冲压工艺与模具设计复习资料.doc

10级冲压工艺与模具设计总复习P1 1冲压：冲压是利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板料施加压力使其产生分离或塑料变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求的零件的加工方法。P5 2复合冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法P5 3级进冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法P26 4 冲裁是利用冲模使板料产生分离的冲压工序,包括落料，冲孔，切口，切边，剖切，整修，精密冲裁等。冲裁主要是指落料和冲孔。从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的冲件或工序件叫落料。从工序件上冲出所需形状的孔叫冲孔。P26 5冲裁变形过程:从凸模接触材料到材料被分离的过程即板料冲裁过程，这个过程分为3个阶段：1，弹性变形阶段2，塑性变形阶段3，断裂分离阶段P28 6影响零件质量的因素有：材料性能，间隙大小及均匀性，刃口锋利程度，模具精度以及模具结构形式等P29 7冲裁件断面特征:由于冲裁变形的特点，冲裁件的断面明显地分成4个特征区，即圆角带a，光亮带b,断裂带c与毛刺区d。在普通冲裁中毛刺是不可避免的。在4个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。但4个特征区域的大小和断面上所占的比例并非一成不变，而是随着材料性能，模具间隙，刃口状态等条件的不同而变化。P30 8当间隙减小时，变形区内弯矩小，压应力成分高P31 9当间隙增大时,材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生早P33 10间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。P36 11凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。 P36 12（1）设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得，设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。P37 13（3）选用最小合理间隙值:由于间隙越模损越大，不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）P42 14 1、排样的意义:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。P42 2、材料利用率:冲裁件的实际面积与板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济指标。P43 15要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的措施有：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料），或利用废料作小零件。P43 16对一定形状的冲件，结构废料是不可避免的，但充分利用结构废料是可能的。P43 17排样的形式可分为3种，即有废料排样、少废料排样和无废料排样。P43 18按工件外形特征的排样情况，排样的形式又可分为直排、直对排、斜对排、混合排、多行排及冲裁搭边等形式。P44 19但在决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的废料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单，寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等，总之要从各方面权衡利弊，以选择出较为合理的排样方案。P45 20 1、搭边的确定（1） 搭边的主要作用：A、补偿定位误差和剪板误差，确定冲出合格零件。B、增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。C、避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。（2）影响搭边值的因素：A、 材料的力学性能 B、材料厚度 C、冲裁件的形状与尺寸D、卸料方式 E、送料及挡料方式。P49 21冲裁力的计算:F=KLtb 估算公式：FLtb F冲裁力（N); t材料厚度(mm); L冲裁周长(mm); b材料抗剪强度(MPa); K系数，模具间隙值的波动、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出的修正系数，一般取K=1.3。b材料强度极限P49 22降低冲裁力的方法：常用方法有，阶梯凸模冲裁、斜刃冲裁和加热冲裁P50 23斜刃冲裁时，斜刃配置原则：保证工件平整，只允许废料发生弯曲变形。P51 24卸料力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。推件力：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力顶件力：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。P65 25 侧刃定距的级进模： 侧刃17代替了始用挡料销、固定挡料销和导正销控制步距。侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的料边。P65 26(侧刃定距的级进模) 在实际生产中，对于精度要求高的冲压件和多工位的级进冲裁，可采用既有侧刃（粗定位）又有导正销定位（精定位）的级进模；P66 27复合模：指在压力机一次工作行程中，在模具同一工位同时完成数道分离工序的模具。复合模设计难点是如何在同一工作位置上合理地布置多对凸、凹模。它在结构上的主要特征是有一个即是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式和倒装式两种。P68 28工艺零件：这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用，包括工作零件、定位零件、压料、卸料和出件零件。P69 29结构零件：这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用，包括导向零件、固定零件、紧固及其他零件。P73 30 h增加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5mm1mm），凸模固定板与卸料板之间安全距离等，一般取10mm20mm。P78 31定位零件:冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。P79 32侧压装置:若条料公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，保证最小搭边，应在送料方向的一侧装侧压装置，迫使条料紧靠另一侧导料板送进。P80 33固定挡料销:标准结构的固定挡料销，其结构简单，制造容易，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距；其缺点是销孔高凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。钓形挡料销，其销孔距离凹模刃壁较远，不会削弱凹模强度、但为了防止钩头在使用过程发生转动，需考虑防转。P82 34导正销:使用导正销的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。P88 35模柄:中、小型模具一般是通过模柄奖上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。P103 36弯曲是将金属坯料沿弯曲线弯成具有一定角度和形状的成形工艺方法。实际生产中可用于弯曲的坯料主要有板料、棒料、管料、型材等。P110 37相对弯曲半径r/t:相对弯曲半径r/t值越小。板料外层材料弯曲时的伸长率就越大，当r/t值达到某一最小rmin/t值时，将会导致外层材料的弯曲破裂。因此r/t值是弯曲加工中的重要工艺参数，能够表达弯曲的变形程度的大小。一般在弯曲工艺中，rmin/t值称为最小相对弯曲半径，用来控制弯曲变形的极限程度。P111 38材料力学性能:材料塑性越好，允许的rmin/t值就可以减小。在实际生产中，对于因冷轧作硬化导致材料塑料性降低而出现开裂时，应安排退火工序恢复其塑性。对镁合金、钛合金等低塑性材料常需加热弯曲。P111 39（2）板料的纤维方向:冲压用的板料多为冷轧板材，经多次轧制后呈现纤维状组织，具有明显的性能各向异性。平行于轧制方向的塑性指标较高，垂直于轧制方向的塑性指标较低。因此，当弯曲件的折弯线与板料的轧制方向垂直时，弯曲区切向变形的方向便顺着纤维方向，允许的rmin/t值最小；而当折弯线与板料的轧制方向平行时，弯曲区切向变形的方向便垂直于纤维方向，允许的rmin/t值最大。P112 40回弹现象:当弯曲变形结束后卸载时，由于材料内部的弹性变形产生恢复，导致弯曲半径、弯曲件的角度与模具的尺寸形状不一致，这种现象称为弯曲回弹。P114 41模具结构因素：当凹凸模间的间隙Z较大时，则U形件的侧壁到变形终了时仍可能不能展平。当弯曲件脱离磨具后，A出与B处都将产生外开回弹，导致弯曲件的回弹量较大。P115 42（3）从磨具结构采取措施：改变弯曲变形外侧受拉、内侧受压的应力状态，使变形区变为三向受压状态，以改变回弹变形性质减小回弹。一般认为弯曲区金属的压缩量取为板厚的2%-5%时，就可得到较好的结构。 P117 43 3、弯曲件的成形精度:因受到毛培精度、弯曲部位畸变、弯曲回弹和弯曲偏移等因素的综合影响，一般弯曲件的尺寸公差应控制不超过IT13级，公差角度不小于15.如果成型精度要求过高，应增加弯曲后整形工序。P118 44（2）形状复杂的多角弯曲件，需要两次或多次压弯成形。工序的安排一般应先弯两端部分的外角，后弯中间部分的内角。原则是前次弯曲要给后次弯曲提供可靠的定位，后次弯曲不影响前次弯曲已成形的形状。P137 45 拉深变形区是否失稳起皱，与该处材料所受的切向压应力大小和几何尺寸有关P139 46为防止拉裂，可以从一下几个方面考虑：根据板材成形性能，采用适当的拉深比和压边力；增加凸模表面粗糙度；改善凸缘部分的润滑条件；合理设计模具工作部分的形状；选用拉深性能好的材料等。P139 47在工艺设计时，特别是多次拉深时，应正确选择各次的变形量，并考虑半成品件是否需要退火以恢复其塑性。对一些硬化能力强的金属（不锈钢、耐热钢等）更应注意。P139 48计算拉深件毛培的原理如下：1、体积不变原理。2相似原理P141 49拉深系数：指拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯（或半成品）的直径之比P142 50拉深系数是一个小于1的数值，其值愈小，表示拉深前后毛坯直径变化愈大，即变形程度大。1、 计算题 例4：1、 计算下图弯曲件展开尺寸，材料为235，t2.0mm，中批量生产，查表得x=0.36。2、 计算校正弯曲力， 工件宽度B=28 mm1、零件展开尺寸计算L=L直+L弯L直=(53-3-2)2+(53-23-22)=139 mm L弯=2 mm查表3-3，取x=0.36，将r=3,t=2代入得 L弯=11.69 mm 故 L=L直+L弯 =151 mm 2、计算校正弯曲力F校=APA=28(53-22)=1372 mm2查表3-2，选取P=60 MPaF校=AP=137260N 82 kN例5：1、已知弯曲件的形状尺寸如下图，当中性层位移系数x=0.5时，计算工件的展开长度解：已知x=0.5 t=1mm l1=25mm l2=20mm r=10mm a=120中性层曲率半径 （mm）毛坯总长度 （mm）七、综合题 图2.8.7 P661、看图回答问题1 此图是双侧刃定距的冲孔落料级进模2 符号解释： 1-螺钉 2-圆柱销 3-模柄 4-卸料螺钉 5-垫板 6-上模座 7-凸模固定板 8、9、10-凸模 11-导料板 12-承料板 13-卸料板 14-凹模 15-下模座 16-侧刃 17-侧刃挡块3 说明图中条料的定位方式？ 答：条料送进时，由导料板11控制方向，侧刃16是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的料边，限定条料定距，侧刃挡块17在送进方向起挡料定距作用。4 简述卡箍在凸模上条料是如何卸下的？ 答：卡箍在凸模的条料是由卸料板13卸料螺钉4与橡胶（弹簧）组成的弹性卸料装置卸下。5 简述此模具中的零件由哪几类零件组成？ 答：工作零件：8、9、10、14 定位零件：11、12、16、17 卸料零件