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1、模具設計與制造2第2章沖裁第2章沖裁4第2章沖裁工藝及沖裁模設計沖裁：利用沖模在壓力機上使板料分離的一種沖壓工序。從廣義上說，是分離工序的總稱，包括切斷、落料、沖孔、修邊、切口等多種工序。一般來說，沖裁工藝主要是指落料和沖孔。落料：沖裁的目的是為了制取一定外形的沖落部分。（沖下部分為零件或毛料）沖孔：沖裁的目的是為了制取內孔。（沖下部分為廢料）根據變形機理的不同，沖裁可以分為普通沖裁和精密沖裁兩類。5第2章沖裁工藝及沖裁模設計6第2章沖裁工藝及沖裁模設計沖裁變形機理（過程及其斷面特征）沖裁模具間隙凸凹模刃口尺寸的計算沖裁力的計算及降低沖裁力的方法排樣與搭邊及其他沖裁方法沖模零部件與類型沖裁
2、模設計要點72.1.1沖裁過程分析2.1.2剪切區(qū)力態(tài)分析（對于剪切線是直線的情況）2.1.3裂紋的形成與發(fā)展2.1.4剪切力行程2.1.5剪切斷面分析2-1沖裁變形機理第2章沖裁工藝及沖裁模設計8第2章沖裁工藝及沖裁模設計2-1沖裁變形機理2.1.1沖裁過程分析彈性變形階段－材料產生彈性壓縮、拉伸與彎曲等變形。塑性變形階段－除剪切變形外，沖裁區(qū)還產生彎曲和拉伸變形，至刃口附近的材料由于拉應力的作用而出現(xiàn)微裂紋斷裂分離階段－形成的上、下微裂紋逐漸擴大并向材料內延伸，當上、下裂紋重合時，材料便被剪斷分離。9第2章沖裁2-1沖裁變形機理沖裁過程的分析10第2章沖裁2-1沖裁變形機理2.1.2剪
3、切區(qū)力態(tài)分析（對于剪切線是直線的情況）板材剪切加工工藝原理圖Schematicdiagramofsheetmetalshearingprocess11第2章沖裁─凸、凹模對板料的豎直作用力；─凸、凹模對板料的側壓力（水平作用力）；─凸、凹模端面與板料間的摩擦力；─凸、凹模側面與板料間的摩擦力。板坯受力簡圖Diagramofsheetmetalunderload12第2章沖裁2.1.3裂紋的形成與發(fā)展2-1沖裁變形機理裂紋產生的條件：當變形區(qū)的應變達到極限塑性應變值時，就產生微裂紋裂紋擴展的方向：沿著最大剪切應變速度的方向擴展裂紋的成長過程：裂紋首先在低應力區(qū)產生，由于變形過程中最大剪切應變
4、的速度方向發(fā)生變化，使得新的裂紋不斷產生，舊裂紋的擴展不斷停止，然后在舊裂紋的前端附近重新產生新的裂紋，不斷產生的微裂紋的根部匯成了一條主裂紋極限塑性應變值除和材質外，還和應力狀態(tài)、變形歷史（損傷程度）有關。13第2章沖裁2-1沖裁變形機理2.1.4剪切力行程剪切加工過程非穩(wěn)定、不均勻。在剪切的初期，先產生彈性變形，然后進入塑性階段，之后，雖然剪切面積減少了，但由于產生了加工硬化，其剪切力隨著剪切行程的增大而增大，對于塑性材料達到最大點后（微裂紋），剪切力開始降低，直至斷裂。塑性材料、脆性材料的區(qū)別。塑性材料：比如鐵線（絲),可以隨意變曲,變形,也不會斷裂,就是具有可塑性的材料.脆性材料：
5、象玻璃,稍一用力變形就會斷裂,破碎掉的材料.14第2章沖裁2-1沖裁變形機理2.1.5斷面特征1）圓角帶：沖裁過程中，纖維的彎曲與拉伸形成，軟材料圓角大。2）光亮帶：塑剪變形時，由于相對移動，凸凹模側壓力將毛料壓平形成的光亮垂直斷面。3）斷裂帶：刃口微裂紋受拉應力不斷擴展形成的撕裂面，導致斷面粗糙并有斜度。4）毛刺：由微裂紋位置與沖裁間隙等引起，是金屬拉斷而形成的金屬刺殘留在沖裁件上15第2章沖裁2.1.5剪切斷面分析a.圓角帶纖維的彎曲與拉伸引起的結果。間隙大→a↑b.光亮帶表面光潔。塑性變形的結果。塑性好→b↑c.斷裂帶微裂紋在拉應力作用下不斷擴展而形成的撕裂面，表面粗糙，略帶斜度，不
6、與板平面垂直。塑性好→c↓d.毛刺出現(xiàn)微裂紋時形成，刃口狀態(tài)是影響毛刺的主要原因，刃口鈍易產生毛刺；從沖裁原理上講，毛刺是不可避免的。塑性好→d↑沖裁區(qū)應力、變形和沖裁件正常的斷面狀況a）沖孔件b）落料件第2章沖裁17第2章沖裁2-2沖裁模具間隙間隙的概念模具凸凹模刃口縫隙間的距離。單邊間隙c、雙邊間隙z。間隙對沖裁件的質量、模具壽命、沖裁力都有很大的影響，是沖裁工藝和模具設計中的最重要的工藝參數。2.2.1間隙對沖裁件質量的影響2.2.2間隙對沖裁力的影響2.2.3間隙對模具壽命的影響2.2.4間隙的確定18第2章沖裁2.2.1間隙對沖裁件質量的影響2-2沖裁模具間隙沖裁件的質量：斷面質
7、量、尺寸精度a間隙對斷面質量的影響小間隙、合理間隙、大間隙情況下的剪切過程斷面特征值與間隙的關系圖。19第2章沖裁2-2沖裁模間隙間隙對斷面質量的影響20b間隙對尺寸精度的影響尺寸精度：實際尺寸與名義尺寸的差值。差值由兩個方面引起的：一是模具的制造偏差、二是沖裁件相對于模具的尺寸偏差。大間隙和小間隙情況下沖裁件尺寸相對于模具尺寸的變化(P14)尺寸變化量的大小與材料性質、厚度等因素有關。第2章沖裁2.2.1間隙對沖裁件質
