沖裁工藝及沖裁模設(shè)計(jì)教材(共85頁).ppt

1、標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值(摘自GB/T 1800.398) 一、沖裁變形時板料變形區(qū)的力學(xué)分析模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內(nèi)保持接觸。接觸寬度約為板厚的。二、沖裁時板料的變形過程三個階段：彈性變形階段塑性變形階段斷裂別離階段三、沖裁件的斷面質(zhì)量及其影響因素1、斷面特征 a:圓角帶 b:光亮帶 c:斷裂帶 d:毛刺各局部隨材料的性能、厚度、沖裁間隙、刃口狀態(tài)及摩擦條件不同而不同。2、影響因素1材料性能對斷面質(zhì)量的影響2模具沖裁間隙對斷面質(zhì)量的影響3模具刃口狀態(tài)對斷面質(zhì)量的影響一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響間隙過大時，沖孔件尺寸增大，落料件尺寸減小。間隙過小時，沖孔件尺寸減小，落料件尺寸增大。

2、二、對模具壽命的影響間隙過小時，摩擦增大，磨損嚴(yán)重。間隙過大時，摩擦減小，放寬間隙不均勻的不利影響，從而利于提高模具壽命。三、對沖裁工藝中力的影響四、間隙值確實(shí)定合理間隙值1、理論確定法2、經(jīng)驗(yàn)確定法 軟材料： t1mm，c=(3%-4%)t t1-3mm，c=(3%-4%)t t3-5mm，c=(3%-4%)t 硬材料： t1mm，c=(4%-5%)t t1-3mm，c=(6%-8%)t t3-5mm，c=(8%-13%)t3、查表確定法表2.2.3)00()tan(1)tanhcthtt一、刃口尺寸計(jì)算的原那么1、考慮落料和沖孔的特點(diǎn) 落料件尺寸決定于凹模刃口尺寸；沖孔件尺寸決定于凸模刃口

3、尺寸。2、考慮刃口的磨損規(guī)律 刃口磨損后，凹模刃口尺寸擴(kuò)大，凸模刃口尺寸減小。 為使模具有一定的使用壽命，磨損到一定程度仍能沖裁出合格的零件，落料時凹模刃口尺寸接近制件尺寸的下限值，沖孔時凸模刃口尺寸接近制件尺寸的上限值。3、考慮制件精度與模具精度之間的關(guān)系1一般情況按下表執(zhí)行。2制件未標(biāo)注公差，按以下情況處理： 非圓形件按IT14級處理，沖模按IT11級制造；圓形件的沖模可按IT7-IT6級制造。4、沖壓件按“入體原那么進(jìn)行尺寸標(biāo)注沖壓件的尺寸公差應(yīng)標(biāo)為單向公差，落料件為軸，上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件為孔，上偏差為正，下偏差為零。二、凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法一凸模和凹模分開加工1為保證

4、初始間隙值小于最大合理間隙，必須滿足以下條件：假設(shè)不滿足，?。簃axmin| 22pdccmaxmax0.4 (22)0.6 (22)pmindmincccc2落料設(shè)工件的尺寸為 ，那么：0Dmax000minmaxmin()(2)(2)dppdpdDDxDDcDxc 3沖孔設(shè)工件的尺寸為 ，那么：0d0minmin 0minmin 0()(2)(2)pdpddpddxddcdxc 4中心距計(jì)算設(shè)工件的尺寸為 ，那么:0.125dLL2LX-系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，可按以下選?。?當(dāng)制件公差為IT10以上時，取x=1； 當(dāng)制件公差為IT11-IT13時，取

5、x=0.75； 當(dāng)制件公差為IT14以下時，取x=0.5；或按教材表確定)例例1 1：如下圖零件的材料為：如下圖零件的材料為Q235Q235，料厚，料厚t=0.5mmt=0.5mm。試求凸、凹模刃口尺寸及公差。試求凸、凹模刃口尺寸及公差。解：該件36由落料得到， 2-6及18由沖孔得到。 查表，得：2cmin=0.04mm,2cmax=0.06mm 那么：2cmin-2cmax=0.02mm由公差表查得： 為IT12級，取x=0.75 為IT14級，取x=0.5設(shè)凸模按IT6級制造，凹模按IT7級制造。0.120600.62361、沖孔1校核間隙公差條件，查公差值表得： 0min000.008

6、0.008min00.0120.01200()(60.75 0.12)6.09(2)(60.04)6.13pdpdpddxmmddcmm maxmin| 220.0080.0120.02,pdcc滿足間隙公差條件| 0.008,| 0.012,pdmmmm故有2計(jì)算沖孔凸、凹模尺寸 3計(jì)算沖孔中心距 0.125(18 0.125 0.18)(18 0.023)dLLmmmm2、落料1校核間隙公差條件，查公差值表得：max00.0120.012000min000.0080.008()(36 0.5 0.62)35.69(2)(35.69 0.04)35.65dpdpdDdxmmDDcmm 2計(jì)算

7、落料凸、凹模尺寸 maxmin| 220.0160.0250.02,pdcc不滿足間隙公差條件,故取:| 0.016,| 0.025,pdmmmm故有maxminmaxmin| 0.4 (22)0.008| 0.6 (22)0.012pdcccc二凸模和凹模配合加工只在凸?；虬寄５幕鶞?zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并注明配做要求的間隙值。存在三種不同類型尺寸： 1隨磨損增大的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 2隨磨損減小的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 3隨磨損不變的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 0.25max0()jAAx0min0.25()jBBx 0.125jCC0A0BC 例例2 2：計(jì)算如下圖

8、沖裁件的凸模、凹模刃：計(jì)算如下圖沖裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。料厚口尺寸及制造公差。料厚t=1mmt=1mm，材料為，材料為1010號鋼，尺寸如下：號鋼，尺寸如下：0000.420.340.3400.1280,40,35220.14,15amm bmm cmmdmm emm解：該件屬于落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做。由表查得：2Cmin=0.10mm,2Cmax=0.14mm由表查得：尺寸80mm，選x=0.5； 尺寸15mm，選x=1； 其余尺寸，選x=0.75。落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下：1隨磨損增大的尺寸有

9、a、b、c：2隨磨損減小的尺寸有d：0.10500.08500.085079.7939.7534.75abc+0.25+0.25 0.42凹max00+0.25+0.25 0.34凹max00+0.25+0.25 0.34凹max00=(a-x )=(80-0.5 0.42)=(b-x )=(40-0.75 0.34)=(c-x )=(35-0.75 0.34)0.280000.07022 0.14 21.8622.07dd0凹min-0.25-0.25 0.28=(d +x )=(21.86+0.75 0.28)0.121514.94 0.060.125 0.12 14.94 0.015ee

10、0凹=e 0.125 =14.963隨磨損不變的尺寸有e： 落料凸模的根本尺寸與凹模相同，不必標(biāo)注公差，注明以的雙面間隙與落料凹模配做，如以下圖所示。例例3 3：如下圖零件，材料為：如下圖零件，材料為2020鋼，料厚為鋼，料厚為2mm2mm，按配制加工方法計(jì)算凸模、凹模刃，按配制加工方法計(jì)算凸模、凹模刃口尺寸及制造公差?？诔叽缂爸圃旃睢＝猓涸摏_裁件屬于落料件，只需計(jì)算凹模刃口尺寸即可。1隨磨損增大的尺寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4，其中Ad2、 Ad4為半邊磨損，所以其制造偏差=0.25/2。為保證R60與120尺寸相切，故R60不需計(jì)算，直接取Ad1的一半。查表，以上計(jì)算尺寸，系數(shù)x均

11、為0.5。刃口尺寸計(jì)算公式： 0.1800.2000.07500.180/20.0900119.64159.669.7119.64/2)59.82AAAAA+0.25 0.72d10+0.25 0.8d30+0.25 0.6/2d20d4d1=(120-0.5 0.72)=(160-0.5 0.8)=(70-0.5 0.6)=/2=(A0.25jmax0=(A-x )2隨磨損不變的尺寸Cd1、Cd2。計(jì)算公式為：00.1000.0540.320.2BB0d1-0.25 0.40d2-0.25 0.2=(40+0.75 0.4)=(20+1 0.2)B0jmin-0.25=(B+x )2隨磨損減

12、小的尺寸Bd1、Bd2。查表， Bd1、Bd2的磨損系分別為0.75、1。 計(jì)算公式為：0.090.125 0.3030.15 0.038CCd1d2=40 0.125 0.74=40=(30+0.15)0.125C Cj=一、沖裁力的計(jì)算普通平刃沖裁存在的力：1沖裁力Fp2卸料力FQ3推料力FQ14頂件力FQ2沖裁力實(shí)為剪切力：tLtLKFbpp其它三力的計(jì)算：卸料力：推料力：頂件力：pQKFF pQFnKF11pQFKF22二、壓力機(jī)公稱壓力的選取選擇壓力機(jī)的條件：pFP2 . 1沖裁工藝總力計(jì)算的三種情況：1采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時：1QQppFFFF2采用彈壓卸料裝置和上出件的

13、模具時：2QQppFFFF3采用剛性卸料裝置和下出件的模具時：1QppFFF三、沖模壓力中心確實(shí)定0(57.29/ ) sin2/57.29CRLR沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合。1、簡單形狀壓力中心的計(jì)算 1直線的壓力中心在中點(diǎn)； 2圓弧的壓力中心計(jì)算，如下圖，對任意角2：2、單凸模壓力中心確實(shí)定根據(jù)“力矩定理，用解析法確定壓力中心。步驟： 1按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀； 2在凸模刃口輪廓內(nèi)或外的任意處，建立坐標(biāo)系。 3將凸模刃口輪廓線分為假設(shè)干線段直線或圓弧段L1、L2，Ln，并用各段長度代表各自的沖載力。 4確定凸模刃口各線段的壓力中心位置及其坐標(biāo)值X1，Y1、X2、Y2Xn、Yn

14、。niiniiinnncniiniiinnncLYLLLLYLYLYLYLXLLLLXLXLXLX11212211112122113、多凸模沖裁時壓力中心確實(shí)定根據(jù)“力矩定理，用解析法確定壓力中心。步驟： 1按比例畫出各凸模刃口的輪廓形狀及正確位置； 2建立XOY坐標(biāo)系，并盡量使計(jì)算簡便。 3確定各凸模的壓力中心坐標(biāo)和周長。 4求總合力的壓力中心坐標(biāo)。niiniiinnncniiniiinnncLYLLLLYLYLYLYLXLLLLXLXLXLX1121221111212211例題：在黑板上講1、如圖建立的坐標(biāo)系，：L1=12.5mm、L2=21.5mm、L6=6mm、L7=28mm，求該凸模

15、的壓力中心坐標(biāo)。2、確定如下圖制件的沖孔落料復(fù)合模的壓力中心位置。四、降低沖裁力的措施斜刃沖裁法；階梯沖裁法。一、材料的經(jīng)濟(jì)利用材料利用率：沖裁時板料上的廢料：1工藝廢料； 2結(jié)構(gòu)廢料。0100%100%FFFAB排樣原那么： 1提高材料利用率。 2應(yīng)使操作簡單，勞 動強(qiáng)度小且平安。 3模具結(jié)構(gòu)簡單、壽 命高。 4保證制件質(zhì)量。二、排樣方法1有廢料排樣2少廢料排樣3無廢料排樣三、搭邊和條料寬度確實(shí)定1、搭邊過大，浪費(fèi)材料；過小，易使板料翹曲或被拉斷，增大毛刺，可能損壞模具。搭邊值查表經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到。2、條料寬度確實(shí)定1有側(cè)壓裝置時條料的寬度2無側(cè)壓裝置時條料的寬度0(2)BDa0(2()BDac

16、3有定距側(cè)刃時條料的寬度002()(2)BBnbDanb 導(dǎo)料板之間的距離為：01BB c沖裁模的分類沖裁模的分類1按工序性質(zhì)：落料模、沖孔模、彎曲 模、拉深模等。2按工序組合方式：單工序模、復(fù)合模、 級進(jìn)模。3按上、下模導(dǎo)向方式：無導(dǎo)向模、導(dǎo) 柱模、導(dǎo)板模等。4按凸、凹模所用材料：硬質(zhì)合金沖模、 鋅基合金沖模、聚氨酯沖模等。一、單工序沖裁模1、落料模 1無導(dǎo)向的敞開式落料模 2導(dǎo)板式落料模 3帶導(dǎo)柱的彈頂落料模2、沖孔模 1沖側(cè)孔模 2小孔沖模二、復(fù)合沖裁模特點(diǎn)：有一零件為凸凹模。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別對于制件孔對外形的位置度容易保證。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和裝配較困難。按

17、大凹模安裝在上模還是下模，分為：(1)倒裝式復(fù)合模(2)正順裝式復(fù)合模三、級進(jìn)沖裁模屬工序集中的工藝方法。在一套模具上切邊、切槽、沖孔、塑性成形、落料等工序在一套模具上完成分為：普通級進(jìn)模和精密級進(jìn)模。按普通級進(jìn)模：1用導(dǎo)正銷定距的級進(jìn)模；2用側(cè)刃定距的級進(jìn)模。一、沖裁件的工藝性分析1、普通沖裁件的形狀和尺寸 1形狀簡單、對稱、排樣時少廢料。 2防止過長的懸臂與狹槽,一般狹槽寬度應(yīng)大 于板料厚度的2倍。 3盡量減少不帶圓角半徑的沖裁件。 4沖孔的尺寸不能太過小。 5孔間距a或工件邊緣的間距不能過小。一般 a2t且a3mm。 6彎曲件和拉深件的孔與壁應(yīng)保持一定距離。2、普通沖裁件的尺寸精度和外表

18、粗糙度 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)合理，其制造精度較高時，制件的外形精度應(yīng)低于IT10級，內(nèi)孔尺寸精度應(yīng)低于IT9級； 一般尺寸精度為IT11級以下。工件尺寸精度最好不高于IT12級。其詳細(xì)內(nèi)容可參看教材圖表。二、沖裁工藝方案確實(shí)定1、沖裁工序的組合1生產(chǎn)批量：小批量，單工序沖裁；中大批量， 復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。2工件尺寸公差等級。復(fù)合沖裁精度高，級進(jìn)沖 裁稍低。3對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性。 工件尺寸較小，宜用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。 中等尺寸，宜用復(fù)合沖裁。 孔間距過小，宜采用級進(jìn)沖裁。 級進(jìn)沖裁，工件尺寸不宜過大。4模具的制造、安裝調(diào)整和本錢。復(fù)合模易制造，安裝調(diào)試本錢低。5操作的方便與平安。級進(jìn)模較復(fù)合模平安。2、沖裁順序的安排1級進(jìn)沖裁的順序安排 a：先沖孔后落料或切斷。定位精度要求高時，可加沖工藝孔。 b：采用定距側(cè)刃，單側(cè)刃時，切邊工序與首次沖孔同時進(jìn)行，便于控制送料間距。雙側(cè)刃時，可安排成一前一后，也可并列。2多工序工件用單工序沖裁時的順序安排 a：先落