冲裁件的工艺性分析PPT

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冲裁件的工艺性ppt

冲裁件分类
根据冲裁件的材料、厚度、尺寸和精度要求的不同，可以将冲裁件分为多种类型，如普通冲裁件、硬质合金冲裁件、非金属冲裁件、复杂形状冲裁件等。
冲裁件的应用范围
汽车制造
汽车车身、发动机、底盘等部件制造。
家电制造
电视、冰箱、洗衣机、空调等家电部件制造。
金属制品
钢桶、罐头盒、金属管件等金属制品加工。
电子电器
电脑、手机、平板等各种电子电器产品的零件制造。
冲裁件的设计原则
合理选择材料
优化零件结构
根据使用要求选择适当的材料，以满足使用性能和工艺性能的要求。
考虑冲压工艺的特点，优化零件的结构设计，以简化模具结构，提高生产效率。
统一模数尺寸
标注清晰准确
尽量采用统一的模数尺寸，以简化模具制造和降低生产成本。
详细描述：冲裁件的结构工艺性主要考虑以下几个方面
零件外形和结构是否符合冲压模具的加工特点，如模具的开模距离、凹凸模间隙等；
零件的定位和导向是否准确可靠，以保证模具的精度和生产效率；
零件的形状和结构是否便于冲裁后的分离和排出，如侧向抽芯机构的设计等。
冲裁件的精度和表面质量分析
冲裁件精度高
冲裁件的精度通常较高，可达到IT10级以上，适合于制造高精度的零件和制品。
适合大批量生产
冲裁件适合于大批量生产，生产效率高，生产成本低，经济效益好。
材料的利用率高
冲裁件可利用材料的利用率较高，废料少，降低了材料成本。
冲裁件工艺性的未来发展趋势
发展高精度冲裁技术
随着制造业的发展，对冲裁件的精度要求越来越高，因此，发展高精度冲裁技术是未来的发展趋势。
冲裁件表面粗糙度是否满足要求，如表面是否有毛刺、划痕等缺陷。

锻压工艺学-冲裁.ppt

15
图.2.7 间隙对冲裁件尺寸精度的影响 16
2.2.2间隙对冲裁力的影响
图2.7.1 间隙大小对冲裁力的影响
图2.8.1 间隙大小对卸料力的影响
17
2.2.3间隙对模具寿命的影响模具寿命：以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后总的寿命。凸模刃口磨钝：凹模刃口磨钝：凸、凹模磨钝：刃口磨钝还将使制件尺寸精度、断面光洁度降低，冲裁能量增大。
37
阶梯凸模减力时应注意： (1)阶梯高度差H稍大于断面光亮带b。 (2)各阶梯凸模的分布要注意对称（原因）。 (3)先工作的凸模应是端部带有导正销的凸模。一般先冲大孔，后冲小孔（原因）。
38
2.4.2卸料力、推件力与顶件力卸料力：推件力：顶件力：
图2.10 卸料力、推件力与顶件力
39
经验公式计算：
厚度小于3 mm的外形简单的工件，只需一次整
修。厚度大于3 mm或工件有尖角时，需进行多次
整修。
49
整修前落料凸、凹模的尺寸应为凸模： Dp (Dy)0p 凹模： Dd (Dy)0d 式中 D-工件公称尺寸，mm；
z-双面间隙值，mm y-整修余量，mm。
50
整修时所需的力可按下式近似计算：
P cL(S0.1tn )0
21
表2.1 b/t与值（厚度t，毫米）
b/t*100%
材料
t<1 t=12 t=24 t>4
软钢 7570 7065 6555 5540 56
中硬钢
硬钢
6560 6055 5548 4535 5047 4745 4438 3525
45 4
22
(2)经验确定法
c=mt

第2章-冲裁工艺

B类尺寸，随凹模磨损，尺寸↓：
C类尺寸，随凹模磨损，尺寸不变：
34
2.3 冲裁模刃口尺寸计算
3）冲孔
第 2 章
冲
冲孔件
裁
工
艺
A类尺寸，随凸模磨损，尺寸↑：
B类尺寸，随凸模磨损，尺寸↓： C类尺寸，随凸模磨损，尺寸不变：
冲孔凸模刃口轮廓
35
2.3 冲裁模刃口尺寸计算
4）总之
第
2
第
2
非圆形工件x值
圆形工件x值
材料
章
厚度
1
0.75
0.5
0.75
0.5
t/mm
工件公差 Δ/mm
冲
裁
1 <0.16 0.17~0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16
工
1~2 <0.20 0.21~0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20
艺
2~4 <0.24 0.25~0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24
1、冲裁时的力态分析
第普通冲裁示意图
2
模具工作部分有两个基
章
本特征：
冲
凸、凹模有锋利刃口
裁
凸、凹模有间隙
工
C - 单面间隙
艺
Z - 双面间隙
冲裁板料受力图
6
2.1 冲裁工艺分析
第
2
变形区位置
章
冲
裁
工
艺
变形区的应力状态
7
2.1 冲裁工艺分析
2、冲裁变形过程
第
2
1）弹性变形阶段
第2章冲裁工艺
第
2.1 冲裁工艺分析

第二章-冲裁工艺与冲裁模具设计PPT课件

沿工件全部外形冲裁，工件间、工件与板料边
都有搭边。材料利用率低，但能保证冲裁件质量，
模具寿命较高。
少废料排样
模具只沿工件部分外形轮廓冲裁，只有局部有
搭边。废料较少，工件质量不高，模具摩损快。
无废料排样
工件间、工件与条料间均没有搭边的存在。模具刃口
沿板料依次切下获取工件。材料利用率高，工件质量差，
模具易损坏。
裁板
纵裁
联合裁
横裁
21
冲压工艺力和压力中心的计算
概念：
～是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分离
所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）的
总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。
冲裁力的计算
使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁
力P可用下式计算：
= KLt
（K－系数，取1.3）
合理冲裁间隙值的确定：
❖ 工件断面质量无严格要求时，应取大间隙值；
❖ 工件的断面质量和制造精度较高时，应取较小间隙值；
❖ 在设计冲模刃口尺寸时，应考虑模具摩损因素，冲裁
间隙应取最小值。
6
方法1：理论确定法
如右图所示，可得冲裁间隙为：
= 2( − ℎ0 )tan = 2(1 − ℎ0 Τ)tan
能与其冲压时定位基准重合，
并选择在冲裁过程中基本上下
不变动的面或线上。
9
凸、凹模刃口尺寸的计算
重要性：
冲模刃口处的尺寸及制造公差直接影响工件的尺寸
精度，合理的冲裁间隙也靠其保证。
前提：
尺寸
计算
的原
则：
因冲裁间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥
度，且落料件的大端尺寸与凹模刃口尺寸相近，冲出

3-4 冲裁工艺分析

冲压工艺与模具设计
3-4 冲裁工艺分析
内容提纲：
一、冲裁件工艺性分析二、冲裁工艺方案的确定
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
一、冲裁件工艺性分析
1、冲裁工艺性的概念
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁加工的难易程度。
冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法、材料消耗少、工序数目少、生产率高、模具结构简单，而且寿命长，产品质量稳定、操作方便，生产效率高等。
与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁模和级进冲裁模。
冲压工艺与模具设计
1）单工序模
特点： ➢ 结构简单、设计加工装配容易、成本低、操作简便； ➢ 效率低、寿命短； ➢ 适合小批量生产或试制品的加工；
常用的：单工序落料模、单工序切边模、单工序拉深模等。
冲压工艺与模具设计
单工序落料模
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
项目工件尺寸精度
工件形位公差送料方式冲压速度生产效率材料要求安全性模具制造难度
应用
三种类型模具的比较
单工序模
较低
复合模
IT9-IT11
级进模
IT11-IT13
工件不平整，同轴度、工件平整，孔边距、同对称度及位置度误差大轴度、对称度和位置度
误差小
手动、自动送料均可不适合自动送料
综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。
冲压工艺与模具设计
二、冲裁工艺方案的确定
冲裁工艺方案，是指工件的冲制要进行哪些工序，这些工序的组合方式以及先后顺序安排。
冲裁工艺方案是在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等方面综合考虑，需确定基本冲裁工序、冲裁工序的组合方式、冲裁顺序的安排。

第三章-冲裁工艺课件

冲模
板料厚度t(mm)
制造
精度 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 7 8 10 12
IT6~7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10
IT7~8
IT9 IT10 IT10 IT12 IT12 IT12
IT9
IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 IT14 IT14
0.25 0
将尺寸转化为标准尺寸：A0 ，则其设计公式为：
A模（ Ax） 0 0.2 5
三类尺寸的设计之二
第二类：模具磨损后，制件尺寸减小。
按一般冲孔凸模公式设计计算，制造公差取
0 0.25
将尺寸转化为标准尺寸：B
0
，则其设计公式为：
B模（ Bx） 0 0.2 5
三类尺寸的设计之三
配合加工法：用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙
分别加工法适用于简单件，用于间隙较大，精度要求低的模具，凸、凹模具有互换性。
配合加工法用于复杂件，用于精度要求高，间隙较小的模具，凸、凹模之间无互换性。
2、分别加工法的尺寸计算
对于分别加工法，我们必须给出凸、凹模的设计尺寸以及它们的公差
体反方向胀大
落料件尺寸大于凹模尺寸；冲孔件尺寸小于凸模尺寸
2、断面质量
断面质量取决于冲裁间隙。间隙合理：由凸、凹模刃口所产生的裂纹重合间隙不合理：则上下裂纹不重合
间隙对剪切裂纹与断面质量的影响ａ）间隙过小ｂ）间隙合理ｃ）间隙过大
3、毛刺
a、由冲裁的过程可以知道，冲裁件产生微小的
0.0160.0250.0410.032
分别加工法简单模工作零件设计
凹0.6(ZmaxZm)in0.60.0320.019 凸0.4(ZmaxZm)in0.40.0320.013

模具设计基础-课件2-2

1. 冲裁排样－表2-2
第二章冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节冲裁模设计与有关工艺计算
三、冲裁排样与定位元件(继)
2. 材料利用率的计算材料利用率：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。一个步距内的材料利用率：η=× A0 / BS ×100%
第二章冲裁工艺及冲裁模具的设计
模内顶出所需要的力。
第二章冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节冲裁模设计与有关工艺计算
四、冲压力
1.冲裁力的计算
冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。
用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：
F KLt Ltb
式中 F—冲裁力（N） K—安全系数，K=1.3 t—材料的厚度（mm） τ—材料的抗剪强度（MPa） σb—材料的抗拉强度（MPa）
第二章冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节冲裁模设计与有关工艺计算
三、冲裁排样与定位元件(继)
3.搭边值的确定
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。
搭边的作用：（1）补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；
（2）增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；
（3）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。
（3）冲裁件的形状与尺寸
大些。（4）送料及挡料方式
零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取
用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；
用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。（5）卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
第二章冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节冲裁模设计与有关工艺计算

冲裁件的工艺性

图8.21 孔间距和孔边距
• ⑤ 在拉深和弯曲件上冲孔时，孔与工件直壁应有一定距离，孔应在变形区外 • 如图8.22所示 L＞R+0.5t。图8.22 弯曲件和拉深件上的冲孔位置注意：拉深件底部的孔可以在拉深前、后冲出；凸缘上的孔只能在拉深后冲出。 ⑥ 要避免工件上有细长的悬臂和狭长的槽，以防止凸模折断。槽宽据材料而定，见表 8.21 。悬臂和窄槽的长度L最大为5B。
8.7 冲裁件的工艺性
• 冲裁件的工艺性就是冲裁件对冲压工艺的适应性能，即冲裁件结构形状、尺寸大小、工件精度等在冲裁时的难易程度。
冲裁件的结构和尺寸要求
① 冲裁件的形状应尽可能的简单、对称。
最好采用圆、矩形这些规则形状或由它们组成
② 冲裁件的、外形转角处要避免尖角的圆角半径见表8.18
• ⑦ 如果冲裁件端部带圆弧，应取R＞B/2； • 如图8.23所示。
图8.23 条料端部圆弧结构工艺性
表8.18
转角处
转角处最小圆角半径
③ 冲孔时，孔径尺寸不宜过小，否则易损坏凸模。
采用和不采用护套的最小孔径见表8.19、表8.20。
• ④ 冲裁件的孔间距和孔与边沿的距离不能太小，否则凹模强度和冲裁件的质量都不易保证。 • 其间距和边距参考图 8.21所示 • 一般要求 b≥2t，并不能小于 3～4mm。

金属容器冲压工艺概述7学时课件.ppt

五、精密冲裁
1、精冲（2）工艺过程 ①板料送入模具内； ②模具闭合，板料被齿圈压板、凹模、凸模和顶出器压紧 ③材料在压紧状态下被冲裁； ④冲裁结束，上、下模分开； ⑤齿圈压板卸下废料，并且向前送料； ⑥顶出器顶出零件，并且取走零件。
五、精密冲裁
2、半精冲（1）小间隙圆角刃口冲裁。特点：①小圆角刃口；
个切向应力为零的应力层。
应变中性层：在拉伸变形与压缩变形之间必存在一个长度不变的应变层。
一、弯曲变形过程
2、塑性弯曲阶段随着外加弯矩的增加，板材的弯曲变形增大，其内、外表层金属先达到屈服极限，板料开始由弹性变形阶段转入塑性变形阶段。根据弯曲变形程度，塑性弯曲可分为三类：
（1）弹塑性弯曲
这类弯曲的变形量仍较小。其板料断面的中心部分仍保持很大的弹性弯曲变形区域，有内外表面已进入塑性变形。
1、精冲 2、半精冲
五、精密冲裁
五、精密冲裁
1、精冲当对冲压件的尺寸精度、断面光洁度和垂直度等有较高的要求时，应采用精密冲裁、半精冲或整修等工艺方法。
（1）精冲模的特点 ①凹凸模间隙极小； ②比普通冲裁多齿圆压板和顶出器； ③凹凸模刃口带圆角。
1、精冲
五、精密冲裁
1－顶出器 2－凹模 3－材料 4－齿圆压板 5－凸模
α——弯曲件中心角。
若R=r+ηt，其中η为材料减薄系数，代入式（11 －2）可得：
r t
t
2
这个关系式表明了应变中性层在变形过程中逐步内移的特性。在弯曲过程中，r／t是逐步变小的，所以ρε也逐步变小。
二、最小弯曲半径
2、最小弯曲半径的确定在弯曲过程中，材料外层纤维受拉应力，当材料的厚度一定时，弯曲半径r越小，则拉应力越大。当弯曲半径r小到一定极限值时，材料外层纤维应力过大，而使弯曲件的外层出现裂纹及破裂。

冲裁工艺与冲裁模PPT课件

22
23
注意：
为保证初始间隙值小于最大合理间隙，必
须满足下列条件：
T A Zmax Zmin
T 2
或者取：
T
0.（4 Zmax

Z
）
min
A 2
A

0.（6 Zmax

Z
）
min
24
25
26
（2）凸凹模配合加工时
配合加工：先做好其中的一件为基准件，然后以此基准件来加工另外一件，使他们之间保持一定的间隙。基准件上标注尺寸和制造公差，另一件仅标注基本尺寸并注明配做的间隙值。
33
⑶对基准件的尺寸进行分类（A、B、C三类）计算:
根据凸模刃口磨损情况，其尺寸变化可分为三类： ①凸模刃口磨损后，尺寸A增大，按落料凹＝△/4，则：
A （60 0.5 0.74）00.74/ 4
34
②凸模刃口磨损后，尺寸B1、B2减小，按冲孔凸模类尺寸计算。
落料件，凹模为基准件。冲孔件，凸模为基准件。
27
尺寸分类：
A类：磨损后尺寸增加 B类：磨损后尺寸减小
C类：磨损后尺寸不变
0.5
28
29
30
31
作业：
冲裁如图a所示制件，材料为A3，料厚4mm，试用凸凹模配做法计算凸凹模的刃口尺寸及制造公差。
32
解：⑴确定基准件：此冲裁模为冲孔模，以凸模为基准件。 ⑵画出基准件的磨损图：凸模刃口磨损情况如图b所示.
t
式中： h ——凹模洞口的直刃壁高度； t ——板料厚度。
41
42
表3-7 卸料力、推件力、顶件力系数
注：卸料力系数Kx在冲孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。

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冲裁件的工艺性分析
❖ 6.冲裁顺序的安排
➢级进冲裁顺序的安排
• 先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。
➢ 多副单工序模具冲裁时的顺序安排
• 1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。 • 2）冲裁大小不同、相距较近的孔时为减少孔的变形，
应先冲大孔后冲小孔。
冲裁件的工艺性分析
❖ 连续案例：垫圈冲裁模具设计——产品工艺性分析 ▪ 图示垫圈冲裁零件，材料为Q235钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件要求制定冲压工艺方案。
冲裁件的工艺性分析
❖ 冲压件工艺分析 ▪ 1.材料 Q235钢是普通碳素结构钢，具有良好的的冲压性能。 ▪ 2.工件结构该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。孔边距、孔心距及孔径均满足冲压要求。 ▪ 3.尺寸精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，由公差表查得各尺寸公差，将查得数据与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，确认冲裁加工是否能保证其精度。 ▪ 4.结论可以冲裁。
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冲裁件的工艺性分析
3．冲裁材料廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色
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Байду номын сангаас
冲裁件的工艺性分析
❖ 4.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准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线上。
如果孔心距要求较高的话图b的标注比较合理。
冲裁件的工艺性分析
❖ 方案三也只需一副模具，生产率也高，冲压件精度稍差。。
比较三个方案，由于零件两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。
故采用方案三为佳。
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公差表
冲裁材料
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冲裁件的工艺性分析
本次课主要内容：
1 冲裁件的尺寸和形状 2 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 3 冲裁材料 4 冲裁件尺寸标注
5 冲裁模类型的确定
6 冲裁顺序的安排案例：垫圈的工艺性分析
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冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的尺寸和形状（1）冲裁件的形状：简单、对称（2）冲裁件内形及外形的转角：圆角过渡
冲裁件的工艺性分析
❖ 冲压工艺方案的确定
▪ 方案一：单工序。先落料，后冲孔。
▪ 方案二：复合工序。落料-冲孔复合冲压。
▪ 方案三：级进工序。冲孔-落料级进冲压。
❖ 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率低，难以满足该零件生产批量的要求。
❖ 方案二只需一副模具，冲压件形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。
❖ 5.冲裁模类型确定
冲裁件的工艺性分析
❖ 5.冲裁模类型确定 – 根据生产批量来确定 – 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 • 尺寸大——复合模 • 尺寸小——级进模 – 根据对冲裁件形状的适应性来确定 • 形状复杂——级进模 • 形状简单——复合模 – 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 – 根据操作是否方便与安全来确定
2．冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度
冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。
（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。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2μm。
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冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的尺寸和形状（续）（3）冲裁件上凸出的悬臂和凹槽
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冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的尺寸和形状（续）（4）冲裁件的孔边距与孔间距
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冲裁件的工艺性分析
（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。
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冲裁件的工艺性分析
人人都是朋友，只有自己才是敌人。
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冲裁件的工艺性分析
一、冲裁件的工艺性分析P28
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。也就是
该工件在冲裁加工中的难易程度。
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。
冲裁件的尺寸和形状冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度