第二章 冲裁工艺及模具设计-课件（PPT演示）.ppt

冲压工艺及冲模设计
谭险峰
(tanxf_niat@ ********** )
南昌航空大学塑性工程系
2/19/2018
第二章冲裁工艺及模具设计
本章教学目的:
了解冲裁变形过程、变形机理以及冲裁间隙对冲裁工
艺的影响;
掌握冲裁模工作部分刃口尺寸的计算方法;
掌握冲裁力、卸料力及推件力的计算及降低冲裁力的
方法;
了解冲裁件的排样方法和冲裁工艺分析方法;
了解普通冲裁和精密冲裁的区别。
2/19/2018
冲裁(Blanking)工艺是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工序。
分类:普通冲裁和精密冲裁。
通常所说的冲裁是指普通冲裁,它包括落料(Blanking)、冲孔(Punching)、切口、剖切(Parting)、修边等(但一般所指是落料和冲孔)。
用途:为弯曲、拉深、成形、冷挤压等工序准备毛坯,也可直接制作零件。
从板料上冲下所需形状的零件(或毛坯)叫落料;在工件上冲出所需形状的孔(冲去的为废料)叫冲孔。
冲裁所使用的模具称为冲裁模,如落料模、冲孔模、切边模、冲切模等。
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2/19/2018
§2-1 冲裁变形机理
一、冲裁变形时板料变形区力学分析
受力情况
假设:①刃口锋利;
②间隙合理。
共四对力
凸、凹模间隙存在,产生弯矩 M。
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冲裁时的应力状态
凸模下压引起轴向应力σ3
板料弯曲与凸模侧压力引起径向应力σ1
切向应力σ2为板料弯曲引起的压应力与侧压力引起的拉应力的合成应力
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裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面
凸模刃口附近的侧面
上、下裂纹扩展相遇
材料分离
弹性变形阶段
塑性变形阶段
断裂分离阶段
二、冲裁变形过程
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冲裁时的变形区
冲裁时,材料的变形量是由受力状态所决定的,以上、下刃尖连线为中心的纺锤形区域为主要变形区,从模具刃尖向材料中心变形区逐渐扩大。当凸模挤入板料后,新形成的纺锤形变形区被以前已变形而冷作硬化了的区域所包围。
冲裁力-凸模行程曲线
OA段——冲裁的弹性变形阶段
AB段——冲裁的塑性变形阶段
BC段——冲裁的断裂阶段
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冲裁件
质量
尺寸
精度
形状
误差
断面
状况
三、冲裁件质量及其影响因素
垂直、光洁、毛刺小
图纸规定的公差范围内
外形满足图纸要求;表面平直,即拱弯小
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1、冲裁件断面质量及其影响因素
断面(the cutting cross-section)特征
圆角带(rollover zone) a:
光亮带(smooth sheared zone) b:
断裂带(fracture zone) c:
毛刺区(burr zone) d:
刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。
塑性剪切变形。质量最好的区域。
通常占全断面1/3─ 1/2 。
裂纹形成及扩展。
间隙存在,裂纹产生不在刃尖,毛刺不可避免。此外,间隙不正常、刃口不锋利,还会加大毛刺。
要想提高冲裁件的断面质量,可通过增加光亮带的高度或采用整形工序来实现。
增加光亮带高度的关键是通过延长塑性变形阶段,推迟裂纹的产生来达到,这可以通过增加金属塑性和减少刃口附近的变形与应力集中来实现。
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影响冲裁断面质量的因素
材料性能
冲裁间隙(blanking clearance)
模具刃口状态
塑性好的材料:光亮带所占比例大,圆角大,穹弯大,断裂带较窄;
塑性差的材料:光亮带所占比例小,圆角小,穹弯小,而大部分是有
斜度的粗糙断裂带。
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
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;
当凸、凹模刃口同时磨钝时,则冲裁件上、下端都会产生毛刺。
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