冲裁工艺与模具设计技术分析.ppt

冲裁的定义： 利用冲裁模在压力机上使板料的一部分与另一部分离的冲压 分离工序。 三 . 冲裁工艺与模具设计 包括：冲孔、落料、修边、切口等多种冲压分离工序 冲裁变形过程 可分为三个阶段， 见 表 1-3 1） 弹性变形阶段 2）塑性变形阶段 3） 断裂阶段 表1-3 冲裁过程及冲裁后断面 2. 冲裁间隙对冲裁件质量影响及间隙选择 1) 冲裁间隙：是指凹模凸模刃口工作部分尺寸之差。 2) 冲裁间隙大小的影响: 冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力大小、模具寿命 因此，选择合适的间隙同时保证间隙的匀，是保证制件质量的重要因素。 见图 1-3。 3) 冲裁间隙的确定原则： 保证冲裁件质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最高。新模具采用最小合理间隙Zmin。（见表 1-4） 表1-4 冲裁模双面间隙 四. 弯曲 弯曲工艺的定义：将板料、管料和型材弯成具有 一定的曲率、一定角度和形状 的冲压工序称作弯曲。 弯曲方法： 压力机上用弯曲模压弯 折弯机上进行折弯 滚弯机上进行滚弯 拉弯设备上进行拉弯 1. 弯曲变形过程及变形特点 表1-5 板料弯曲变形工艺过程分析 1) 弯曲变形过程分为四个阶段 2) 弯曲变形特点 变形区部位：主要在弯曲件的圆角部分，正方形网格变成了扇形 变形特点：应变中性层纤维长度不变，外侧区伸长，内侧区缩短 变形区厚度变化：相对弯曲变形r/t 较小时，板料厚度变薄 板料宽度影响：宽板（B/t3）弯曲时横断面几乎不变；窄板（B/t≤3）弯曲时原矩形断面变成了扇形 2. 弯曲变形中的质量 弯曲件弯裂与防止措施 当r/t值减小到使外层纤维的拉伸变形超过材料 所允许的变形程度时，外层纤维将会出现裂纹， 即弯裂现象，图1-8所示为板料的弯裂。 克服弯裂现象的措施： 要选用表面质量好、无缺陷的材料做弯曲件的毛坯； 设计弯曲件时，应使工件弯曲半径大于其最小弯曲半径（r件rmin）。 若需要（r件rmin），则应两次弯曲； 弯曲时，应尽可能使弯曲线与材料的纤维方向垂直。对于需要双向弯曲 的工件，应可能使弯曲线与纤维方向成45°的角； 弯曲时毛刺易引起应力集中使工件开裂，应把毛刺放在弯曲内侧。 2） 弯曲件的回弹与防止措施 回弹是弯曲件质量的主要问题之一 2）弯曲件的回弹与防止措施： 回弹是弯曲件质量的主要问题之一 任何一种塑性变形，在外载作用下，其弯曲产生的变形都由塑性变形和弹性变形 两部分组成。当外载卸除后，弯曲件的塑性变形保留下来，而弹性变形则完全消 失，这时弯曲件会发生于加载时完全相反的变化，与模具相应形状不一致，这种 现象称之为弯曲件的回弹。（见图1-9） 材料的机械性能，相对弯曲半径r/t， 弯曲力和弯曲件的形状及模具间隙等。 影响回弹的因素： 减少回弹的措施： 补偿法—根据弯曲件的回弹趋势和回弹量的大小，修正凸模 或凹模工作部分的形状或尺寸，使工件的回弹量得到补偿。 校正法—弯曲成形终了时，坯料与模具贴合后，对坯料施加 一定的附加压力以校正弯曲变形区。(见图1-11) 选择合适材料及改进零件局部结构见（图1-10) 图1-10 在弯曲变形区压制加强筋 3） 弯曲件的偏移及防止措施： 在弯曲过程中，板料沿凸模圆角滑移时，因板料 各边摩擦力不等，有可能使板料向一侧偏移，而 造成弯曲件边长不合要求（见图1-12）。 防止偏移的措施： 拟定工艺方案时，可将弯曲件不对称形状组合成对称形状，然后再切开（见图1-13）。 在模具设计时采用压料装置（见图1-14）。 要设计合理的定位板(外形定位)或定位销（见图 1-15）。 五. 拉延（拉深） 定义：拉延是利用拉深模将已冲裁好的平面毛坯压制成各种形状的开口空心零件。 特征：拉延所使用的模具与冲裁模具不同，凹模和凸模无锋利刃口； 具有较大圆角半径；拉延间隙稍大于 板料的厚度以有利于金属的流动。 拉深件类型：圆筒形、梯形、球形、锥形、盒形 和其它不规则的开口空心零件。 拉深时五个区域应力应变分析 1） 凸缘区域 应力状态：径向受拉，切向受压 变形状态：径向伸长，切向压缩 变形区厚度变化：板料厚度增加，凸缘外边缘处板厚增加至最大 凸缘区域应力: sr为拉，sq及st为压（无压料装置时st为零） 凸缘