沖裁工藝及沖裁模具設計

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1、第一章???第二章???第三章???第四章???第五章???第六章???第七章???第八章???回首頁???第3章?沖裁工藝及沖裁模具設計內(nèi)容簡介：　　沖裁是最基本的沖壓工序，本章是本課程的重點。在分析沖裁變形過程及沖裁件質量影響因素的基礎上，介紹沖裁工藝計算、工藝方案制定和沖裁模設計。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結構、零部件設計及模具標準應用、沖裁模設計方法與步驟等。學習目的與要求：1、???了解沖裁變形規(guī)律、變形過程；2、???了解沖裁件質量

2、及影響因素；重點：1、???沖裁變形過程及變形規(guī)律；2、???沖裁件斷面質量；3、???沖裁間隙及合理間隙的確定。難點：1、???沖裁變形規(guī)律及沖裁件質量影響因素；2、???沖裁件的質量及影響因素；3、???合理間隙的確定。?沖裁是冷沖壓技術中的一項重要內(nèi)容，它在沖壓生產(chǎn)中所占的比例非常大，有著非常重要的地位。沖裁不僅可以直接在平板毛坯上進行，還可在彎曲、拉伸等半成品上進行，作為這些工序的后續(xù)工序。沖裁：就是指利用模具在壓力機上使材料與制件沿一定的輪廓線產(chǎn)生相互分離的工序。廣義上來講，沖裁包括了所有的分離工序。但一般情況下，沖裁主要是指沖孔和落料兩大工序。落料：是

3、指材料沿封閉的輪廓線產(chǎn)生完全的分離，沖裁輪廓線以內(nèi)的部分為制件，以外的部分為廢料；沖孔：材料沿封閉的輪廓線產(chǎn)生完全的分離，沖裁輪廓線以外的部分為制件，以內(nèi)的部分為廢料。如沖壓內(nèi)徑為d、外徑為D的墊圈制件，獲得內(nèi)徑d的過程為沖孔，獲得外徑D的過程為落料。所以一個簡單的墊圈制件是由落料與沖孔兩個工序結合而成的。?3.1沖裁過程與沖裁件質量3.1.1沖裁變形過程圖3-1?沖裁過程示意1—模柄2—凸模3—條料4—凹模5—下模座沖裁過程如圖3-1所示。當條料送入凸模與凹模之間后，凸模下壓，在凸模和凹模共同作用下，使材料產(chǎn)生分離。整個過程可以分為三個階段：1.彈性變形階段：當

4、凸模施加給材料的作用力沒有超過材料的屈服極限時，此時，如果凸?；爻蹋辶霞椿謴推街钡脑紶顟B(tài)，此階段為彈性變形階段，見圖3-2(a)。2.塑性變形階段：凸模繼續(xù)下行，施加于材料的作用力超過了材料的屈服極限，這時，凸模擠入材料一圈，同時，材料也擠入凹模，由于材料反抗凸模及凹模的擠入，產(chǎn)生彎矩M，在彎矩M的作用下材料產(chǎn)生彎曲，材料各部分應力狀態(tài)如圖3-2（b）所示。圖3-2?沖裁變形過程3.斷裂分離階段：隨著施加于材料力的不斷增大，凹模刃口附近材料所受應力首先達到最大值，因而出現(xiàn)裂紋，但這時凸模刃邊處的材料還處于塑性狀態(tài)，因此，凸模繼續(xù)擠入材料。如圖3-2(c)所示，

5、當此處材料所受力也達到材料的抗剪強度時，也會產(chǎn)生裂紋。如果間隙適當時，上下裂紋擴展并重合，直到材料分離，從而獲得制件，如圖3-2(d)所示。最后，凸模繼續(xù)下行，將制件推下。如圖3-2(e)所示。從上述過程可以看出，任何一種材料的沖裁，都要經(jīng)過彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個階段，只是由于沖裁條件的不同，三種變形所占的時間比例各不相同。3.1.2沖裁件斷面分析沖裁過程的材料變形是很復雜的，由圖3-2可以看出，沖裁除剪切變形外，還有拉伸、彎曲、橫向擠壓等變形。由于它的復雜應力與應變，而造成了沖裁件斷面的變化。一般來說，沖裁斷面可劃分為四個區(qū)域：塌角、光面、毛面、毛刺。

6、下面以普通沖裁時的落料件為例說明各區(qū)的分布情況，如圖3-3所示。1.塌角：由于模具間隙的存在，沖壓時，材料進入凹模時產(chǎn)生彎曲力矩，從而在制件上產(chǎn)生彎曲圓角區(qū)。2.光面：由于沖裁時存在塑性變形，凸模擠壓切入材料，在制件斷面形成表面光潔平整的光面。光面是制件質量最好的部分，是制件測量的基準。圖3-3?沖裁區(qū)應力、變形情況及沖裁斷面狀況a—塌角?b—光面?c—毛面?d—毛刺?σ—正應力?τ—剪切應力3.毛面：由于裂紋擴展而使材料撕裂產(chǎn)生分離，從而形成表面粗糙并帶有一定錐度的斷裂區(qū)。4.毛刺：在凸模與凹模刃口處首先產(chǎn)生的微裂紋隨著凸模的下降而形成毛刺，凸模繼續(xù)下降，毛刺拉

7、長，最后殘留在制件上。一般毛刺的高度應控制在料厚的10%以下為合適，精度要求高的制件應控制在5%以下。落料時各區(qū)域的位置與沖孔正好相反。沖裁斷面的四個區(qū)域在斷面上所占的比例不是一成不變的，隨著材料性質、厚度、模具結構及使用情況的不同而變化。3.2?沖裁模間隙3.2.1?間隙的概念如圖3-4所示，凸模與凹模工作部分的尺寸之差稱為間隙。沖裁模間隙都是指的雙面間隙。間隙值用字母Z表示。Z=DA－DT??????????????????（3-1）式中?Z—沖裁間隙，單位為mm；DA－凹模尺寸，單位為mm；DT—凸模尺寸，單位為mm；圖3-4?沖裁模間隙2.2.2沖裁間隙的

8、重要性1.