文档介绍：冲裁工艺及模具设计
第二章
冲裁工艺及模具设计
冲裁变形的过程
冲裁间隙
凸、凹模刃口尺寸及公差
冲裁力的计算
工件的排样与搭边
冲裁工艺的设计
冲裁模的结构与设计
冲裁模设计中应注意的安全问题
冲裁工艺及模具设计
冲裁变形的过程
冲裁
冲裁是利用冲裁模使板料产生分离的冲压工序。从广义上说,冲裁是分离工序的总称,包括落料、冲孔、切口、修边、剖切等多种工序。冲裁可以直接冲出成品零件,也可以为其它工序制备毛坯。从板料上冲下所需形状的零件(或毛坯)叫落料,在工件或板料上冲出所需形状的孔(冲去的为废料)叫冲孔。
冲裁工艺及模具设计
1-凸模固定板;2—凸模;3—卸料板;4—板料;5—凹模
图2-1 冲裁工作示意图
冲裁工艺及模具设计
冲裁时的工作过程如图2-1。凸模2通过压力机的滑块带动上下往复运动,凹模5固定不动,板料4放置在凹模5面上。当凸模2上下运动时,由于凸凹模刃口的作用,使板料受剪分离,冲下零件或废料从凹模孔漏下;当凸模向上运动时,由于卸料板3的作用,将紧箍在凸模上的材料卸下。凸模和凹模之间存在有一定间隙(间隙的选取,将在第二节详细介绍)。
冲裁工艺及模具设计
冲裁的变形过程
常用金属板材的冲裁变形过程如图2-2所示,模具间隙正常情况下,大致分为三个阶段。
a)弹性变形阶段; b)塑性变形阶段; c)断裂分离阶段
图2-2 冲裁变形过程
冲裁工艺及模具设计
(1)弹性变形阶段
凸模接触板料后,开始压缩材料,变形区内产生弹性压缩、拉伸与弯曲等变形。此时凸模微量挤入材料,材料的另一侧也略为挤入凹模刃口,如图2-2(a)。随着凸模的继续压入,变形区的材料达到弹性极限。这时凸模下的材料略有弯曲,而凹模上的材料略有向上翘曲。间隙越大这种现象越明显。
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(2)塑性变形阶段
当凸模继续压入,压力增加,变形区内的材料进入塑性变形阶段,如图2-2(b)。这时,凸模将部分材料挤入凹模刃口内,材料产生塑剪变形,形成光亮的剪切断面。由于塑性变形的发生,参与变形的材料加工硬化加剧,致使冲裁力增大,当刃口附近的材料由于拉应力的作用而出现裂纹时,冲裁力达到最大值。这时也标志着塑性变形阶段结束。
(3)断裂分离阶段
凸模再继续下行,塑性变形阶段已经形成的裂纹逐步扩大并向材料内延伸,当材料上下面的裂纹相遇重合时,材料便被剪断分离,如图2-2(c)。
冲裁工艺及模具设计
冲裁件的质量
影响冲裁件尺寸精度的因素
(1) 冲裁模的制造精度冲裁模的制造精度对冲裁件尺寸精度有直接的影响,冲裁模精度越高,冲裁件的精度越高。表2-1为冲模有合理间隙、刃口锋利时,冲模制造精度与制件尺寸的精度关系。
表2-1 冲模制造精度与冲裁件尺寸精度之间的关系
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(2) 工件材料的力学性能冲裁过程中,材料发生一定的弹性变形,冲裁结束会发生“回弹”现象,使工件尺寸与凹模尺寸不相符,若是冲孔的尺寸与凸模不符,影响了工件尺寸精度。故材料的力学性能决定了该材料在冲裁过程中的弹性变形量。材料越软,弹性变形量越小,回弹也越小,冲裁件的尺寸精度越高。反之,冲裁件尺寸精度越低。
(3) 工件的相对厚度工件相对厚度对冲裁件尺寸精度也有影响。相对厚度(t-材料厚度,D-冲裁件直径)越大,弹性变形量越小,冲裁件的尺寸精度越高。