結(jié)構(gòu)（尤其是級進(jìn)模和復(fù)合模）及特點，了解模具標(biāo)準(zhǔn)，掌握模具零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法；5．掌握沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。學(xué)習(xí)目的與要求：第3章沖裁模設(shè)計與制造1．沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；2．刃口尺寸計算原則和方法；3．沖裁工藝性分析與工藝方案制定；4．沖裁模典型結(jié)構(gòu)及特點；5．沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；6．沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。重點：難點：1．沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；2．刃口尺寸計算原則和方法；3．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用；4．沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。

第3章沖裁模設(shè)計與制造本章目錄3.1沖裁變形過程分析3.2沖裁件的工藝性3.3沖裁間隙3.4凸、凹模人口尺寸的確定3.5排樣3.6沖壓力與壓力中心的計算3.7沖裁模的典型結(jié)構(gòu)3.8沖裁模主要零部件的設(shè)計與選用3.9沖裁模零件的制造3.10沖裁模的裝配與調(diào)試3.11沖裁模設(shè)計與制造步驟及實例3.1沖裁變形過程分析第3章沖裁模設(shè)計與制造分類:沖裁模：沖裁：利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。基本工序：落料和沖孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件。沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的工藝裝備。凸、凹模刃口鋒利，間隙小。普通沖裁、精密沖裁第3章沖裁工藝與模具設(shè)計墊圈的落料與沖孔

a)落料

b)沖孔

沖裁變形過程分析第3章沖裁模設(shè)計與制造沖裁變形時板材變形區(qū)受力情況分析

沖裁時作用于板料上的力

1-凸模

2-板材

3-凹模

了解和掌握沖裁變形規(guī)律，有利于沖裁工藝與沖裁模設(shè)計，控制沖裁件質(zhì)量。凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生彎矩。

第3章沖裁工藝與模具設(shè)計沖裁變形過程間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：第3章沖裁模設(shè)計與制造3.2.2沖裁變形過程1．彈性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力小于屈服應(yīng)力。2．塑性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于屈服應(yīng)力。

凸、凹模間隙存在，變形復(fù)雜，并非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。3．?dāng)嗔逊蛛x階段

變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強(qiáng)度極限。裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面凸模刃口附近的側(cè)面上、下裂紋擴(kuò)展相遇材料分離沖裁件質(zhì)量：第3章沖裁模設(shè)計與制造3.2.3沖裁件質(zhì)量及其影響因素垂直、光潔、毛刺小圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。3.2沖裁變形過程分析第3章沖裁工藝與模具設(shè)計沖裁區(qū)應(yīng)力、變形和沖裁件正常的斷面狀況a）沖孔件b）落料件

第3章沖裁模設(shè)計與制造1、沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素

斷面特征圓角帶a：刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形。光亮帶b：塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。斷裂帶c：裂紋形成及擴(kuò)展。毛刺區(qū)d：間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。3.2.3沖裁件質(zhì)量及其影響因素第3章沖裁模設(shè)計與制造3.2.3沖裁件質(zhì)量及其影響因素

影響斷面質(zhì)量的因素：1）材料性能的影響2）模具間隙的影響3）模具刃口狀態(tài)的影響1、沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素第3章沖裁工藝與沖裁模設(shè)計沖裁間隙Z：

指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。

Z=DA-

dT第3章沖裁模設(shè)計與制造材料力學(xué)性能對斷面質(zhì)量的影響

塑性好：裂紋出現(xiàn)的較晚，材料被剪切擠壓的深度較大，因而光面所占比例大，毛面較小，但塌角、毛刺也較大。塑性差：裂紋出現(xiàn)較早，光面所占比例小，毛面較大，但塌角和毛刺都較小。第3章沖裁工藝與沖裁模設(shè)計間隙對剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響ａ）間隙過?。猓╅g隙合理ｃ）間隙過大

第3章沖裁模設(shè)計與制造模具間隙對斷面質(zhì)量的影響

模具間隙合理時：上下刃口的裂紋基本重合，光面占板厚的1/3-1/2，塌角、毛刺和毛面斜角較小，斷面質(zhì)量較好。間隙較大時：拉伸作用增大，塑性階段較早結(jié)束，光面減小，毛面增大，塌角、毛刺也較大，沖裁件的穹彎增大，上下裂紋不重合，兩者向內(nèi)再重合，毛面斜角增大，斷面質(zhì)量不好。間隙過小：擠壓作用增大，上下裂紋不重合，材料距上下裂紋最近處產(chǎn)生二次剪裂，產(chǎn)生第二光面或斷續(xù)的小光亮塊，毛刺薄而高（易去除），兩個光亮帶的毛面內(nèi)有潛伏裂紋（不深仍可使用）。第3章沖裁模設(shè)計與制造模具刃口狀態(tài)對斷面質(zhì)量的影響凸、凹模刃口磨鈍后，擠壓作用增大，圓角和光面增大，落料件上端和孔口下端產(chǎn)生明顯的毛刺。凸模刃口磨鈍后，落料件上產(chǎn)生明顯毛刺。凹模刃口磨鈍后，沖孔件上產(chǎn)生明顯毛刺。凸、凹模刃口磨鈍時毛刺的形成情況a)凹模磨鈍b)凸模磨鈍c)凸、凹模均磨鈍第3章沖裁工藝與模具設(shè)計3.2.3沖裁件質(zhì)量及其影響因素

沖裁件尺寸精度：沖裁件實際尺寸與基本尺寸之差，差值越小，精度越高。以光面為準(zhǔn)。該差值包括兩方面的偏差：一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠睿?/p>

二是模具本身的制造偏差。

2、沖裁件尺寸精度及其影響因素第3章沖裁工藝與模具設(shè)計尺寸精度影響因素1模具的制造精度2材料的性質(zhì)——回彈，E越大越好3沖裁間隙間隙過大，沖裁件的尺寸向?qū)嶓w方向收縮，落料小于凹模，沖孔尺寸大于凸模。間隙過下，沖裁件的尺寸向?qū)嶓w方向收縮，落料大于凹模，沖孔尺寸小于凸模。4沖裁件形狀和尺寸——越簡單越好δ

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δ為沖裁件相對于凸、凹模尺寸的偏差