车身工艺学章冲裁工艺学(共35张PPT)

车身工艺学章冲裁工艺学第一页，共35页。重点记住拉伸极限等效应力理想刚塑性本构模型线性强化刚塑性本构模型第二页，共35页。重点记住理想弹塑性本构模型线性强化弹塑性本构模型第三页，共35页。第4章冲裁工艺4-1冲裁的变形过程4-3冲裁模刃口寸4-2冲裁间隙4-4冲压力和冲模压力中心4-5冲模及冲裁模第四页，共35页。前言：

使板料分离的冲压工序（冲孔、落料、修边、切开）普通冲裁：以开裂形式实现分离.精密冲裁：以塑性变形式实现分离第五页，共35页。序号变形阶段简图板料状态1弹性变形内应力未超过屈服极限2塑性变形内应力达到屈服极限，加压超过抗剪强度，微裂3断裂刃口处的裂纹不断向板料内部扩展，直至拉断分离冲裁板料变形及断面的特征1.冲裁的变形过程第六页，共35页。2.冲裁力变化分析第七页，共35页。2.断面特点(1)圆角带圆角带是凹模刃口压人板料时．刃口附近板料产生变形的结构。(2)光亮带

光亮带是板料塑性剪切变形时，在毛坯中的一部分相对另一部分移动中，模具刃口侧面将断面压平而形成的光亮垂直面。通常，光亮带占整个断面的l/3，光亮带是尺寸测量基准。1/3,塑性好,光亮带大(3)断裂带

第八页，共35页。(3)断裂带

断裂带是由由刃口处的微小裂纹在拉应力作用下不断扩展形成的撕裂面，断面粗糙，出现毛刺，且有斜度2.断面特点(4)冲裁件尺寸确定孔的尺寸以孔最小尺寸为衡量标准．落料以轮廓最大尺寸为衡量标准。忽略弹性变形落料尺寸=凹模尺寸

冲孔尺寸=凸模尺寸第九页，共35页。42冲裁模间隙冲裁间隙是凸凹模刃口工作部分尺寸之差。冲裁间隙的影响合适：上下裂纹重合断面光洁过小：不重合，两个光亮带。过大：产生塌角1.对质量影响第十页，共35页。2.对冲裁尺寸影响间隙↑→拉伸作用大→落料尺寸<凹模，冲孔孔径>凸模；间隙↓→挤压力大→冲孔孔径↓→落料尺寸↑第十一页，共35页。3.对冲模寿命影响4.对冲裁时各种力影响间隙小→侧压力N↑→刃口磨损间隙大→压力不均，刃口易崩刃，刀具寿命↓间隙大，冲裁力↓卸料力↓推料力↓间隙之减少时，各种力均随之增加。

第十二页，共35页。合理间隙的概念及其确定1.确定原则在保证冲裁件断面质量和尺寸精度的前提下，模具寿命最高。2.合理间隙在保证冲件断面质量和尺寸精度前提下，模具寿命最高,确定合理间隙，再考虑模具制造偏差及磨损，选择一个范围为合理间隙。

设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。第十三页，共35页。3.冲裁间隙的确定

冲裁上下裂纹重合→确定合理间隙冲裁模双面间隙表

注意：考虑到磨损，设计时采用最小合理间隙。经验确定法第十四页，共35页。冲裁刃口尺寸(1)落料

凹模为设计基准（先定）间隙取在凸模上.

冲孔

凸模为设计基准,间隙取在凹模上。1.刃口尺寸确定的原则(2)考虑磨损

凹模尺寸取零件最小尺寸（落料）凸模取零件最大尺寸（冲孔）(3)凸凹模尺寸精度与零件相适应落料尺寸=凹模尺寸冲孔尺寸=凸模尺寸第十五页，共35页。2.刃口尺寸确定的方法刃口尺寸要保证凸凹模之间有间隙凸模的制造公差凹模的制造公差双面间隙最大值双面间隙最小值第十六页，共35页。(1)凸凹模分别加工时1)落料:落料凹模为设计基准首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸。∵落料尺寸=凹模尺寸及磨损原因落料件最大极限尺寸凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨损系数冲裁剪公差第十七页，共35页。2)冲孔凸模为设计基准使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸。冲孔件最大极限尺寸冲孔凸、凹模刃口尺寸凹模的制造公差凸模的制造公差磨损系数冲裁剪公差第十八页，共35页。(2)凸凹模配加工时落料件，凹模为设计基准。冲孔件，凸模为设计基准。保证间隙在第十九页，共35页。使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸。剪面积减少，冲裁力下降。(4）结构应确保操作安全、方便，便于维修。第二十八页，共35页。AB段弹性变形(2）冲模应有足够的强度、刚度和一定尺寸精度。凸模下压，材料内部微裂纹扩张，冲裁力急剧下降。(6）应有确保冲模上下运动对中导向装置。(2）冲模应有足够的强度、刚度和一定尺寸精度。间隙小→侧压力N↑→刃口磨损一次行程在不同工位连续t<3mm时,H=2t第二十一页，共35页。冲孔凸模为设计基准,间隙取在凹模上。塑变BC.仅一道工序，无导向装置，适用小批量精度

AB段弹性变形塑变BC.材料硬化，冲裁力上升，达最大值C点。

CD段，为冲裁断裂阶段。

剪面积减少，冲裁力下降。凸模下压，材料内部微裂纹扩张，冲裁力急剧下降。冲压力和冲模压力中心1.冲裁力的大小及计算第二十页，共35页。目的：合理选择压力机、设计模具平刃口模具S-剪切断面面积L-冲裁模周长-材料抗剪强度，一般取-材料厚度K=1.3修正系数计算第二十一页，共35页。(2)斜刃冲裁落料冲孔2.降低冲裁力的措施落料件凹模为斜刃冲孔件凸模为斜刃t<3mm时,H=2t(1)加热加热到700

°C—900°C冲裁力降到1/3但断面质量差，精度低。t=3-10mm时，H=t逐步切入，冲裁力减少倾斜程度H冲裁力-冲裁力系数0.2-0.5当H=t时当H=2t时第二十二页，共35页。3.阶梯冲裁斜刃冲裁优点当冲裁件很大时，降低冲裁力很显著。缺点模具制造难度↑，刃口修磨困难，刃口形状还要修正。用于形状简单、精度不高、料不太厚大件。大型覆盖件落料中应用较多。多凸模第二十三页，共35页。3.压力机所需总冲压力的计算推料力：将材料从凹模内顺冲裁方向推出所需之力。

卸料力：将材料（零件或废料）从凸模上脱下所需之力。顶件力：将材料从凹模内沿逆冲裁方向推出所需之力。

第二十四页，共35页。总冲压力材料及料厚K卸K推K顶钢≤0.10.06-0.090.10.15>0.1-0.50.05-0.070.0650.08>0.5-2.50.025-0.060.050.06>2.5-6.50.02-0.050.0550.05铝、铝合金0.03-0.080.0250.03-0.07第二十五页，共35页。4.冲模压力中心模具压力中心:冲压力合力作用点.裁件周长第二十六页，共35页。冲裁模分类及结构简介冲裁模分类1.冲模的要求(2）冲模应有足够的强度、刚度和一定尺寸精度。(3）主要零件应有足够的耐磨性及使用寿命。(4）结构应确保操作安全、方便，便于维修。(5）材料送进、工件取出方便。(1）工件定位可靠。(6）应有确保冲模上下运动对中导向装置。(7）尽量采用标准件。(8）冲模的结构应与压力机的主要技术参数结构相适应。第二十七页，共35页。2.冲模的种类(1）按工艺性质分冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模；(2）按工序组合分单工序模、连续模、复合模；(3）按材料送进方式分为手动送料模、半自动送料模、自动送料模；4）通用模、专用模；(5）无导向模、导板导向模和导柱导套模；第二十八页，共35页。基本结构主要件工作件定位件凸模凹模凸凹模刃口镶块定位销挡料销导正销导料板定位侧刃压料、卸料及出料件压边圈卸料板顶出器顶销推杆3.冲模结构组成及其作用第二十九页，共35页。辅助件导向件支承件缓冲件第三十页，共35页。1.简单模冲裁模结构仅一道工序，无导向装置，适用小批量精度低简单零件。第三十一页，共35页。2.连续模一次行程在不同工位连续冲出一个或多个制件，适用大批生产。第三十二页，共35页。3.复合模复合模是指冲床在一次行程中，完成落料、冲孔等多个工序的一种模具结构。第三十三页，共35页。3.简单模、连续模、复合模比较模具性能单工序冲模连续模复