冲压模具设计chb2教材

工序：落料：冲裁的目是得到一定形状和尺寸的 外形轮廓。
冲孔：一定形状和尺寸的孔( punching ；piercing ) 。
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冲裁模 ：冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程
必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利， 间隙小。
分类:普通冲裁、精密冲裁 本章重点是普通冲裁
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§2-1冲裁变形过程分析
光亮 带：塑变、侧面挤压
大小：材料性质 、C、刃口状态
断裂 带：裂纹；斜度 毛刺 带：伴随着裂纹出现而产生
大小——C、刃口状态、材料性质
各特征区在断面上所占比例：
随材料性质、t、c、模具结构、 刃口状态不同而变化
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冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况
a）冲孔件
间隙
Cmin < C <C max
（一）理论确定法：材料性质和厚度
c ? (t ? h0) tan ? ? t(1? h0 t) tan ?
（二）经验数据： 表 2-2 一 般 机 械 单 面 间 隙
（c/t×100） 质量高I→模具寿命低 质量一般II→ 模具寿命较高 质量不高III→ 模具寿命高
表2-3 精密零件、仪器、仪表——C 小
适当放大C，↑寿命
凸模端面磨损低于 凹模端面（滑动受阻），凸模
侧面磨损最大
其它提高模具寿命的方法： 增加凸模的硬度； 提高刃口表面粗糙度； 增设压料板；提高模具导向 精度和装配精度；改善润滑条件等。
三、 间隙对冲裁力的影响
C小→挤压作用强，材料变形抗力大；冲裁力大；
顶、推、卸料力大
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四、 合理间隙 的确定
表2-4 汽车、农机、日用五金——C 大
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在选用表2－2中的间隙时，应根据具体情况，酌情 增减间隙值，如：
（1）冲孔的c值可比落料取大些。 （2）冲小孔时c值取大些，以防凸模折断。 （3）硬质合金模c值应比钢模大30％。 （4）凹模孔口为锥形的比直形的c值可小些。 （5）电火花加工凹模时，c值应比磨削加工时取小（0.5 ％～1％）t。 （6）凸凹模壁薄时，为防止涨裂，应放大冲孔的c值。 （7）采用弹性压料板时c值可取大些。 （8）高速冲压时模具易发热；c值应取大些。 （9）热冲时材料强度低，c值应比冷冲时小些。 （10）冲攻丝孔时，c值应取小些。
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杜拉铝
铝（90%以上）与铜（约4%）、少量镁和锰的合金的商品名称。用于飞机工业。 1906年，法国工程师维尔姆在一次实验中，发现含有一定成份其他金属的铝合 金其硬度和强度均有所增加，这就是第一种铝合金，后来由杜拉金属公司制造 成功，故称为杜拉铝。 杜拉铝属于可热处理强化铝合金，具有较高的力学性能， 适于制造飞机的构件，如蒙皮、壁板、桁条、翼助等
矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另 外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。
扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是 由于材料的不平、间隙
不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形
而产生的。 15/40
二、间隙对 模具寿命 的影响 （一）冲裁模的失效形式：
一、剪切区力态分析
（一）剪切区力分析：
凸模对坯料作用力：
PP ，FP ；μP P ，μFP 凹模对坯料作用力： Pd ，Fd ；μP d ，μFd
凸、凹模间隙存在，产生弯矩。
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（二）剪切区应力 状态分析：
σ3轴向（板厚方向）
σ1径向
σ2切向
①B>A, D>E （E点的静水压应力最低）
②凸模刃口附近的静水压应力比凹模刃 口附近的高 ③刃口端面静水压应力高于侧面
第二章 冲裁 (Blanking )
学习目的与要求：
1．了解 冲裁变形规律、冲裁件质量及 影响因素； 2 ．掌握 冲裁模 间隙 确定、 刃口尺寸计 算、排样设计、冲裁力计算 等设计计 算方法。
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重点 ： 1．冲裁变形规律及冲裁件 质量影响因素 ； 2．刃口尺寸计算 原则和方法； 3．冲裁力的计算。
刃口磨损、压塌、崩刃、凸 模折断、凹模涨裂 （二）模具寿命： （冲出合格品的次数）
两次刃磨间寿命 全部磨损后的总寿命
刃口磨损情况的变化
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（三）间隙对模具寿命的影响： 单位高压、塑性流动和滑动—— ﹝端面、侧面﹞滑 动磨损、粘着磨损
C 小：挤压作用强，F、P 大；μF,μP 大→磨损↑
光亮带大，刃口与材料磨擦距离长 →磨损增加
(一）弹性变形阶段：
凸模压力P小， ? ＜ ? S ，弯曲和拉伸变形
（二）塑性变形分阶段：
凸模压力P增大， ? ≥ ? S ，塑性剪切 材料硬化，δ≥δ b ，产生微裂纹
（三）断裂分离 阶段：
凸模压入，裂纹向内部扩展，直到断裂
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三、冲裁 断面特征
圆角带（塌角） ：刃口附近材料弯
曲拉伸，大小与材料塑性、间隙 C有 关
日本学者 岩田一明 用有限元计算的 应力分布基本相符 在弹塑性力学中，常假设静水压力作用下，应变与应
力服从弹性规律，并且不影响屈服。于是很自然地将 应力分量分成两部分，一部分是平均正应力，7或/40称静 水压力，另一部分称为偏量应力张量
二、冲裁变形过程
间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分 为三个阶段：
难点： 1．冲裁变形 规律及冲裁件质量 影响因素； 2．刃口尺寸 计算原则和方法；
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主要内容
§2-1 冲裁变形过程分析 §2-2 冲裁间隙 §2-3 冲裁模刃口尺寸的计算 §2-4 冲裁工艺力 §2-5 排样与材料的经济利用
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引言
冲裁是最基本的冲压工序。
定义：使冲裁件沿封闭曲线分离的工序。
定义：单边 C=（D-d ）/2
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一、间隙对 冲裁件质量 的影响
冲裁件质量：指断面状况、尺寸精度和形状误差。
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
（一）间隙C对断面质量的影响：
合适的间隙——裂纹重合，光亮带大，塌角 、毛 刺、撕裂带小。
C小——平整，断面垂直；二次剪切→两个光亮带。 C大——拉应力大，易产生裂纹，断面不垂直。
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（二）C对尺寸精度的影响：
C大——拉伸变形大： 落料件——尺寸变小 冲孔件——尺寸变大
C小——侧向挤压变形大：落料件——尺寸变大
冲孔件——尺寸变小
（三）C对形状误差（弯曲度）的影响：C大→弯曲严重
冲裁件的形状误差 ：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。
翘曲：冲裁件呈曲面不平现象。它是由于 间隙过大、弯