冷冲压变形的基本原理概述教案

1、教学内容 第一章 概述2.1 冷冲压变形的基本原理概述教学目的 1、掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2、理解冲压成形基本原理和规律；教学重点 1、掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2、理解冲压成形基本原理和规律；教学难点 冲压成形基本原理和规律教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下第一章 概述第二章一、 冲压与冲模概念1.基本概念冲压：室温下在压力机上通过模具使材料发生分离或塑性变形。（1）加工对象：主要金属板材（2）加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）（3）加工设备：主要是压力机冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具

2、（俗称冲模）。冲压生产的三要素：:合理的冲压工艺，先进的模具，高效的冲压设备.2冲压成形加工特点（1）低耗、高效、低成本,“一模一样”、质量稳定、高一致性 （2）可加工薄壁、复杂零件（3）板材有良好的冲压成形性能（4）模具成本高，冲压成形适宜批量生产。 二、冲压工序的分类 根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序1、分离工序：冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限b，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。 2、成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限s，但未达到强度极限b，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 三、冲模

3、1、冲模的分类（1）根据工艺性质分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。（2）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模2、冲模组成零件冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：（1）工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等（2）结构零件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等. 2.1 冷冲压变形的基本原理概述一、塑性变形的基本概念1.变形：弹性变形、塑性变形。2.塑性：表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作

4、用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。3.塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率和断面收缩率。 4.塑性变形对金属组织和性能的影响金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化或应变刚现象：金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。 二.、塑性力学基础1点的应力与应变状态应力状态：通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓单元体），用该单元体上三个相互垂

5、直面上的九个应力分量来表示。已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可求得。 主应力状态：塑性变形可能出现九种主应力状态2金属的屈服条件屈服塑性状态，主要取决于两方面的因素（1）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理机械性质转变的根据； （2）材料所处的应力状态转变的条件。单向应力状态： =s 一般应力状态：1-3=s 3金属塑性变形时的应力应变关系弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性的、可逆的，与加载历史无关；塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性的、不可逆的，与加载历史有关。四、金属塑性变形的一些基本规律加工硬化：塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性硬化曲线

6、：实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示=an1、卸载弹性恢复规律和反载软化现象2、体积不变条件金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。一般认为金属材料1 +2 + 3 = 0 3、最小阻力定律在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律。课后小结 1、冲压与冲模概念 2、冲压工序的分类 3、冲模的分类 4、冲模设计与制造要求 5、冲压技术现状与发展方向 教学内容 2.2冷冲压材料及其冲压成型性能3.1冲裁概述教学目的 1、了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料 2、掌握冲裁的特点 3、理解冲裁

7、变形规律及冲裁件质量影响因素教学重点 1、掌握冲裁的特点教学难点 认识常见冲压材料教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下2.2冷冲压材料及其冲压成型性能一、冲压材料及其冲压成形性能1、材料的冲压成形性能：材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。材料的冲压性能好：成形极限高，成形质量好，便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念：成形极限高，成形质量好2冲压成形性能的试验方法：间接试验和直接试验3板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度指标越高，产生相同变形量的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚度指标越高，成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。不同冲压工

8、序对板料的机械性能的具体要求有所不同。4冲压材料（1）对冲压材料的要求a对冲压成形性能的要求b对材料厚度公差的要求c对表面质量的要求（2）常用冲压材料黑色金属、有色金属、非金属材料3.1冲裁概述一、 冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。二、 冲裁的基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。 三、 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。四、冲裁分类: 普通冲裁、精密冲裁课后小结 1.冲裁的概念 2、冲压成形性能 教学内容 3.2冲裁过程的分析教学目的 1、 掌握冲裁变形规律 2、掌握冲裁变形过程的三个阶

9、段及各自的特点 教学重点 1、掌握冲裁变形过程的三个阶段及各自的特点教学难点 掌握冲裁变形过程的三个阶段及各自的特点教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.2冲裁过程的分析了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。 一、冲裁变形时板材变形区受力情况分析四对力及凸、凹模间隙存在，产生弯矩。 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： 1弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力 。2塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。 3断裂分离阶段 变

10、形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离 三、冲裁件质量及其影响因素冲裁件质量：指断面状况、尺寸精度和形状误差。断面状况垂直、光洁、毛刺小 尺寸精度图纸规定的公差范围内形状误差。外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小1、冲裁件断面质量及其影响因素断面特征：四个特征区如下a圆角带：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形b光亮带：塑性剪切变形。质量最好的区域。c断裂带：裂纹形成及扩展。d毛刺区：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺课后小结1、冲裁变形过程分为哪三个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先

11、在什么位置产生？2、冲裁件质量包括哪些方面？冲裁件的断面分成哪四个特征区？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？3、影响冲裁件尺寸精度、形状误差的因素有哪些？教学内容 3.3冲裁模间隙教学目的 1、掌握冲裁模间隙确定方法2、理解冲裁模间隙对冲裁过程的影响教学重点 1、掌握冲裁模间隙确定方法教学难点 理解冲裁模间隙对冲裁过程的影响教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.3冲裁模间隙一、间隙的重要性冲裁间隙z：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸da与凸模刃口横向尺寸dt的差值。 1.间隙对冲裁件质量的影响间隙是影响冲裁件质量的主要因素2.间隙对冲裁力的影响随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是

12、很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。3.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。 所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。二、冲裁模间隙值的确定在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 zmin1.理

13、论法确定法2.经验确定法较小间隙值（表2.3.2）较大间隙值（表2.3.3）课后小结1.间隙的重要性？2.如何确定合理间隙值？教学内容 3.4冲裁模刃口尺寸计算教学目的 1、掌握冲裁模刃口尺寸计算方法2、理解冲裁模刃口尺寸计算原则教学重点 掌握刃口尺寸计算原则和方法；教学难点 掌握冲裁模刃口尺寸计算方法教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.4冲裁模刃口尺寸计算重要性：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。 一、凸、凹模刃口尺寸计算原则(一) 生产实践发现的规律：1冲裁件断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件

14、的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸2凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。 （二） 计算原则： 设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即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，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。 根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。 冲裁（设

15、计）间隙一般选用最小合理间隙值（zmin）。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。 二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法加工方法：1.分开加工具有互换性、制造周期短，但zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。 2.配合加工zmin易保证，无互换性、制造周期长1按凸模与凹模图样分别加工法（1）落料（2）冲孔（3）孔心距为了保证可能的初始间隙不超过zmax，即+zminzmax，选取必须满足以下条件：凸、凹模的

16、制造公差，可按级来选取，也可查表2.4.1选取，但需校核。或取 2凸模与凹模配作法配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。 特点：模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。（1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：磨损后变大，变小还是不变。（2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。（3）刃口制造偏差可按工

17、件相应部位公差值的1/4来选取。对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。三、例1冲制图示零件，材料为q235钢，料厚t=0.5mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。解：由图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。 外形36mm由落料获得，2- 6mm和180.09由冲孔同时获得。查表2.3.3得，则由公差表查得：为it12级，取x = 0.75；为it14级，取x = 0.5；设凸、凹模分别按it6和it7级加工制造，则冲孔：校核：0.008 + 0.012 0.06 - 0.040.02 = 0.02（满足间隙公差条件）孔距尺寸：=l=180.125

18、20.09 = (180.023)mm落料：校核：0.016 + 0.025 = 0.04 0.02（不能满足间隙公差条件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取： r0.4(zmax-zmin) =0.40.02=0.008mm a0.6(zmax-zmin) =0.60.02=0.012mm故：三、例2如图2.4.3所示的落料件，其中d = 220.14mmzmin=0.10mm, zmax=0.14mm由公差表查得：尺寸80mm，选x = 0.5；尺寸15 mm，选x = 1；其余尺寸均选x = 0.75。 落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺

19、寸 第二类尺寸：磨损后减小的尺寸第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值落料凹模、凸模的尺寸如图2.4.4。 课后小结1.凸、凹模刃口尺寸计算原则2.凸、凹模刃口尺寸的计算方法3.凸、凹模分别加工时，其刃口尺寸计算应注意什么？4.凸、凹模配合加工时，其刃口尺寸计算应注意什么？教学内容 3.5冲裁件的工艺性教学目的 1、掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法2、了解冲裁工序的组合需要考虑的因素3、了解冲裁

20、顺序的安排的要求教学重点 掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法教学难点 了解冲裁顺序的安排的要求教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.5冲裁件的工艺性一、冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。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。 1冲裁件的结构工艺 （1） 冲裁件的形状（2） 冲裁件内形及外形的转角（3） 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽（4） 冲裁件的孔边距与孔间距（5） 在弯曲件或拉深件上冲孔时（6） 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。用无导向凸模和有导向的凸模所能冲制的最

21、小尺寸，分别见表2.7.2和表2.7.3。 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12.53.2m。 3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。 二、冲裁工艺方案的确定1冲裁工序的组合（1）根据生产批量来确定 （2）根据冲裁件尺寸和精度等

22、级来确定（3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定（5）根据操作是否方便与安全来确定2、冲裁顺序的安排（1）级进冲裁顺序的安排1）先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。 2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。 （2）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排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。 例2.7.1图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kn开式压力机，要求制定冲压

23、工艺方案。作业布置：本章思考与练习题3、4、7。课后小结1、 冲裁件的工艺性是指什么？2、 审查冲裁件工艺性的目的是什么？冲裁工序的组合需要考虑哪些因素？冲裁顺序的安排有哪些要求？教学内容 3.6排样教学目的 1、掌握排样方法2、掌握条料宽度与导料板间距离的计算教学重点 掌握排样方法教学难点 掌握条料宽度与导料板间距离的计算教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.6排样一、排样: 排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。排样方案是模具结构设计的依据之一。材料的合理利用1材料利用率材料利用率：冲裁件的实际面积

24、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2提高材料利用率的方法冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。 减少工艺废料的有力措施是：（1）设计合理的排样方案；（2）选择合适的板料规格和合理的裁板法（3）减少料头、料尾和边余料（4）利用废料作小零件（如表2.5.1中的混合排样）等。二、排样方法根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：有废料排样（a）少废料排样（b）3.无废料排样（c、d）三、搭边1、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。2、搭边的作用：一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，

25、方便条料送进，提高劳动生产率；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影响搭边值的因素（1）材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。（2）材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。 （3）冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。（4）送料及挡料方式 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。 4搭边值的确定表2.5.2为最小搭边值的经验数表之一，供设计时参考。四、条料宽度与导料板间距离的计算1、有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离条

26、料宽度：导料板间距离：2无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离条料宽度：冲压工艺规程的制定作业布置请对题图2-1、2-2、2-3所示零件进行冲裁排样设计，确定搭边值，并画出排样图。课后小结1.提高材料利用率的方法2.条料排样方法的分类3.什么是搭边？其作用有哪些？影响搭边值的因素有哪些？4.一张完整的排样图应表达哪些信息？教学内容 3.7冲裁力和压力中心的计算教学目的 1、掌握冲裁力和压力中心的计算方法教学重点 掌握冲裁力和压力中心的计算方法教学难点 掌握冲裁力和压力中心的计算方法教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.7冲裁力和压力中心的计算一、冲裁力的计算冲裁力：冲裁过程中凸模对板

27、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：注： f冲裁力；l冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗剪强度；k系数。一般取k1.3 二、卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力 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卸料力推件力顶件力kx,kr,kd卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.6.1；n同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。式中 h凹模洞口的直刃壁高度； t板料厚度。 三、压力机公称压力的确定压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和fz采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：采用弹

28、性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：四、降低冲裁力的方法1阶梯凸模冲裁2斜刃冲裁 3加热冲裁（红冲）五、冲模压力中心的确定模具的压力中心：冲压力合力的作用点。 为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。 1简单几何图形压力中心的位置1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算： 2确定多凸模模具的压力中心确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。3复杂形状零件模具压力中心的确定复杂形状

29、零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。除上述的解析法外，还可以用作图法和悬挂法。课后小结1.冲裁力f的计算公式2.冲压工艺总力的计算方法3.降低冲裁力的方法4.确定压力中心的目的教学内容 3.8 冲裁模分类及典型冲裁模结构分析教学目的 认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点教学重点 冲裁模典型结构及特点教学难点 认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.8 冲裁模分类及典型冲裁模结构分析一、单工序冲裁模单工序冲裁模：在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。 1.落料模（1）无导向单工序落料模（2）导

30、板式单工序落料模（3）导柱式单工序落料模 2.冲孔模（1）导柱式冲孔模 （2）导板式侧面冲孔模（3）斜楔式水平冲孔模 （4）小孔冲模全长导向结构的小孔冲模超短凸模的小孔冲模二、级进模级进模是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。 1用导正销定位的级进模 2侧刃定距的级进模双侧刃定距的冲孔落料级进模侧刃定距的弹压导板级进模 优点：级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。缺点：级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高。适用：大批量生产小型冲压件。 三、复合模复合模是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分离

31、工序的模具。设计难点：如何在同一工作位置上合理地布置好几对凸、凹模结构上的主要特征：有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模优点：生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。缺点：结构复杂，制造精度要求高，成本高适用：生产批量大、精度要求高的冲裁件1正装式复合模（又称顺装式复合模）结构特点：三套除料、除件装置优点：冲出的冲件平直度较高缺点：结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作。适用：冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，可以冲制孔边距离较小的冲裁件。2倒装式复合模结构特点：两套除料、除件装置优点：结构简单缺点：不宜冲制孔边距离较小的

32、冲裁件作业布置本章思考与练习题6。课后小结1.单工序冲裁模、级进模、复合模的特点比较2.正装复合模与倒装复合模的区别教学内容 3.9冲裁模主要零部件和零件的设计教学内容 3.9冲裁模主要零部件和零件的设计教学目的 1、掌握工作零件的设计原则及方法 2、掌握定位零件的种类及应用。 3、理解卸料零件的选用。教学重点 冲裁模典型结构及特点教学难点 认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.9冲裁模主要零部件和零件的设计一、工作零件1凸模（1）凸模的结构形式及其固定方法1）圆形凸模：阶梯式、快换式台肩固定、螺钉压紧2）非圆形凸模：阶梯式、直通式台

33、肩固定、铆接、粘结剂浇注法固定3）大、中型凸模：整体式、镶拼式螺钉和销钉固定4）冲小孔凸模：带护套式小孔：dt或d1mm的圆孔和面积a1mm2的异形孔。 提高其强度和刚度的措施：冲小孔凸模加保护与导向: 加保护套采用短凸模的冲孔模在冲模的其它结构设计与制造上采取保护小凸模措施提高模架刚度和精度；采用较大的冲裁间隙；保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等； 采用斜刃壁凹模以减小冲裁力。结构：整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式和快换式等。 固定方法：台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。（2）凸模长度计算当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算： 当采用弹压卸料

34、板时，其凸模长度按下式计算：（3）凸模的强度校核 冲裁凸模的强度效核计算公式见表2.9.22凹模（1）凹模外形结构及其固定方法结构：整体式、镶拼式外形：圆形、板形（2）凹模刃口形式 刃口形式：直筒形、锥形各刃口参数见表2.9.4（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定凹模厚（高）度h=kb （15mm） k见表2.9.5凹模壁厚c=（1.52）h （3040mm）计算值：靠用标准，选择模架的依据。 3凸凹模复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。正装复合模，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些； 倒装复合模，若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些

35、。倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表2.9.6。 正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。4凸、凹模的镶拼结构（1）镶拼结构的应用场合及镶拼方法应用场合：大、中型的凸、凹模或形状复杂、局部薄弱的小型凸、凹模。镶拼方法：镶接、拼接（2）镶拼结构的设计原则1）改善加工工艺性，减少钳工工作量，提高模具加工精度 2）便于装配调整和维修3）满足冲压工艺要求，提高冲压件质量 凸模与凹模的拼接线至少错开35mm；另外，大型或厚板冲裁，可以把凸模或凹模制成波浪形斜刃；（3）镶拼结构的固定方法1）平面式固定2）嵌入式固定3）压入式固定4）斜楔式固定5）粘结剂浇注固定 二、定位零件定位零件：用来保证条料的正确送进及

36、在模具中的正确位置1条料的限位：在与条料垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。2块料或工序件的定位：基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料的有所不同而已。 属于送进导向的定位零件：导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件：用挡料销、导正销、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件：定位销、定位板等1导料销、导料板（1）导料销：两个，位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧。 结构形式：固定式、活动式（2）导料板：设在条料两侧结构形式：一种是标准结构，它

37、与卸料板（或导板）分开制造；一种是与卸料板制成整体的结构。2侧压装置设置目的：若条料公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，使最小搭边得到保证。 结构形式：弹簧式侧压装置簧片式侧压装置簧片压块式侧压装置板式侧压装置不宜设置侧压装置的场合： 板料厚度在0.3mm以下的薄板；辊轴自动送料装置的模具。3挡料销（1）固定挡料销 : 钩形挡料销（2）活动挡料销 （3）始用挡料装置4侧刃侧刃：在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出一定尺寸缺口的凸模。 特点：定距精度高、可靠适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况5导正销使用目的: 消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 主要用于: 级进

38、模6定位板和定位销 定位方式：外缘定位、内孔定位。定位板厚度或定位销高度见表2.9.10三、卸料装置与推件装置1卸料装置形式：固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀（1）固定卸料板特点：卸料力大，卸料可靠 适用：板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件（2）弹压卸料装置特点：兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。适用：质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁。（3）废料切刀适用：冲件尺寸大，采用废料切刀将废料切开而卸料 2推件（顶件）装置（1）推件装置a）刚性推件装置组成：打杆、（推板、连接推杆、）推件块特点：推件力大，工作可靠b）弹性推件装置作用：压料、卸料特点：出件力不大

39、，但出件平稳无撞击，冲件质量较高。（2）顶件装置组成：顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器 特点：顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高制造、装配要求：3弹簧和橡皮的选用（1）弹簧的选用 所选弹簧必须满足预压力f0的要求所选弹簧必须满足最大许可压缩量h2的要求所选弹簧必须满足模具结构空间的要求 （2）橡胶的选用1）橡胶选择原则 所选橡胶必须满足预压力f0的要求所选橡胶允许最大压缩量h2不超过其自由高度h0的45，h2 =（0.350.45）h0而橡胶预压缩量h0=（0.100.15）h0 橡胶高度与直径d之比应按下式校核课后小结1.凸模、凹模常见的结构形式及其固定方法2.挡料销的形式？始用挡料

40、装置的工作过程？3.侧刃的工作原理？ 4.弹压卸料装置的工作原理与作用？5.刚性推件装置的工作原理？教学内容 3.10精密冲裁 3.11其他冲裁模教学目的 1、了解精密冲裁特点。 2、了解其他冲裁模，并与普通冲裁模相比较。教学重点 了解精密冲裁特点教学难点 了解精密冲裁特点教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下3.10精密冲裁一、整修1、整修原理：是利用整修模沿着冲裁件外缘或内孔刮去一层薄薄的切屑，以除去普通冲裁时在断面上留下的塌角、毛面和毛刺等，从而提高冲裁件的尺寸精度，并得到光滑而垂直的切断面，整修冲裁件的外形称为外缘整修；整修冲裁件的内孔称为内缘整修。2、整修模工作部分尺寸计算整

41、修模工作部分尺寸计算与普通冲裁相同二、带齿圈压板精密冲裁（精冲法）1、精冲机理：冲裁轮廓周围的材料便处于较强的三向压应力状态，材料的塑性得到很大的提高。所以精冲的切断面几乎全部是光面，即塑性剪切面几乎贯穿整个板厚。而且很垂直，只是在材料分离的最后阶段可能出现很小的撕裂面和毛刺。2、精冲工艺与精冲模（1） 精冲的工艺过程（2） 精冲件的工艺性（3） 精冲力的计算（4） 精冲模设计三、半精密冲裁1、小间隙圆角刃口冲裁（又称光洁冲裁）2、负间隙冲裁3、上、下冲裁4、对向凹模冲裁3.11其他冲裁模一、非金属材料冲裁模1、软质非金属材料的冲裁及冲裁模2、脆性和硬质非金属材料的冲裁及冲裁模二、锌基合金冲裁

42、模1、锌基合金冲裁模的特点及应用2、锌基合金的成分和性能3、锌基合金冲裁模的设计4、锌基合金冲裁模的制造三、聚氨酯橡胶冲裁模聚氨酯橡胶模是利用高强度、硬度、耐磨、耐油、耐老化、抗撕裂性能的聚氨酯橡胶作为冲压模具的工作零件，用以代替普通冲裁的钢凸模、凹模或凸凹模进行冲压工作的一种模具。课后小结 1、了解精密冲裁特点。 2、其2、了解他冲裁模的特点教学内容4.1 弯曲变形过程及变形特点 教学目的 了解弯曲变形规律及变形特点教学重点 了解弯曲变形规律及变形特点教学难点 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下4.1 弯曲变形过程及变形特点一、概述1、弯曲：将板料

43、、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。弯曲方法：2、弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。 3、弯曲模：弯曲所使用的模具。 二、弯曲变形过程v形弯曲是最基本的弯曲变形。1.弯曲变形时板材变形区受力情况分析变形区主要在弯曲件的圆角部分，板料受力情况如图所示。2.弯曲变形过程自由弯曲校正弯曲弹性弯曲塑性弯曲弯曲效果：表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化（减小）。二、塑性弯曲变形区的应力、应变窄板（b/t3：增加，外区宽度减小，原矩形截面变成了扇形 宽板（b/t3）：横截面几乎不变，仍为矩形1、应力状态：（

44、1）b/t3长度方向1：内区受压，外区受拉；厚度方向2：内外均受压应力 ；宽度方向3：内外侧压力均为零（两向应力）（2）b/t3）长度方向1：内区受压，外区受拉；厚度方向2：内外均受压应力 宽度方向3：内区受压，外区受拉（三向应力）2、应变状态（1）窄板（b/t3长度方向1：内区压应变，外区拉应变; 厚度方向2：内区拉应变，外区压应变 ; 宽度方向3：内区拉应变，外区压应变(三向应变)（2）宽板（b/t3）长度方向1：内区压应变，外区拉应变; 厚度方向2：内区拉应变，外区压应变 宽度方向3：内外区近似为零（两向应变）三、变形程度及其表示方法相对弯曲半径（ r/t）：表示板料弯曲变形程度的大小。

45、 四、板料弯曲的变形特点1中性层的内移变形区板料厚度变薄和长度增加细而长的板料弯曲后的纵向翘曲与窄板弯曲后的剖面畸变，管材、型材弯曲后的剖面畸变课后小结 1、弯曲变形规律 2、弯曲变形过程分析教学内容 4.2 最小弯曲半径 4.3 弯曲卸载后的回弹教学目的 1、掌握影响最小弯曲半径的因素 2、掌握最小弯曲半径的确定方法 3、认识回弹现象 4、掌握减小回弹的措施教学重点 1、 1、掌握最小弯曲半径的确定方法 2、掌握减小回弹的措施教学难点 掌握减小回弹的措施教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下4.2 最小弯曲半径一、最小弯曲半径最小弯曲半径rmin：在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零

46、件内表面的最小圆角半径。常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。 1.影响最小弯曲半径的因素（）材料的力学性能（）材料表面和侧面的质量（）弯曲线的方向（）弯曲中心角 最小弯曲半径rmin的数值：参见表3.2.23提高弯曲极限变形程度的方法（1）经冷变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。 （2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。（3）对于低塑性的材料或厚料，可采用加热弯曲。（4）采取两次弯曲的工艺方法，中间加一次退火。（5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。4.3 弯曲卸载后的回弹一、回弹现象塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除

47、后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。弯曲回弹的表现形式： 曲率减小弯曲中心角减小 二、影响回弹的因素材料的力学性能：s/e越大，回弹越大。相对弯曲半径r/t：r/t越大，回弹越大。弯曲中心角：越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角弯曲方式及弯曲模 （1）在无底凹模内作自由弯曲时（图3.3.4），回弹最大。 （2）在有底凹模内作校正弯曲时（图3.1.3），回弹较小。校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹的抵销 ，回弹可能出现正、零或是负三种情况。 （3）在弯曲u形

48、件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大，如图3.3.5所示。 工件的形状一般而言，弯曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小。 三、回弹值的确定 小变形程度（r/t 10）自由弯曲时的回弹值 凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：2大变形程度r/t5(自由弯曲时的回弹值 卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲中心角为90时部分材料的平均回弹角见表3-3。当弯曲件弯曲中心角不为90时，其回弹角可用下式计算校正弯曲时的回弹值四、减少回弹的措施1.改进弯曲件的设计尽量避免选用过大的r/t 。如有可能，在弯曲

49、区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。2.采取适当的弯曲工艺（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。（2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点s降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3）采用拉弯工艺。 3.合理设计弯曲模（1）对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。（2）对于软材料，其回弹角小于5时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙（图3.3.11）。（3）对于厚度在0.8mm以上的软材料， r/t又不大时，可采取如图3.3.12所示结构。（4）对于u形件弯曲（5）在弯曲件直边端部纵向加压（图3.3.14）。课后小结1、最小弯曲半径 2、减小回弹的措施教学内容4.4弯曲件毛坯尺寸的计算 4.5 弯曲力的计算教学目的 1、掌握弯曲件毛坯尺寸的计算方法 2、掌握弯曲力的计算方法教学重点 1、掌握弯曲件毛坯尺寸的计算方法2、掌握弯曲力的计算方法教学难点 掌握弯曲件毛坯尺寸的计算方法 教学方法 讲授法教学时数 2课时主要内容 如下4.4弯曲件坯料尺寸的计算一、弯曲中性层位置的确定据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式