沖裁工藝課件

第二章沖裁工藝使板料分離的沖壓工藝。普通沖裁精密沖裁§2-1沖裁基本原理

沖裁由凸模和凹模配合完成，凸模和凹模刃口與工件輪廓一致。第二章沖裁基本原理1、沖裁變形過程（1）彈性變形階段凸模與工件接觸→間隙處產生彎矩，發(fā)生彈性彎曲→刃口處產生應力集中，凸模刃口處受壓應力，凹模刃口處受拉應力→內應力達到彈性極限?；驹恚?）斷裂階段：

凸模繼續(xù)下降→刃口處出現裂紋→裂紋擴展→上、下裂紋會合→板材分離，剪切斷面出現斷裂帶。2、剪切斷面沖裁剪切斷面具有四個特征區(qū)。(1)圓角帶又稱塌角，斷面邊緣出現的塑性圓角帶較小，約5%；(2)光亮帶由塑性剪切變形產生，在凸、凹模側面壓力擠壓下，出現塑性光亮帶，約1/2~1/3；(3)斷裂帶裂紋擴展，上、下裂紋會合，板材分離，斷面出現斷裂帶,約40~60%；(4)毛刺由于上、下裂紋不一定正對，斷裂后往往被拉出毛刺?；驹?、凸模、凹模計算依據（1）沖孔時光亮帶尺寸最小，而光亮帶緊貼凸模，故：沖孔尺寸=凸模尺寸（2）落料時光亮帶尺寸最大，而光亮帶緊貼凹模，故：落料尺寸=凹模尺寸基本原理第二章沖裁§2-2沖裁間隙1、定義沖壓模具凸、凹模刃口尺寸之差。Z=D凹-D凸單邊空隙為Z/22、間隙對質量的影響（1）間隙合理使沖裁面平直、光潔；圓角帶、毛刺小。模具摩擦合理、受力均勻，壽命提高。（2）間隙過小出現斷口夾層，毛刺拉長；（3）間隙過大沖壓件尺寸精度下降，毛刺粗大，斷面斜度加大，圓角帶加大。第二章沖裁§2-3沖裁凸、凹模刃口尺寸及制造公差1、刃口計算原則（1）按沖裁工序特點

落料：工件尺寸取決于凹模尺寸。故：先確定凹模尺寸→減去間隙為凸模尺寸。

沖孔：工件尺寸取決于凸模尺寸。故：先確定凸模尺寸→加上間隙為凹模尺寸。刃口計算2、刃口計算方法(1)凸、凹模分開加工

即:在設計圖上分別標注凸、凹模尺寸及公差

必須同時滿足下列兩個條件（1）形狀簡單（2）符合δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin

計算方法：①落料工件標注尺寸為（D-Δ）

先計算凹模尺寸：

D凹=（D-ｘΔ）+δ凹

減去間隙為凸模尺寸：D凸=（D-ｘΔ-Zmin）-δ凸

例3-1解題步驟:1.查表得出最大、最小間隙及其差值；2.根據落料、沖孔尺寸查表，分別得出凸模、凹模制造偏差；3.分別判斷落料、沖孔工序是否滿足凸模、凹模分開加工的條件；4.查表得出磨損系數x；5.按公式計算落料凹模、凸模尺寸，注意制造偏差的標注；6.按公式計算沖孔凸模、凹模尺寸，注意制造偏差的標注；刃口計算刃口計算（2）凸、凹模配合加工

①條件：形狀復雜；或δ凸+δ凹﹥Zmax-Zmin

②特點：間隙值在配制中保證，不需限制間隙值，使其滿足δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin；

尺寸及公差只標注在基準件上，落料為凹模，沖孔為凸模；

另一模具的基本尺寸與基準件相同，但不必標注公差，同時明確間隙范圍。

③三類不同性質的尺寸第一類：增大；第二類：減?。坏谌悾夯静蛔?。凹模磨損后：凸模磨損后：尺寸變大-A尺寸尺寸變小-A尺寸尺寸變小-B尺寸尺寸變大-B尺寸尺寸不變-C尺寸尺寸不變-C尺寸刃口計算刃口計算④尺寸計算落料件：確定凹模尺寸

第一類尺寸=（最大極限尺寸-ｘΔ）+δ凹

第二類尺寸=（最小極限尺寸+xΔ)-δ凹第三類尺寸=中間尺寸±δ凹/2凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證雙面間隙在Zmax~Zmin之間。沖孔件：確定凸模尺寸第一類尺寸=（最小極限尺寸+ｘΔ)-δ凸第二類尺寸=（最大極限尺寸-ｘΔ)+δ凸

第三類尺寸=中間尺寸±δ凸/2凹模尺寸按凸模尺寸配制，保證雙面間隙在Zmax~Zmin之間。第二章沖裁§2-4沖裁力1、沖裁力

F=1.3×L×t×τb=L×t×σb

降低沖裁力的措施：

①.選用階梯凸模

落料、沖孔，多孔沖制時，凸模刃口階梯差（0.5~1）t。

②.選用斜刃口模具

模具刃口做成斜面。落料時凹模為斜刃口；沖孔時凸模為斜刃口。③加熱沖裁3、壓力機所需總壓力F總=F+F卸+F推+F頂各項可根據實際情況取舍。沖裁力沖裁力4、模具壓力中心確定

模具壓力中心必須與壓力機滑塊中心一致（1）對稱形狀工件壓力中心位于圖形幾何中心

沖裁力

（3）多凸模壓力中心

根據力矩平衡進行計算X=（L1Xc1+L2Xc2+…+

LnXcn）/（L1+L2+…+

Ln）

Y=（L1Yc1+L2Yc2+…+LnYcn）/（L1+L2+…+Ln）

第二章沖裁§2-5提高沖裁精度的方法一、精密沖裁簡稱精沖,在三動壓力機上采用特定結構的模具加工高質量沖壓件。1、精沖特點(1)變形區(qū)處于三向壓應力狀態(tài)使材料以純剪切的形式實現分離。通過①小間隙

②齒壓邊圈+頂件塊壓緊材料來實現：（F2=(0.4~0.6)F1；F3=(0.1~0.25)F1（2）小間隙約為普通沖裁的10%（3）凹模帶有小圓角

R=0.1t，避免刃口處應力集中以上三點使材料沖裁時不出現開裂和撕裂，獲得平滑塑性剪切斷面。（4）更大的沖裁力

F1=(2.3~2.5)F普通

精沖

二、整修提高尺寸精度和表面光潔度。用模具沿沖裁面削去一層。

特點：

①小間隙0.006~0.01㎜或負間隙-(0.02~0.1)t②整修余量:4~7%t第二章沖裁§2-6沖裁工件的排樣

沖裁件在條料上的布置方式。關系到：材料利用率；工件質量；模具結構；操作

排樣1、排樣方式

直排；斜排；直對排；斜對排；混合排；多行排等等。

排樣

3、搭邊

沖裁件之間、沖裁件與條料側邊之間用以補償定位誤差的余料。（1）作用補償誤差；改善受力；保證送料（2）搭邊值不能過小；不能過大。（可查P61表3-１０）

排樣

4、條料寬度有、無側壓裝置，計算數值不同。有側壓或人工緊壓：B=(D+2a1+Δ)-△排樣

無側壓自由度大，有間隙