冷沖壓變形基礎(chǔ)市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

上課！1冷沖壓變形基礎(chǔ)第1頁第二章冷沖壓變形基礎(chǔ)第二節(jié)冷沖壓材料及其沖壓成形性能復(fù)習(xí)：1、沖壓成形性能主要包含那些內(nèi)容？2、沖壓成形過程中板料失效主要表現(xiàn)是什么？3、材料基本力學(xué)性能指標(biāo)與沖壓成形性能關(guān)系。4、成形極限圖物理意義是什么（怎么使用）？5、板料在圖樣上怎樣表示？2冷沖壓變形基礎(chǔ)第2頁3冷沖壓變形基礎(chǔ)第3頁第三章沖裁1.

掌握沖裁模刃口尺寸計算方法和排樣設(shè)計；

2.

掌握沖裁工藝性分析、工藝設(shè)計和工藝計算；

3.

掌握沖裁模經(jīng)典結(jié)構(gòu)特點和模具主要零部件設(shè)計；

4.

熟悉沖裁工藝與沖裁模設(shè)計方法和步驟；

5.

了解沖裁變形規(guī)律和沖裁件質(zhì)量影響原因；

6.

了解沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)。從沖裁變形過程人手，闡述沖裁件工藝性、沖裁工藝設(shè)計和沖裁模具設(shè)計。學(xué)習(xí)要求：4冷沖壓變形基礎(chǔ)第4頁第三章沖裁第一節(jié)沖裁概述

第二節(jié)沖裁過程分析

第三節(jié)沖裁模間隙5冷沖壓變形基礎(chǔ)第5頁第三章沖裁第一節(jié)沖裁概述是利用模具使板料沿著一定輪廓形狀產(chǎn)生分離一個沖壓工序。沖裁是分離工序總稱，包含落料、沖孔、切斷、修邊、切舌等各種工序。沖裁：沖裁模：沖裁分類：沖裁應(yīng)用：沖裁特點：沖裁工序所使用模具。普通沖裁、精密沖裁制作成品工件、制備毛坯（工序件）在學(xué)習(xí)過程中慢慢體會6冷沖壓變形基礎(chǔ)第6頁第二節(jié)沖裁過程分析第三章沖裁板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸、彎曲和擠壓等變形；板料應(yīng)力到達(dá)屈服極限，板料開始產(chǎn)生塑性剪切變形；裂紋沿最大剪應(yīng)變速度方向向材料內(nèi)延伸，直到材料斷裂分離。1、沖裁變形過程彈性變形階段：塑性變形階段：斷裂分離階段：2、剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)一、沖裁變形過程及剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)7冷沖壓變形基礎(chǔ)第7頁2、剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析1）沖裁時作用于材料上力2）沖裁時板料變形區(qū)板料塑性變形區(qū)--紡錘形區(qū)域材料塑性越好硬化指數(shù)越大紡錘變形區(qū)度？越大3）沖裁時板料應(yīng)力狀態(tài)8冷沖壓變形基礎(chǔ)第8頁3）沖裁時板料應(yīng)力狀態(tài)第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析2、剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)E點(斷裂區(qū)中部)：沿徑向為拉應(yīng)力σ１，垂直于板平面方向為壓應(yīng)力σ3。9冷沖壓變形基礎(chǔ)第9頁二、沖裁件質(zhì)量第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析斷面情況：盡可能垂直、光潔、毛刺小。尺寸精度：應(yīng)該確保在圖紙要求公差范圍之內(nèi)。零件外形：應(yīng)該滿足圖紙要求；表面：盡可能平直，即拱彎小。沖裁件質(zhì)量是指斷面情況、尺寸精度和形狀誤差。材料性能、間隙大小及均勻性、刃口尖銳程度、模具精度以及模具結(jié)構(gòu)形式等。影響零件質(zhì)量原因有：10冷沖壓變形基礎(chǔ)第10頁1、沖裁件斷面第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析該區(qū)域發(fā)生在塑性變形階段。光面是理想沖裁斷面，沖裁件尺寸精度就是以光面處尺寸來衡量a--塌角:刃口附近材料杯牽連入拉入變形，形成塌角。b--光面：形成是因為在塑性變形階段后期。刃口附近側(cè)面上材料出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)凸模繼續(xù)下行時，裂紋斷裂形成毛刺并在拉應(yīng)力作用下變長。c--毛面：該區(qū)域是在斷裂階段形成

。是由刃口處產(chǎn)生微裂紋在拉應(yīng)力作用下，不停擴展而形成撕裂面其斷面粗糙，具且?guī)в行倍取--毛刺：11冷沖壓變形基礎(chǔ)第11頁影響斷面質(zhì)量原因第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析材料塑性好，沖裁時裂紋出現(xiàn)得較遲，材料被剪切深度較大，所得斷面光亮帶所占百分比就大，圓角也大。而塑性差材料，輕易拉斷，材料被剪切很快就出現(xiàn)裂紋，使斷面光亮帶所占百分比小，圓角小，大部分是粗糙斷裂面。２)模具間隙：模具刃口狀態(tài)對沖裁過程中應(yīng)力狀態(tài)及制件斷面質(zhì)量有較大影響。當(dāng)刃口磨損成圓角時，擠壓作用增大，制件塌角帶和光亮帶增大。同時，材料中降低了應(yīng)力集中現(xiàn)象而增大了變形區(qū)域，產(chǎn)生裂紋偏離刃口，凸、凹模間金屬在剪裂前有很大拉伸，這就使沖裁斷面上產(chǎn)生顯著毛刺。

１)材料性能：３)模具刃口狀態(tài)：12冷沖壓變形基礎(chǔ)第12頁2、沖裁件尺寸精度及影響原因第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析指沖裁件實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。差值包含兩方面偏差：一、模具本身制造偏差；二、沖裁件相對于凸模或凹模尺寸偏差。

影響原因：（1）沖模制造精度（2）沖裁間隙材料性質(zhì)對該材料在沖裁過程中彈性變形量有很大影響。對于比較軟材料，彈性變形量較小，沖裁后回彈值亦少，因而零件精度高。而硬材料，情況恰好與此相反。

（3）材料性質(zhì)（4）板料厚度、沖裁件大小等。13冷沖壓變形基礎(chǔ)第13頁3、沖裁件形狀誤差及其影響原因第三章沖裁第二節(jié)沖裁過程分析沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是因為間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成份增多而造成，另外材料各向異性和卷料未矯正也會產(chǎn)生翹曲。沖裁件呈扭歪現(xiàn)象稱。它是因為材料不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等造成。是因為坯料邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產(chǎn)生。

總而言之，用普通沖裁方法所能得到?jīng)_裁件，其尺寸精度與斷面質(zhì)量都不太高。金屬沖裁件所能到達(dá)經(jīng)濟精度為IT14～IT10，要求高可到達(dá)IT10～IT8級。厚料比薄料更差。若要深入提升沖裁件質(zhì)量要求，則要在沖裁后加整修工序或采取精密沖裁法。翹曲：扭曲：變形：14冷沖壓變形基礎(chǔ)第14頁小節(jié)：第一節(jié)沖裁概述沖裁、沖裁模、沖裁分類、沖裁應(yīng)用、沖裁特點第二節(jié)沖裁過程分析1、沖裁變形過程2、剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)一、沖裁變形過程及剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)二、沖裁件質(zhì)量1、沖裁件斷面及其影響原因3、沖裁件形狀誤差及其影響原因2、沖裁件尺寸精度及影響原因15冷沖壓變形基礎(chǔ)第15頁第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁一、沖裁間隙Z概念：指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT差值：沖裁凸模和凹模間間隙，不但對沖裁件斷面質(zhì)量有極其主要影響。另外，沖裁間隙還影響著模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件尺寸精度。所以，沖裁間隙是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計中一個非常主要工藝參數(shù)

Z＝DA

－dT單面間隙、雙面間隙16冷沖壓變形基礎(chǔ)第16頁二、間隙對沖裁件質(zhì)量影響第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁1、影響斷面質(zhì)量沖裁件端面質(zhì)量主要指塌角大小、光面占板厚百分比、毛面斜角大小及毛刺大小等。凸、凹間隙適當(dāng)時:裂紋基本重合光面占板厚1/2到1/3，塌角、毛刺、斜度都小。2、影響尺寸精度？間隙過大：間隙過?。洪g隙不均勻：？？17冷沖壓變形基礎(chǔ)第17頁2、影響尺寸精度第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁二、間隙對沖裁件質(zhì)量影響指沖裁件實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。差值包含兩方面偏差：一、模具本身制造偏差；二、沖裁件相對于凸?；虬寄３叽缙睢?/p>

間隙較大時：材料受拉伸作用增大彈性回復(fù)落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔件尺寸大于凸模尺寸間隙較小時：？材料受壓縮作用增大落料件尺寸大于凹模尺寸，沖孔件尺寸小于凸模尺寸18冷沖壓變形基礎(chǔ)第18頁三、間隙對沖裁力、斜料力、推件力影響第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁四、間隙對模具壽命影響19冷沖壓變形基礎(chǔ)第19頁五、沖裁模間隙值確定第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁1、間隙值確定原則最大合理間隙值、最小合理間隙值合理間隙值滿足沖裁件斷面質(zhì)量最正確，尺寸精度最高，翹曲變形最小，沖模壽命最長，沖裁力、卸料力、推件力最小等各方面要求。不可能在沖壓實際生產(chǎn)中，主要依據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這幾個原因給間隙要求一個范圍值。設(shè)計和制造時應(yīng)考慮到凸、凹模在使用中會因磨損而使間隙增大，故應(yīng)按最小合理間隙值確定模具間隙。20冷沖壓變形基礎(chǔ)第20頁2、沖裁模間隙值確定第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁1）理論確定法2）查表確定法依據(jù)凸、凹模刃口產(chǎn)生裂紋相互重合標(biāo)準(zhǔn)進行計算：

21冷沖壓變形基礎(chǔ)第21頁2）查表確定法第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁2、沖裁模間隙值確定3）經(jīng)驗法軟材料：t＜1mm,Z/2=（3%-4%）tt=1-3mm,Z/2=（5%-8%)tt=3-5mm,Z/2=（8%-10%)t硬材料：t＜1mm,Z/2=(4%-5%)tt=1-3mm,Z/2=(6%-8%)t=3-8mm,Z/2=(8%-13%)22冷沖壓變形基礎(chǔ)第22頁3）沖裁模間隙值類型第三節(jié)沖裁模間隙第三章沖裁I類：小間隙，尺寸精度、斷面質(zhì)量高，模具壽命短II類：中等間隙，尺寸精度、斷面質(zhì)量普通，III類：大間隙，尺寸精度、斷面質(zhì)量不高，模具壽命長4）沖裁模間隙值確定時應(yīng)考慮原因（1）同等條件下，沖孔間隙比落料間隙（2）沖小孔時（孔徑小于料厚），間隙應(yīng)?。?）高速沖壓時，（v>200次/min）間隙應(yīng)?。?）加熱沖裁時，間隙應(yīng)?。?）沖裁需攻絲孔，間隙應(yīng)取等等大些大些小些小些小些23冷沖壓變形基礎(chǔ)第23頁小結(jié)：第三節(jié)沖裁模間隙一、沖裁