冲裁工艺及冲裁模具的设计概述.pptx

简介：简介：冲裁是最基本的冲压工序。冲裁是最基本的冲压工序。本章是本课程的重点之一。本章是本课程的重点之一。在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，介绍冲裁工艺计算素的基础上，介绍冲裁工艺计算(j sun)、工、工艺方案制定。艺方案制定。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、间隙确定、刃口尺寸计算响因素、间隙确定、刃口尺寸计算(j sun)原原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算(j sun)等。等。第二章第二章 冲裁工艺及冲裁模具冲裁工艺及冲裁模具(mj)的设的设计计第一页，共85页。金属的应力-应变图1-实际(shj)应力曲线 2-假象应力曲线 第三页，共85页。冲压(chngy)变形理论基础塑性：塑性：表示材料表示材料(cilio)(cilio)塑性变形能力。它是指固体材料塑性变形能力。它是指固体材料(cilio)(cilio)在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。一、塑性变形的基本概念塑性指标：塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用衡量金属塑性高低的参数。常用(chn yn)(chn yn)塑性指标为延伸塑性指标为延伸率率和断面收缩率和断面收缩率。变形变形：弹性变形、塑性变形。第四页，共85页。冲压变形理论(lln)基础 金属受外力作用(wi l zu yn)产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化或应变刚现象：塑性变形对金属(jnsh)组织和性能的影响 金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。第五页，共85页。冲压(chngy)变形理论基础3金属塑性变形时的应力应变(yngbin)关系塑性力学(l xu)基础（续）弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性线性的、可逆可逆的，与加载历史无关无关；第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性非线性的、不可不可逆逆的，与加载历史有关有关。第六页，共85页。第三节 冲压变形(bin xng)理论基础 1硬化(ynghu)规律四、金属(jnsh)塑性变形的一些基本规律加工硬化：硬化曲线：=An塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示。第七页，共85页。第三节 冲压变形理论(lln)基础 3体积(tj)不变条件四、金属(jnsh)塑性变形的一些基本规律（续）金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：1+2+3=0 第八页，共85页。第三节 冲压变形理论(lln)基础 4最小阻力(zl)定律四、金属(jnsh)塑性变形的一些基本规律（续）在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律最小阻力定律。弱区先变形，变形区为弱区第九页，共85页。第三节 冲压变形理论(lln)基础 1冲压成形(chn xn)性能五、冲压材料及其冲压成形(chn xn)性能材料的冲压成形性能：材料的冲压性能好成形极限高成形质量好便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念成形极限高成形质量好材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。第十页，共85页。第三节 冲压变形(bin xng)理论基础 2冲压(chngy)成形性能的试验方法五、冲压材料及其冲压成形(chn xn)性能（续）间接试验和直接试验3板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度强度指标越高，产生相同变形量的力力就越大；塑性塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量变形量就越大；刚度刚度指标越高，成形时抵抗抵抗失稳起皱的能力就越大。不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。第十一页，共85页。冲裁模冲裁模冲裁模冲裁模：冲裁冲裁冲裁冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压(chngy)(chngy)(chngy)(chngy)工序。工序。工序。工序。1 1、基本工序：落料和冲孔。包括切口、修边等、基本工序：落料和冲孔。包括切口、修边等、基本工序：落料和冲孔。包括切口、修边等、基本工序：落料和冲孔。包括切口、修边等2 2、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的 一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。3 3、落料、冲孔变形机理是一样、落料、冲孔变形机理是一样、落料、冲孔变形机理是一样、落料、冲孔变形机理是一样(yyng)(yyng)的。的。的。的。但因所取不同，模具设计原则不一样但因所取不同，模具设计原则不一样但因所取不同，模具设计原则不一样但因所取不同，模具设计原则不一样(yyng)(yyng)。冲裁工序所使用冲裁工序所使用冲裁工序所使用冲裁工序所使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)的模具。它是冲裁过程必不的模具。它是冲裁过程必不的模具。它是冲裁过程必不的模具。它是冲裁过程必不可少的工艺装备。可少的工艺装备。可少的工艺装备。可少的工艺装备。特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。分类分类分类分类:普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模第十二页，共85页。第十三页，共85页。第一节第一节 冲裁过程冲裁过程(guchng)(guchng)分析分析一、冲裁变形区力学一、冲裁变形区力学一、冲裁变形区力学一、冲裁变形区力学(l xu)(l xu)分析分析分析分析1 1、板料受力、板料受力、板料受力、板料受力 冲裁时作用冲裁时作用冲裁时作用冲裁时作用(zuyng)(zuyng)于板料上的力于板料上的力于板料上的力于板料上的力 1-1-凸模凸模凸模凸模 2-2-板材板材板材板材 3-3-凹模凹模凹模凹模 四对四对四对四对力力力力：F Fp1p1、F Fp2p2模具对板的垂直作用力模具对板的垂直作用力模具对板的垂直作用力模具对板的垂直作用力F F1 1、F F2 2模具对板的侧压力模具对板的侧压力模具对板的侧压力模具对板的侧压力 F Fp1p1、F Fp2 p2 模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力 F F1 1、F F2 2 模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力一个一个一个一个力矩力矩力矩力矩：由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生弯矩弯矩弯矩弯矩。弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大第十四页，共85页。2 2、变形、变形、变形、变形(bin xng)(bin xng)区应力状态（无卸料板压紧板料时）区应力状态（无卸料板压紧板料时）区应力状态（无卸料板压紧板料时）区应力状态（无卸料板压紧板料时）1 1径向应力，径向应力，径向应力，径向应力，2 2 切向应力，切向应力，切向应力，切向应力，3 3 轴向应力轴向应力轴向应力轴向应力A A：凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力 3 3（+），弯曲与，弯曲与，弯曲与，弯曲与凸模侧压致径向压应力凸模侧压致径向压应力凸模侧压致径向压应力凸模侧压致径向压应力 1 1（-），切向为弯曲引起切向为弯曲引起切向为弯曲引起切向为弯曲引起的压应力与侧压引起的拉应力的合成应力的压应力与侧压引起的拉应力的合成应力的压应力与侧压引起的拉应力的合成应力的压应力与侧压引起的拉应力的合成应力 2 2（-）B B：模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力C C：板料纤维方向板料纤维方向板料纤维方向板料纤维方向 1 1（+），轴向），轴向），轴向），轴向 3 3（-）D D：凹模挤压致凹模挤压致凹模挤压致凹模挤压致 3 3（-），板弯曲致），板弯曲致），板弯曲致），板弯曲致 1 1（+）2 2（+）E E：轴向拉应力轴向拉应力轴向拉应力轴向拉应力 3 3（+），合成应力，合成应力，合成应力，合成应力 2 2（？）（？）（？）（？）1 1（？）可能受拉，也可能受压，与间隙（？）可能受拉，也可能受压，与间隙（？）可能受拉，也可能受压，与间隙（？）可能受拉，也可能受压，与间隙(jin x)(jin x)有有有有关。关。关。关。第十五页，共85页。间隙正常、刃口间隙正常、刃口间隙正常、刃口间隙正常、刃口(rn ku)(rn ku)(rn ku)(rn ku)锋利情况下，冲裁变形过程按凸模行程锋利情况下，冲裁变形过程按凸模行程锋利情况下，冲裁变形过程按凸模行程锋利情况下，冲裁变形过程按凸模行程 可分为三个阶段：可分为三个阶段：可分为三个阶段：可分为三个阶段：二、冲裁变形二、冲裁变形(bin xng)过程过程1 1弹性弹性弹性弹性(tnxng)(tnxng)变形阶段变形阶段变形阶段变形阶段 变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力 。2 2塑性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段 变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。3 3断裂分离阶段断裂分离阶段断裂分离阶段断裂分离阶段 变形区内部材料应力大于强度极限。变形区内部材料应力大于强度极限。变形区内部材料应力大于强度极限。变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展材料分离材料分离材料分离材料分离 第十六页，共85页。冲裁件质量冲裁件质量冲裁件质量冲裁件质量(zhling)(zhling)(zhling)(zhling)：第二节第二节第二节第二节 冲裁件的质量冲裁件的质量冲裁件的质量冲裁件的质量(zhling)(zhling)分析分析分析分析垂直垂直垂直垂直(chuzh(chuzh(chuzh(chuzh)、光、光、光、光洁、毛洁、毛洁、毛洁、毛刺小刺小刺小刺小 图纸规定图纸规定图纸规定图纸规定的公差范的公差范的公差范的公差范围内围内围内围内 外形满足图纸要外形满足图纸要外形满足图纸要外形满足图纸要求；表面平直，求；表面平直，求；表面平直，求；表面平直，即拱弯小即拱弯小即拱弯小即拱弯小指指指指断面质量断面质量断面质量断面质量、尺寸精度尺寸精度尺寸精度尺寸精度和和和和形状误差形状误差形状误差形状误差。第十七页，共85页。1 1、冲冲裁裁件件断断面面(dun(dun min)min)组组成成与表面质量与表面质量 断断断断面面面面的的的的形形形形成成成成、组组组组成成成成(z(z(z(z chn)chn)chn)chn)与特征与特征与特征与特征圆角带（塌角）圆角带（塌角）圆角带（塌角）圆角带（塌角）a a：刃口刃口刃口刃口(rn ku)(rn ku)压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带光亮带光亮带光亮带b b：塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸断裂带断裂带断裂带断裂带c c：裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。毛刺区毛刺区毛刺区毛刺区d d：由由由由于于于于间间间间隙隙隙隙存存存存在在在在，裂裂裂裂纹纹纹纹产产产产生生生生不不不不在在在在刃刃刃刃尖尖尖尖，毛毛毛毛刺刺刺刺不不不不可可可可避避避避免免免免。此此此此外外外外，间间间间隙隙隙隙不不不不正正正正常常常常、刃刃刃刃口口口口不不不不锋锋锋锋利利利利，还还还还会会会会加加加加大大大大毛刺。毛刺。毛刺。毛刺。表面质量表面质量表面质量表面质量第十八页，共85页。垫圈垫圈垫圈垫圈(din qun)(din qun)的落料与冲孔的落料与冲孔的落料与冲孔的落料与冲孔 a)a)落料落料落料落料 b)b)冲孔冲孔冲孔冲孔 第十九页，共85页。落料冲孔复合落料冲孔复合落料冲孔复合落料冲孔复合(fh)(fh)模模模模1-1-下模板下模板下模板下模板 2-2-卸料螺卸料螺卸料螺卸料螺钉钉钉钉 3-3-导柱导柱导柱导柱 4-4-固定板固定板固定板固定板 5-5-橡胶橡胶橡胶橡胶 6-6-导料销导料销导料销导料销 7-7-落料凹落料凹落料凹落料凹模模模模 8-8-推件推件推件推件块块块块 9-9-固定板固定板固定板固定板 10-10-导套导套导套导套 11-11-垫垫垫垫板板板板 12 12、20-20-销钉销钉销钉销钉 13-13-上模板上模板上模板上模板 14-14-模模模模柄柄柄柄 15-15-打杆打杆打杆打杆 1616、21-21-螺钉螺钉螺钉螺钉 17-17-冲孔凸模冲孔凸模冲孔凸模冲孔凸模 18-18-凸凹模凸凹模凸凹模凸凹模 19-19-卸卸卸卸料板料板料板料板 22-22-挡料销挡料销挡料销挡料销 第二十页，共85页。冲裁区应力、变形和冲裁件正常冲裁区应力、变形和冲裁件正常冲裁区应力、变形和冲裁件正常冲裁区应力、变形和冲裁件正常(zhngchng)(zhngchng)的断面状况的断面状况的断面状况的断面状况a a）冲孔件）冲孔件）冲孔件）冲孔件 b b）落料件）落料件）落料件）落料件 毛刺毛刺毛刺毛刺(moc(moc)断裂带断裂带断裂带断裂带光亮光亮光亮光亮(un(un lin)lin)带带带带塌角塌角塌角塌角第二十一页，共85页。冲裁变形冲裁变形冲裁变形冲裁变形(bin(bin(bin(bin xng)xng)xng)xng)过程过程过程过程第二十二页，共85页。2 2、冲裁件断面、冲裁件断面、冲裁件断面、冲裁件断面(dun min)(dun min)质量的影响因素质量的影响因素质量的影响因素质量的影响因素(1)材料材料(cilio)性能的影响性能的影响(2)模具间隙模具间隙(jin x)的影响的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度(3)模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当当当当凸凸凸凸、凹凹凹凹模模模模刃刃刃刃口口口口同同同同时时时时磨磨磨磨钝钝钝钝时时时时，则则则则冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件上上上上、下下下下端端端端都都都都会会会会产产产产生生生生毛刺。毛刺。毛刺。毛刺。a、b b、d大，大，c小小小小第二十三页，共85页。3、冲裁件尺寸精度、冲裁件尺寸精度(jn d)及其影响因素及其影响因素冲裁件的尺寸精度：冲裁件的尺寸精度：冲裁件的尺寸精度：冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸指冲裁件的实际尺寸与图纸指冲裁件的实际尺寸与图纸指冲裁件的实际尺寸与图纸(tzh)(tzh)(tzh)(tzh)上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。影响影响(yngxing)因素：因素：该差值包括两方面的偏差：该差值包括两方面的偏差：该差值包括两方面的偏差：该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。（1 1）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2 2）材料的性质材料的性质（3）冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙（4）冲裁件的形状冲裁件的形状（5）模具结构模具结构第二十四页，共85页。第三节第三节 冲裁间隙冲裁间隙(jin x)(jin x)一、间隙一、间隙(jin x)的重要性的重要性冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙(jin x)Z(jin x)Z：Z=DA-dT Z=DA-dT指指冲冲裁裁模模中中凹凹模模刃刃口口横横向向尺尺寸寸DA与与凸凸模模刃刃口口横横向向尺尺寸寸d dT T的的的的差差差差值值值值。亦亦亦亦称称称称双双面面间间隙隙，用用Z Z表示。表示。Z/2/2称称为为单单单单面面面面间间间间隙隙隙隙，通通常常用用c表示。表示。表示。表示。c=（DA-dT T）/2/2第二十五页，共85页。1、间隙、间隙(jin x)对冲裁件质量的对冲裁件质量的影响影响间隙的大小间隙的大小(dxio)与分布的均匀性是影响冲裁件与分布的均匀性是影响冲裁件质量的主要因素。质量的主要因素。1）间隙对冲裁断面）间隙对冲裁断面(dun min)质量的影响质量的影响 间间隙隙小小，材材料料弯弯曲曲与与拉拉应应力力，裂裂纹纹较较晚晚产产生生 光光亮带亮带，出现二次剪裂，产生第二光亮带；，出现二次剪裂，产生第二光亮带；间间隙隙大大，材材料料弯弯曲曲与与拉拉应应力力，裂裂纹纹较较早早产产生生 光光亮亮带带，塌角、剪裂带，塌角、剪裂带 间间隙隙合合适适，上上下下裂裂纹纹与与最最大大切切应应力力方方向向一一致致、重重合合，断断面面(dun min)平平直直、光光洁洁，毛毛刺刺 断断面面(dun min)质量较好。为合理冲裁间隙。质量较好。为合理冲裁间隙。第二十六页，共85页。2 2）间隙对尺寸精度）间隙对尺寸精度）间隙对尺寸精度）间隙对尺寸精度(jn d)(jn d)的影响的影响的影响的影响 间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力工件脱模后弹性恢复：工件脱模后弹性恢复：工件脱模后弹性恢复：工件脱模后弹性恢复：孔尺寸孔尺寸孔尺寸孔尺寸 凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸;落料尺寸落料尺寸落料尺寸落料尺寸 凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸 间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：孔尺寸孔尺寸孔尺寸孔尺寸 凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸;落料尺寸落料尺寸落料尺寸落料尺寸 凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸3 3）间隙对工件弯曲）间隙对工件弯曲）间隙对工件弯曲）间隙对工件弯曲(wnq)(wnq)度的影响度的影响度的影响度的影响 材料受弯矩作用材料受弯矩作用材料受弯矩作用材料受弯矩作用 变形时产生弯曲变形时产生弯曲变形时产生弯曲变形时产生弯曲(wnq)(wnq)脱模后工件脱模后工件脱模后工件脱模后工件残留有一定的弯曲残留有一定的弯曲残留有一定的弯曲残留有一定的弯曲(wnq)(wnq)度度度度 间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径 工件弯曲工件弯曲工件弯曲工件弯曲(wnq)(wnq)严重严重严重严重第二十七页，共85页。第二十八页，共85页。2、间间隙隙(jin x)对对冲冲裁裁力力的的影响影响 间间隙隙小小，材材料料受受拉拉应应力力，压压应应力力冲冲裁裁力力，且且产产生裂纹后冲裁力不是急剧下降。生裂纹后冲裁力不是急剧下降。间间隙隙增增大大，冲冲裁裁力力有有一一定定程程度度的的降降低低，但但影影响响不不是是很很大。大。间间隙隙对对卸卸料料力力、推推件件力力的的影影响响比比较较显显著著。随随间间隙隙增增大大，卸料力和推件力都将减小。卸料力和推件力都将减小。间间隙隙合合适适，上上下下裂裂纹纹与与最最大大切切应应力力方方向向一一致致(yzh)(yzh)、重合重合产生裂纹后剪切力急剧下降。产生裂纹后剪切力急剧下降。第二十九页，共85页。小小间间隙隙将将使使磨磨损损增增加加，甚甚至至使使模模具具与与材材料料之之间间产产生生粘粘结结现现象象，并并引引起起崩崩刃刃、凹凹模模胀胀裂裂、小小凸凸模模折折断断、凸凸凹凹模模相相互啃刃等异常互啃刃等异常(ychng)(ychng)损坏。损坏。为为为为了了了了延延延延长长长长(ynchng)(ynchng)(ynchng)(ynchng)模模模模具具具具寿寿寿寿命命命命，在在在在保保保保证证证证冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件质质质质量量量量的的的的前前前前提下提下提下提下 1)1)采用适当或较大的间隙值；采用适当或较大的间隙值；采用适当或较大的间隙值；采用适当或较大的间隙值；2)2)减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；3)3)采用小间隙时必须提高模具采用小间隙时必须提高模具采用小间隙时必须提高模具采用小间隙时必须提高模具(mj)(mj)硬度与光洁度、精度；硬度与光洁度、精度；硬度与光洁度、精度；硬度与光洁度、精度；4)4)改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。3 3、间隙对模具寿命的影响、间隙对模具寿命的影响模具寿命分为模具寿命分为模具寿命分为模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命刃磨寿命刃磨寿命和和和和模具总寿命模具总寿命。失效原因：失效原因：失效原因：失效原因：磨损磨损、变形变形、崩刃崩刃崩刃崩刃、折断折断和和和和胀裂胀裂。第三十页，共85页。二、冲裁模间隙二、冲裁模间隙(jin x)值的确定值的确定从从从从使使使使用用用用角角角角度度度度：iiiiii）对对对对尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度和和和和断断断断面面面面(dun(dun min)min)垂垂垂垂直直直直度度度度要要要要求求求求高的工件，取较小合理间隙。高的工件，取较小合理间隙。高的工件，取较小合理间隙。高的工件，取较小合理间隙。iv iv）对对对对尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度和和和和断断断断面面面面(dun(dun min)min)垂垂垂垂直直直直度度度度要要要要求求求求不不不不高高高高的的的的工工工工件件件件，以以以以降降降降低低低低冲冲冲冲裁裁裁裁力力力力、提提提提高高高高模模模模具具具具寿寿寿寿命命命命为为为为主主主主，取取取取较较较较大大大大的的的的合理间隙。合理间隙。合理间隙。合理间隙。从从设设计计角角度度：i）考考虑虑到到生生产产过过程程中中的的磨磨损损使使间间隙隙变变大大，在在设设计计与与制制造造新新模模具具(mj)时时应应采采用用最最小小合合理理间间隙隙 Zmin ii）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大1.1.确定原则：确定原则：确定原则：确定原则：第三十一页，共85页。1）理论确定）理论确定(qudng)法法以保证变形时上下裂纹重合为基础以保证变形时上下裂纹重合为基础2 2）经验）经验）经验）经验(jngyn)(jngyn)确定法（查表）确定法（查表）确定法（查表）确定法（查表）2.2.确定确定确定确定(qudng)(qudng)方法：方法：方法：方法：较小间隙值较小间隙值较小间隙值较小间隙值高精度要求时高精度要求时高精度要求时高精度要求时较大间隙值较大间隙值精度要求不高精度要求不高 Z=f f（t t，或或）非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同的国家、不同的行业，根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据第三十二页，共85页。间隙对剪切裂纹与断面间隙对剪切裂纹与断面间隙对剪切裂纹与断面间隙对剪切裂纹与断面(dun min)(dun min)质量的影响质量的影响质量的影响质量的影响a a）间隙过小）间隙过小）间隙过小）间隙过小 b b）间隙合理）间隙合理）间隙合理）间隙合理 c c）间隙过大）间隙过大）间隙过大）间隙过大 第三十三页，共85页。凸、凹模刃口凸、凹模刃口凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)(rn ku)(rn ku)磨钝时毛刺的形成情况磨钝时毛刺的形成情况磨钝时毛刺的形成情况磨钝时毛刺的形成情况第三十四页，共85页。第四节第四节 凸模和凹模工作部分尺寸凸模和凹模工作部分尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算1 1冲裁件的断面都带有锥度。冲裁件的断面都带有锥度。冲裁件的断面都带有锥度。冲裁件的断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端(ddun)(ddun)尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端端端端(ddun)(ddun)（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。尺寸等于凸模尺寸。尺寸等于凸模尺寸。尺寸等于凸模尺寸。2 2凸模轮廓凸模轮廓凸模轮廓凸模轮廓(lnku)(lnku)越磨越小，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓(lnku)(lnku)越磨越大，结果使越磨越大，结果使越磨越大，结果使越磨越大，结果使间隙越用越大。间隙越用越大。间隙越用越大。间隙越用越大。一、凸、凹模刃口尺寸计算原则一、凸、凹模刃口尺寸计算原则生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：第三十五页，共85页。1、先确定基准、先确定基准(jzhn)件件 落料：以凹模为基准落料：以凹模为基准(jzhn)，间隙取在凸模上；，间隙取在凸模上；冲孔：以凸模为基准冲孔：以凸模为基准(jzhn)，间隙取在凹模上。，间隙取在凹模上。2 2、考虑冲模、考虑冲模、考虑冲模、考虑冲模(chngm)(chngm)的磨损规律的磨损规律的磨损规律的磨损规律 设计落料模时，凹模刃口磨损设计落料模时，凹模刃口磨损设计落料模时，凹模刃口磨损设计落料模时，凹模刃口磨损 工件尺寸工件尺寸工件尺寸工件尺寸 。凹模基本尺寸。凹模基本尺寸。凹模基本尺寸。凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；应取接近或等于工件的最小极限尺寸；应取接近或等于工件的最小极限尺寸；应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模刃口磨损设计冲孔模时，凸模刃口磨损设计冲孔模时，凸模刃口磨损设计冲孔模时，凸模刃口磨损 工件孔尺寸工件孔尺寸工件孔尺寸工件孔尺寸。凸模基本尺。凸模基本尺。凸模基本尺。凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。计算计算(j sun)原则：原则：第三十六页，共85页。3 3、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用(xunyng)(xunyng)最小合理间隙值最小合理间隙值最小合理间隙值最小合理间隙值ZminZmin。4、选选择择模模具具刃刃口口制制造造公公差差时时，要要考考虑虑工工件件精精度度与与模模具具精精度度的的关关系系，即即要要保保证证工工件件的的精精度度要要求求，又又要要保保证证有有合合理的间隙值。理的间隙值。一般一般(ybn)冲模精度较工件精度高冲模精度较工件精度高23级；级；对未注工件公差尺寸：对未注工件公差尺寸：非圆形工件：零件按非圆形工件：零件按IT14级处理，冲模取级处理，冲模取 IT11级级 圆形工件：零件按圆形工件：零件按IT910级处理，冲模取级处理，冲模取 IT67级级第三十七页，共85页。（加工（加工（加工（加工(ji gng)/(ji gng)/(ji gng)/(ji gng)/测量方法）测量方法）测量方法）测量方法）1 1、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开(fn ki)(fn ki)加工加工加工加工/特特特特点点点点二、凸、凹模刃口二、凸、凹模刃口(rn ku)尺寸的计算方法尺寸的计算方法 具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保证，需具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保证，需具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保证，需具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。提高加工精度，增加制造难度。提高加工精度，增加制造难度。提高加工精度，增加制造难度。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。复杂形状多用配合加工方法。复杂形状多用配合加工方法。复杂形状多用配合加工方法。复杂形状多用配合加工方法。配合件以合理间隙配合件以合理间隙ZminminZ Zmaxmax配作。配作。配作。配作。2、凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模配合加工配合加工 /特点特点特点特点第三十八页，共85页。模具刃口计算模具刃口计算(j sun)(j sun)、标注原则、标注原则 1 1、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开、凹模、凸模分开(fn ki)(fn ki)加加加加工工工工 分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸 分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造(zhzo)(zhzo)公差。公差。公差。公差。只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸模）只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸模）的刃口尺寸与制造公差；的刃口尺寸与制造公差；配合件以合理间隙配合件以合理间隙ZminZmax配作。只标注基本尺寸，配作。只标注基本尺寸，但特别注明但特别注明“与与零件配作（配制）零件配作（配制）零件配作（配制）零件配作（配制）”2、凹模、凸模凹模、凸模配合加工配合加工配合加工配合加工第三十九页，共85页。1、按凸模与凹模图样分别、按凸模与凹模图样分别(fnbi)加工法加工法（1 1）落料：）落料：）落料：）落料：（工件（工件（工件（工件(gngjin)(gngjin)尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：D D ）（2）冲孔）冲孔(chn kn)（工件尺寸：（工件尺寸：d ）（3）（多孔凹模）孔心距（多孔凹模）孔心距 （工件尺寸：（工件尺寸：=L L +0 0 0 0 基准基准基准基准基准基准基准基准L L 第四十页，共85页。为了保证可能的初始为了保证可能的初始(ch sh)间隙不超过间隙不超过Zmax，即，即 凸、凹模的制造凸、凹模的制造凸、凹模的制造凸、凹模的制造(zhzo)(zhzo)公差，可按公差，可按公差，可按公差，可按IT6IT6IT7IT7级来选取，级来选取，级来选取，级来选取，也可查表选取，但需校核。或取也可查表选取，但需校核。或取也可查表选取，但需校核。或取也可查表选取，但需校核。或取 +Zmin Z Zmaxmax 为模具设计为模具设计为模具设计为模具设计总使用寿命总使用寿命总使用寿命总使用寿命期内的磨损量，期内的磨损量，=0.51=0.51制造制造制造制造(zhzo)(zhzo)公差选取必须满足以下条件：公差选取必须满足以下条件：公差选取必须满足以下条件：公差选取必须满足以下条件：IT 10,IT 10,大批量大批量大批量大批量,=1=1IT 1113,IT 1113,中等批量中等批量中等批量中等批量,IT 14,IT 14,小批量小批量小批量小批量,精度越高，模具容易磨损；精度越高，模具容易磨损；精度越高，模具容易磨损；精度越高，模具容易磨损；批量越大，要求的磨损次数多。批量越大，要求的磨损次数多。批量越大，要求的磨损次数多。批量越大，要求的磨损次数多。故：取磨损量越大故：取磨损量越大故：取磨损量越大故：取磨损量越大第四十一页，共85页。（1 1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型型型型(lixng)(lixng)：磨损后变大，变小还是不变。：磨损后变大，变小还是不变。：磨损后变大，变小还是不变。：磨损后变大，变小还是不变。A A磨损后尺寸增大磨损后尺寸增大磨损后尺寸增大磨损后尺寸增大,B,B磨损后减小，磨损后减小，磨损后减小，磨损后减小，C C 尺寸不变尺寸不变尺寸不变尺寸不变（2 2）根据尺寸类型）根据尺寸类型）根据尺寸类型）根据尺寸类型(lixng)(lixng)，采用不同计算公式计算基准，采用不同计算公式计算基准，采用不同计算公式计算基准，采用不同计算公式计算基准件的各尺寸。件的各尺寸。件的各尺寸。件的各尺寸。尺寸尺寸尺寸尺寸A A，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。尺寸尺寸尺寸尺寸B B，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算