冲压模具设计与制造(2-6、7).ppt

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复习上次课内容1.1.提高材料利用率的方法提高材料利用率的方法

（1）减少和利用工艺废料）减少和利用工艺废料

（2）利用结构废料）利用结构废料（3）其它）其它在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。

在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。

2.2.条料排样方法的分类条料排样方法的分类1）1）有有废料排样（废料排样（aa）2）2）少少废料排样（废料排样（bb）3）3）无无废料排样（废料排样（cc、dd）11/10/202213.3.什么是搭边？

其作用有哪些？

影响搭边值的因素有哪些？

什么是搭边？

其作用有哪些？

影响搭边值的因素有哪些？

（1）.搭边搭边：

排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。

排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。

（2）.搭边的作用：

搭边的作用：

一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。

搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。

4.4.一张完整的排样图应表达哪些信息？

一张完整的排样图应表达哪些信息？

（1）排样图上应标注条料宽度）排样图上应标注条料宽度B、条料长度、条料长度L、板料厚度、板料厚度t、端距、端距l、进距、进距s、冲、冲件间搭边件间搭边a1和侧搭边和侧搭边a值、值、11/10/202222.5冲裁力的计算冲裁力冲裁力：

冲裁过程中凸模对板料施加的压力。

一、冲裁力的计算用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：

注：

F冲裁力；L冲裁件周长；t材料厚度；b材料抗剪强度；K系数。

一般取K1.3使材料断裂的力使材料断裂的力11/10/20223材料抗剪强度（又称剪切强度极限）材料抗剪强度（又称剪切强度极限）对于外载荷所产生的剪应力的极限抵抗能力，用对于外载荷所产生的剪应力的极限抵抗能力，用c表示，表示，塑性材料塑性材料：

抗剪强度：

抗剪强度=（0.6一一0.8）*抗拉极限抗拉极限;脆性材料脆性材料：

抗剪强度：

抗剪强度=（0.81.0）*抗拉极限抗拉极限11/10/20224卸料力卸料力：

二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力：

顶件力顶件力：

从凸模上卸下箍着的料所需要的力。

将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。

逆冲裁方向将冲裁件从凹模内顶出所需要的力。

11/10/20225卸料力卸料力二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力顶件力顶件力卸料力、推件力、顶件力系数，见下表；n同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。

式中h凹模洞口的直刃壁高度；t板料厚度。

式中11/10/20226h凹模洞口的直刃壁高度凹模洞口的直刃壁高度11/10/2022711/10/20228采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：

F冲裁力冲裁力11/10/20229采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：

刚性卸料：

板料被固定在红刚性卸料：

板料被固定在红色卸料板上，因此没有卸料色卸料板上，因此没有卸料力力11/10/2022101阶梯凸模冲裁四、降低冲裁力的方法2斜刃冲裁11/10/2022113加热冲裁（红冲）对毛坯料进行加热，使材料的强度降低，这样冲裁力力就降低了。

这个力是变小了，但是设备上、工艺上比较麻烦。

11/10/202212压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz三、压力机公称压力的确定采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：

有弹簧为弹性卸料F冲裁力冲裁力11/10/202213压力中心的确定模具的压力中心模具的压力中心：

一、冲模压力中心的确定冲压力合力的作用点。

为了保证压力机和模具的正常工为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相块的中心线相重合重合。

11/10/202214二简单几何图形压力中心的位置1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。

2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。

3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：

左右堆成，水平方向中心在轴左右堆成，水平方向中心在轴线上线上11/10/202215三确定多凸模模具的压力中心确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。

11/10/202216复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。

四复杂形状零件模具压力中心的确定11/10/202217除上述的解解析析法法外，还可以用悬悬挂挂法法。

悬挂法是用匀质细金属丝沿冲裁轮廓弯制成模拟件，然后用缝纫线将模拟件悬吊起来，并从吊点做铅垂线，再取模拟件的另一点。

以同样的方法作另一铅垂线，两条垂线的交点即为压力中心。

悬挂法多用于确定复杂形状制件的模具压力中心。

11/10/202218冲裁工艺设计冲裁工艺设计冲裁工艺设计包括:

冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定。

一、冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性对冲裁工艺的适应性。

冲裁工艺性好冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。

11/10/202219一、冲裁件的工艺性分析1冲裁件的结构工艺性

（1）冲裁件的形状应力求简单、对称

（2）冲裁件内形及外形的转角处应以圆角过渡，要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减小冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。

圆角半径R的最小值，可参照表2.16选取。

11/10/20222011/10/202221（3）冲裁件上应尽量避免出现过长和过窄的凸出悬臂和凹槽，孔与孔之间、孔与边缘之间的距离也不宜过小。

11/10/202222（5）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯（4）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与壁之间应保持一定的距离，以免冲孔时凸模受侧向力而折断。

11/10/20222322冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。

差值越小，精度越高。

这个差值包括两方面的偏差，二是模具本身的制造偏差。

11/10/202224冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级经济级两类。

（1）冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。

（2）冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。

11/10/202225标准公差数值表11/10/202226塑性是材料或物体受力时塑性是材料或物体受力时,当应力超过弹性极限后当应力超过弹性极限后,应力与变形不再是线性关系应力与变形不再是线性关系,产生残产生残余变形余变形（塑性变形塑性变形）而不立即断裂的性质而不立即断裂的性质11/10/20222733冲裁件尺寸标注冲裁件尺寸标注冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基基准准重重合合，并选择在冲裁过程中基本上下不不变变动动的的面面或线上或线上。

图a所示的尺寸标注，对孔距要求较高的冲裁件是不合理的。

因为当两孔中心距要求较高时，尺寸B和C标注的公差等级高公差等级高，而模具的磨损，使尺寸B和C的精度难以达到要求。

改用如图b所示的标注方法就比较合理，这时孔中心距不再受模具磨损的影响。

11/10/202228公差等级高指IT数值小11/10/2022291冲裁工序的组合4、冲裁工艺方案的确定

（1）根据生产批量生产批量来确定

（2）根据冲裁件尺寸和精度等级尺寸和精度等级来确定（3）根据对冲裁件尺寸形状形状的适应性来确定（4）根据模具制造安装调整安装调整的难易和成本成本的高低来确定（5）根据操作操作是否方便与安全来确定11/10/202230