冲裁工艺计算ppt课件

第四讲冲裁工艺计算,冲裁力及压力中心计算,冲裁间隙,冲裁模刃口尺寸设计,1,一、冲裁间隙,定义,冲裁模凸、凹模刃口部分尺寸之差。,Z-双面间隙（常用）,-单面间隙,表示方法：,2,冲裁间隙对冲裁过程的影响,间隙小时，冲裁件断面质量高，尺寸及形状精度也较高；,间隙对冲裁质量的影响,一般情况下：,间隙大时，一方面板料的弯曲、拉伸严重，断面易产生撕裂，毛刺较大，断面质量低；,另一方面，冲裁件尺寸及形状也不易保证，尺寸及形状精度低。,3,冲裁间隙大，可减小模具磨损，提高模具使用寿命，反之反然。,间隙对冲裁力的影响,冲裁间隙小，所需的冲裁力大；冲裁间隙大，所需的冲裁力小。,但过大的冲裁间隙会导致毛刺过大，造成卸料力、推件力等迅速增加，反而对减小冲裁力不利。,间隙对模具寿命的影响,结论：冲裁间隙对冲裁的影响是多方面的，模具设计时应综合考虑，合理选择冲裁间隙。,4,冲裁间隙的确定,当t3mm时,c=15%25%。当材料软时，c取小值；当材料硬时，c取大值。,经验计算法,t材料厚度,mm,式中：,c与材料性能及厚度有关的系数,（2）查表法,落料、冲孔模具刃口初始间隙由下表查得。,5,6,Zmax为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在Zmin的基础上增加一个数值而得。,表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。,模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间隙可能超出表中所列最大合理间隙Zmax的数值。,注意：,Zmin为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。,模具初始间隙应在Zmin和Zmax之间。,7,二、冲裁模刃口尺寸设计,凸模刃口尺寸按凹模尺寸减去最小间隙值Zmin确定。,凸、凹模刃口尺寸计算原则-按落料、冲孔两种情况分别进行,落料工序以凹模为基准件（因为落料工件的尺寸更接近于凹模的刃口尺寸）,先确定凹模刃口尺寸：凹模刃口尺寸接近或等于工件最小极限尺寸，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。,8,冲孔工序以凸模为基准件（因为冲孔工件的尺寸更接近于凸模的刃口尺寸）,先确定凸模刃口尺寸：凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。,凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值Zmin确定。,凹模和凸模制造公差主要与冲裁件的精度和形状有关。模具制造精度应比冲裁件精度高23级,一般为IT6级左右,可查表。为使新模具间隙不小于最小合理间隙,一般凹模公差标成,凸模公差标成。,9,10,凸、凹模刃口尺寸计算,根据冲裁件形状的复杂程度，模具制造中，凸、凹模的加工有两种方法，一种是按互换原则组织生产，另一种是按配合加工组织生产。,互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算-适用于圆形和规则形状的冲裁件,冲孔,11,式中：,d冲孔工件孔的基本尺寸，mm,dp、dd冲孔凸、凹模刃口尺寸，mm,工件公差，mm,X磨损系数（查表）,凸、凹模制造偏差（查表），mm,12,13,设冲裁件的落料尺寸为,根据刃口尺寸计算原则,计算公式为:,落料,式中：,14,中心孔（孔心距）,模具L模=,设孔心距为,为零件孔心距公差，为零件孔心距偏差。,15,因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹模刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合理范围内，应保证下式成立：,计算结果校验,如不满足，则应提高模具制造精度，即减小、,优点：凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批生产。缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。,16,刃口尺寸计算注意点:,1.分清是冲孔还是落料,2.冲裁间隙Z的确定：与材料和料厚有关,3.冲裁件的尺寸标注是否标准,孔的标注：,落料的标注：,中心距标注：L,17,4.模具制造精度一般IT6级，查表得P和。,凹模的公差标成,8.未标注公差的尺寸，依据表2.4确定精度后查表。,5.凸模公差标成,7.磨损系数X：只与公差和料厚有关。,18,如图冲压件，材料为45号钢，料厚t=0.5mm，计算凸凹模刃口部分尺寸？,例1：,19,解：此冲压件的外形属落料，内孔属冲孔查表得：,由公差值可查表得磨损系数X为：6：X=0.75，36：X=0.5,（1）孔6,校核：0.004+0.006=0.0100.020,20,（2）36落料,校核：0.004+0.006=0.0100.020,21,冲裁如图的垫圈，材料为10号钢，厚度为1mm，计算凸凹模工作部分的尺寸？请问若冲压件的厚度为3mm，请问模具制造精度能否为IT6级？,例2：,22,解：由10号钢和厚度1mm查表得：,(1)冲孔：51.5-0.50为510+0.5,由公差值可查得磨损系数x为：51.5：X=0.5,68:X=0.5,23,（2）落料：改为,验证：,若t=3mm,IT6级,所以，精度应高于IT6级。,24,已知某冲裁件如图，材料为10钢，厚度为1mm，中批量生产。试按互换加工计算该零件落料、冲孔复合冲裁模的刃口尺寸。,例3：,25,外形为落料，以凹模为基准,（45-0.50.56）0+0.01=44.720+0.01,尺寸45：,尺寸44：,尺寸10：,尺寸120：,凹模：,（44-0.50.54）0+0.01=43.730+0.01,（10-0.50.22）0+0.008=9.890+0.008,（120-0.50.54）0+0.015=119.730+0.015,26,凸模:,尺寸45：,尺寸44：,尺寸10：,尺寸120：,（44.72-0.1）0-0.007=44.620-0.007,（43.73-0.1）0-0.007=44.620-0.007,（9.89-0.1）0-0.006=9.790-0.006,（119.73-0.1）0-0.01=119.630-0.01,27,内形为冲孔，以凸模为基准,凹模:,尺寸26：,（26+0.50.24）0-0.007=26.120-0.007,尺寸26：,（26.12+0.1）0+0.01=26.220+0.01,28,既不属于冲孔也不属于落料类尺寸，可按冲裁件公差等级（查得约为IT16）提高级（即IT13，公差为0.33mm）确定。,尺寸22,即220.17,校验,尺寸45、44：,0.01+0.007+0.1=0.1170.13=Zmax,尺寸10：,0.006+0.008+0.1=0.1140.13=Zmax,尺寸120：,0.01+0.015+0.1=0.1250.13=Zmax,尺寸26：,0.01+0.007+0.1=0.1170.02（不能满足间隙公差条件）,32,配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算-适用于形状复杂或薄料冲裁件（注：目前，一般工厂均采用此法）,33,首先加工凸、凹模中的一件作为基准件（落料时选凹模为基准件，冲孔时选凸模为基准件），然后以选定的间隙配合加工另一件。,特点：允许在加工基准件时适当放宽公差，降低模具加工难度。,配合加工,计算过程,34,凹模（凸模）为基准件,尺寸分三类:凹模（凸模）磨损后增大尺寸-A类凹模（凸模）磨损后减小尺寸-B类凹模（凸模）磨损后不变尺寸-C类,35,36,式中：,A、B、C基准件基本尺寸,mm,模具制造公差,mm,37,计算注意事项：,1.A、B、C三类尺寸的确定2.冲裁间隙的确定3.磨损系数的确定4.A、B类尺寸的最大、最小5.A、B、C三类尺寸的偏差6.公式中的为公差，不是偏差7.磨损量的增与减，就是+X还是-X8.C类尺寸要求正负偏差值相同，否则需要转换。,38,如图冲裁件，材料为钢20，厚度为2，试计算凸凹模的工作尺寸？,例5：,39,解：,由公差值可知：0.,落料凸模尺寸按凹模尺寸配制，并留双面间隙mm.,由钢和查表得：,，,40,如图冲裁件，材料为10号钢，厚度为2mm,计算凸凹模工作部分尺寸？,例6：,41,解：,A类尺寸：,B类尺寸：,查表得：Zmin=0.30mm,Zmax=0.34mm,磨损系数X：70尺寸X=0.75，其余为0.5,42,C类尺寸：,落料凸模尺寸按凹模尺寸配制，并留双面间隙0.40-0.55mm.,43,例7：冲制如图所示的变压器铁心片，材料为硅钢片1342，料厚t=035mm，未注公差尺寸为ITl4级，试进行单工序落料模的刃口尺寸计算。,44,解：,查标准公差数值表有：,孔类尺寸：,自由长度尺寸：30026,轴类尺寸：,工件相应尺寸分类：,凹模磨损图,45,磨损系数x：,a3尺寸为ITl3级，x=075其余尺寸为ITl4级，x=05,46,在凸模零件工作图上，只注与凹模刃口尺寸对应的基本尺寸，不注公差。并在技术要求中注明“刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证单边间隙为001mm”。,查电器类冲裁件之小间隙值得该件冲裁模初始合理双面冲裁间隙为：,mm002mm。,47,三、冲裁力及压力中心计算,冲裁力是选择压力机的重要依据，也是模具设计和模具强度校核的依据。,1.冲裁力的计算,冲裁力计算公式：,式中：,F冲裁力，N,L冲裁端面周长，mm,材料抗剪强度，MPa,t冲裁件厚度,mm,k系数，一般k=1.3,48,卸料力及推件力的计算,逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力。,为了简便，也可用材料的抗拉强度按下式估算：,（1）卸料力,从凸模上将零件或废料卸下来所需的力。,（2）推件力,顺着冲裁方向将零件或废料从凹模型腔推出的力。,（3）顶件力,49,经验计算公式：,式中：,F冲裁力，N,分别为卸料力、推件力、顶件力系数,50,冲裁压力中心的计算,冲裁力的合力作用点。,(2)形状对称冲裁件，冲裁压力中心位于冲裁轮廓的几何中心上。,(1)冲裁压力中心:,51,建立直角坐标系xOy。,(3)复杂形状工件或多凸模冲裁件的冲裁压力中心，按力矩平衡原理解析计算。,方法如下：,按比例将冲裁件的冲裁轮廓画出，如图。,将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线和圆弧等基本线段l1l2.ln。因为冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故可用线段长度代替冲裁力进行压力中心计算。,52,计算各基本线段的长度及其重心到坐标轴x、y的距离x1、x2xn和y1y2yn,计算压力中心坐标,53,冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：,特别地：,54,例1：计算图示冲裁件的压力中心（单位：mm),解：,建立坐标系，如图。,55,例2:求图示零