板金工藝與模具結構基礎知識課件

鈑金工藝和模具結構基礎知識

鈑金工藝和模具結構基礎知識

1前言沖壓件的工藝性板料沖壓性能與成型極限沖壓件常用鋼材的牌號與性能及中外對照表沖裁彎曲前言2

前言：沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板金零件，所以有時也叫板金沖壓。沖壓不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使其變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的一部分便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質相對應的變形，從而獲的一定前言：3的形狀、尺寸和性質的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具和設備完成加工過程，所以生產(chǎn)效率高。而且操作簡便，便于實現(xiàn)自動化和機械化。由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝多種多樣。但是概括起來可以分成分離工序和成形工序兩大類。

板金工藝與模具結構基礎知識課件4分離工序的目的是在沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質量也要滿足一定的要求。成形工序的目的，是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉化成所要求的成品形狀，同時也應當滿足尺寸精度方面的要求。板金工藝與模具結構基礎知識課件5第一節(jié)沖壓件的工藝性沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性。一般情況下，對沖壓工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質量穩(wěn)定等要求。第一節(jié)沖壓件的工藝性沖壓件的61、沖裁件的工藝性1.1沖裁件的形狀應能符合材料合理排樣,減少廢料.1.2沖裁件各直線或曲線的連接處,宜有適當?shù)膱A角。如果沖裁件有尖角，不僅給沖裁件的制造帶來困難，而且模具也容易壞。只有在采用少廢料、無廢料排樣或鑲拼模具結構時不要圓角1、沖裁件的工藝性1.1沖裁件的形狀應能符71.3沖裁件凹入和凸出部份寬度不易太小并應避免過長的懸臂與狹槽沖裁件材料為高碳鋼時,b≥2t;沖裁材料為黃銅、純銅、鋁、軟鋼時，b≥1.5t。對于材料厚度t≤1m時,按t=1mm計算.

1.3沖裁件凹入和凸出部份寬度不易太小并應避免過長的懸臂與狹81.4沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不易過小，其數(shù)值與孔的形狀，材料的機械性能,材料的厚度等有關。沖孔的最小尺寸見表：1.4沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不易過小，其數(shù)91.5沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離a受到模具強度和沖裁件質量的限制,其值不易過小,宜取a≥2t,并不得小于3-4mm,必要時可取a=(1-1.5)t,(t＜1mm時按t=1mm計算)且模具壽命因此降低或結構復雜程度增加.1.5沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離a受到模具強度和101.6在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間的距離不能小于如圖所示.如果距離過小,孔邊進入工件底部的圓角部分,沖孔時凸模將受到水平推力.1.6在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間的距離不112、彎曲件的工藝性2.1彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑,以免產(chǎn)生裂紋。但也不能過大，因為過大時受到回彈的影響彎曲角度與圓角半徑的精度都不易保證。

常用材料的最小彎曲半徑2、彎曲件的工藝性2.1彎曲件的圓角半徑小122.2彎曲的彎邊長度不宜過小,其值應為h＞R+2t。當h較小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不易得到形狀準確的零件。2.2彎曲的彎邊長度不宜過小,其值應為h＞R+2t。當h較小132.3彎曲線不應位于零件寬度變形處,以免撕裂,如必須在寬度突變處彎曲,應事先沖工藝孔或工藝槽。2.3彎曲線不應位于零件寬度變形處,以免撕裂,如必須在寬度突142.4有孔的毛坯彎曲時,如果孔、槽位于彎曲附近,彎曲時會使孔變形。為了避免這種缺陷出現(xiàn)，必須使這些孔分布在變形區(qū)之外。從孔邊到彎曲半徑R中心的距離為當t＜2mm時，L≥t;當t≥2mm時，L≥2t.2.4有孔的毛坯彎曲時,如果孔、槽位于彎曲附近,彎曲時會使孔152.5對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致,應保證彎曲過程中受力平衡，防止產(chǎn)生滑動。2.5對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致,應保證彎曲過程中受力平162.6工藝孔有耐于彎曲件毛坯的精度定位.2.7切舌和彎曲同時進行時，所彎曲的小角帶有斜度就易從凹模中脫出。2.6工藝孔有耐于彎曲件毛坯的精度定位.173、拉深件成形件的工藝性3.1拉深件側壁與底面或凸緣連接處的圓角R1R2,特別是R2應盡量大些，因為它們相當于最后一幅拉深模的凸模及凹模的圓角。放大這些圓角半徑，能夠減少拉深次數(shù)，或使零件容易拉深成形。應取R1≥t,最好R1＝（3～5）t應取R2≥2t,最好R2＝（5～10）t3、拉深件成形件的工藝性3.1拉深件側壁與底面或凸緣連接183.2距形拉深件四周的圓角也應放大.應取R3≥3t,為了減少拉深工序盡可能取R3≥1/5h3.2距形拉深件四周的圓角也應放大.193.3除非在結構上有特殊需求,必須盡量避免異常復雜及非對稱形狀的拉伸件,對于半敞開的空心件,應考慮設計成對的拉伸,然后刨切開比較有利。3.4垃伸件的凸緣寬度應盡可能保持一致。3.5在零件的平面部分,尤其是在距邊緣較遠處,局部凹坑的深度與凸起的高度不宜過大。3.6應盡量避免曲面空心零件的尖底形狀,尤其高度大時,其工藝性更差。3.3除非在結構上有特殊需求,必須盡量避免異常復雜及非對稱形20第二節(jié)板料沖壓性能與成形極限

1、板料沖壓性能是指板料對各種沖壓方法的適應能力。不同的沖壓工序，板料的應力狀態(tài)，變形特點及變形區(qū)和傳力區(qū)之間的關系將各不同，所以對板料的沖壓性能的要求也都不相同。2、板料機械性能指標與板料沖壓性能指標的關系。第二節(jié)板料沖壓性能與成形極限21

板料機械性能指標與板料沖壓性能指標有密切關系。一般而言，板料的強度指標越高，產(chǎn)生相同變形量所需的力就越大；塑性指標越高，成形時所能承受的極限變形量就越大；剛性指標越高，成形時抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。板料機械性能指標與板料沖壓性能指222.1強度極限δb和屈服極限δs它們是決定材料變形抗力的基本指標。強度極限δb和屈服極限δs愈高，則變形抗力愈高，因而沖壓時材料所經(jīng)受的應力也就愈高。對伸長為主的變形，如脹形、拉彎等，當δs低時為消除零件的松馳等弊病和為使零件的尺寸得到固定所必須的拉力也小。這時由于成形所必須的拉與毛料破壞時的拉斷力之差較大，故成形工藝的穩(wěn)定性高，不易出廢品。2.1強度極限δb和屈服極限δs232.2屈強比δs/δb小的屈強比幾乎對所有的沖壓成形都是有利的.對壓縮為主的變形,如在拉延時,材料在δs小,則變形區(qū)的切向壓應力較小,材料起皺的趨勢小。因此防止起皺的的壓邊力和摩擦損失都要相應的降低，結果對提高極限變形程度有利。2.2屈強比δs/δb243常用材料的沖壓性能3.1沖壓用材料規(guī)格的分類:按厚度不同的材料可分為板料、帶料（卷料）和塊料板料：沖壓車間應用最廣的材料適用于成批生產(chǎn)。生產(chǎn)中按需要將板料剪裁成各種尺寸的條料再生產(chǎn)。帶料（卷料）：適用于大料生產(chǎn)根據(jù)材料不同，有不同的寬度尺寸，一般配置自動送料裝置，可適用連續(xù)模批量生產(chǎn)。3常用材料的沖壓性能25塊料：小量或單件生產(chǎn)時用。對于價值昂貴的特種金屬，可由制造廠根據(jù)訂戶要求的尺寸制成圓形和方形的塊料。板料有冷軋和熱軋兩種。3.2沖壓常用材料及其沖壓性能3.2.1碳鋼以低碳鋼使用較多.常用的材料牌號有:08、08F、鋼10、鋼10F、和鋼20等。低碳鋼的沖壓性能都較好，且有良好的焊接性能。一般以制造受力不大的沖壓件。塊料：小量或單件生產(chǎn)時用。對于價值昂貴的特種金屬，可由制造廠264.金屬材料的主要性能指標及其解釋4.1極限強度:材料抵抗外力破壞作用的最大能力,或叫破壞強度4.2抗拉強度(抗張強度):外力是拉力的極限強度4.3抗壓強度:外力是壓力的極限強度4.4抗彎強度:外力與材料軸線垂直,并在作用使材料呈彎曲,這時的極限強度叫抗彎強度4.金屬材料的主要性能指標及其解釋274.5屈服點(屈服極限):材料在外力作用下達到一定程度時,即使外力不再增加,而變形仍繼續(xù),這種現(xiàn)象叫做屈服.開始發(fā)生屈服現(xiàn)象的應力叫做屈服點(或叫屈服強度)4.6抗剪強度:外力與材料軸線垂直,并對材料作剪切作用,這時的應力叫做抗剪強度.4.7疲勞強度:材料受無限次反復交變負荷作用下而不受破壞的最達應力4.5屈服點(屈服極限):材料在外力作用下達到一定程度時,即281、常用碳素冷(熱)軋鋼板第三節(jié).沖壓件常用鋼材的牌號與性能及中外對照表材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％普通碳素鋼Q195未經(jīng)退火的260～320320~40019528~33Q215270～340340~42021526~31Q235310～380440~47023521~25Q255340~420490~52025519~23Q275400~500580~62027515~191、常用碳素冷(熱)軋鋼板第三節(jié).沖壓件常用鋼材的牌號與性29材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％碳素結構鋼05已退火的2002302805F210~300260~3803208F220~310280~3901803208260~360330~4502003210F220~340280~4201903010260~340300~4402102915F250~370320~4602815270~380340~48023026材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度抗拉強度屈服強度延伸率030材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％碳素結構鋼20F已退火的280~390340~4802302620280~400360~5102502525320~440400~5502802430360~480450~6003002235400~520500~6503202040420~540520~6703401845440~560550~7003601650440~580550~73038014材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度抗拉強度屈服強度延伸率2312常見普通碳素鋼的中日牌號對照表序號中國GB日本JIS1Q195--2Q215A,Q215BSS343Q235A,Q235B,Q235C,Q235D（A,B,C,D為質量等級代號）SS344Q255A,Q255DSM41B5Q275SS502常見普通碳素鋼的中日牌號對照表序號中國日323常見的日本產(chǎn)碳素鋼板與鍍層鋼板的牌號符號鋼板名稱符號鋼板名稱SPCCSPCDSPCESPCCTSPCENSPHCSPHDSPHESPHT冷軋?zhí)妓劁摪澹◣В偻希琓-保證抗拉或杯突試驗值同上，N-保證無時效性熱軋?zhí)妓劁摪澹◣В黉摴苡脽彳執(zhí)妓劁搸PPSAXCSAXDSAXESECCSECDSECESEHCSEHDSEHE搪瓷制品用鋼板（帶）熱鍍鋁鋼（帶）①電鍍鋅鋼板（帶）①冷軋板電鍍鋅鋼板（帶）①熱軋板

牌號中的字母含義：S-鋼，P-薄板≤4，C-冷軋加工，H-熱軋加工。①：鋼號末尾字母C－一般用途；D－沖壓用途；E－深沖用途。}}}}3常見的日本產(chǎn)碳素鋼板與鍍層鋼板的牌號符號鋼板名稱符號鋼334.表面預鍍（涂）層鋼板：4.1表面預鍍層鋼板：用電化學方法，在鋼板表面鍍上一層防腐的金屬材料，以抵抗空氣，水的腐蝕。常見的有鍍鋅板，鍍鋁板，鍍錫板（俗稱馬口鐵），彩色不銹鋼板4.2表面預涂層鋼板：用物理方法，在鋼板表面覆蓋上一層有良好4.表面預鍍（涂）層鋼板：34的防腐性能的物質。如熱鍍鋅鋼板，用加熱的方法，在鋼板表面附上一層抗氧化的鋅錫合金層。如預涂鋼板，在表面噴涂上一層具有高附著力，高強度的塑料樹脂，通過加熱固化后，成為良好的防腐層。如防盜門體材料，可以進行剪切，拉延等加工。如印花鋼板，在鋼板表面噴或印上一層油漆，在加熱固化后，成為良好的防腐層。的防腐性能的物質。如熱鍍鋅鋼板，用加熱的方法，在鋼板35第四節(jié)沖裁

沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序。從板料上沖下為所需的工件（或毛坯）的工序叫落料，在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料）的第四節(jié)沖裁沖裁是利用模具使板料產(chǎn)36工序叫沖孔。下面就沖裁變形過程、沖裁間隙、沖裁刃口尺寸計算等問題進行分析。1、沖裁的變形過程由圖一所示的沖裁變形過程：凸模與凹模組成上下刃口,材料放在凹模上,凸模逐步下降使材料產(chǎn)生變形,直至全部分離而工序叫沖孔。下面就沖裁變形過程、沖裁間隙、沖裁刃口尺寸計37完成沖裁。整個沖裁過程材料的變形分為三個階段。完成沖裁。整個沖裁過程材料的變形分為三個階段。38

⑴彈性變形階段由于凸模加壓，材料發(fā)生彈性壓縮與彎曲，并略有擠入凹模洞口。這時材料內(nèi)應力沒有超過彈性極限，若卸壓，材料即恢復原狀，故稱彈性變形階段。⑴彈性變形階段39

⑵塑性變形階段凸模續(xù)加壓，材料的內(nèi)應力達到屈服極限,部分金屬被擠入凹模洞口，產(chǎn)生塑剪變形，得到光亮的剪切斷面。因凸、凹模間存在間隙，故在塑剪變形的同時還伴有材料的彎曲與拉伸。外力繼續(xù)增加，材料⑵塑性變形階段40內(nèi)應力不斷增大，在凸、凹模刃口處由于應力集中，內(nèi)應力首先超過抗剪強度，出現(xiàn)微裂。⑶斷裂階段

凸模繼續(xù)下壓，凸、刃口處的微裂不斷向內(nèi)應力不斷增大，在凸、凹模刃口處由于應力集中，內(nèi)應力首41材料內(nèi)部擴展，材料隨即被拉斷分離，得到光亮的剪切斷面。上述沖裁變形過程得到的沖裁面并不是光滑垂直的，斷面存在三個區(qū)域，即圓角帶，光亮帶，與斷裂帶（見圖二）。圓角帶是在沖裁過程中塑性變形

材料內(nèi)部擴展，材料隨即被拉斷分離，得到光亮的剪切斷面。42開始時，由于金屬纖維的彎曲與拉伸而形成的，軟料比硬料的圓角大。光亮帶是在變形過程的第二階段金屬產(chǎn)生塑剪變形時形成的，有光滑垂直的表面，軟材料的光亮帶寬，硬材料的光亮窄。斷裂帶是在沖裁第三階段形成的，由于拉應力的作用，開始時，由于金屬纖維的彎曲與拉伸而形成的，軟料比硬料的圓角大43裂紋不斷擴展，金屬纖維被拉斷，故表面粗糙不光滑，并且有斜度。在沖出孔的斷面上同樣具有上述特征，只是三個區(qū)域的分布位置與落料件相反。裂紋不斷擴展，金屬纖維被拉斷，故表面粗糙不光滑，并且有斜度。44板金工藝與模具結構基礎知識課件45

2.沖裁間隙

在沖裁模中，沖裁間隙非常重要，沖裁間隙對沖件質量(其中包括切口斷面質量、沖件尺寸精度、彎曲度和毛刺情況等）的影響，對模具壽命的影響、對力能消耗的影響、以及對沖裁噪音的影響等各個方面都有很大的關系，下面我們就從沖裁作用2.沖裁間隙

在沖裁模中，沖裁間隙非46受力狀態(tài)的角度來介紹如何確定沖裁模具間隙以及沖裁間隙對沖裁質量、尺寸精度的影響以及沖裁間隙對沖裁力、脫料力及推件力的關系。凸模與凹模之間有適當?shù)目障叮Q為間隙。間隙的兩種含義，單面間隙和雙面間隙。如果沒能特別說明，受力狀態(tài)的角度來介紹如何確定沖裁模47間隙是指雙面間隙，常用符號“Z”表示。⑴間隙對沖裁質量的影響

從沖裁變形過程分析中知道，凸、凹模刃口處的裂紋是否重合與間隙大小有關。若間隙合理，材料分離時，在凸、凹模刃口處的兩組剪裂紋重合（圖三b）因而沖出的零件斷

間隙是指雙面間隙，常用符號“Z”表示。48板金工藝與模具結構基礎知識課件49

面雖具有三個特征區(qū)（見圖二），但是比較平直、光潔、且無毛刺。在這種情況下零件斷面質量認為是良好的。

當間隙過小時則上下裂紋互不重合，相隔一定距離，（圖三a），材料最后分離時，斷裂層出現(xiàn)毛刺和夾層，由于凹模刃面雖具有三個特征區(qū)（見圖二），但是比較平直、光潔、且50口的擠壓作用，零件斷面又出現(xiàn)第二個光亮帶，其上部出現(xiàn)毛刺或鋸齒狀邊緣，并呈倒錐形。間隙過大時裂紋也不重合（圖三c），零件斷面斜度增大，對于厚料則圓角帶增大，對薄料則易使材料拉入間隙中，形成拉長口的擠壓作用，零件斷面又出現(xiàn)第二個光亮帶，其上部出現(xiàn)51的毛刺。所以間隙過小與過大沖出來的零件斷面質量都是不好的。⑵間隙對沖裁件尺寸精度的影響

沖裁件尺寸精度由模具制造精度和沖裁后彈性恢復量的大小兩個因素決定的。在這里分析間隙對沖裁件彈性恢復量的影響。

的毛刺。所以間隙過小與過大沖出來的零件斷面質量都是不好52

在沖裁過程中，因為存在彈性變形，當工件從凹模中推出或從凸模上卸下時，其尺寸與凹?；蛲鼓３叽缰g存在一個偏差，這就是彈性恢復量。偏差值可能是正也可能是負。落料和沖孔彈性恢復量與間隙的關系如圖四所示。

在沖裁過程中，因為存在彈性變形，當53當間隙小于A點的間隙值時，落料尺寸大于凹模尺寸，沖出孔的尺寸小于凸模尺寸。當間隙大于A點的間隙值時落料工件尺寸小于凹模尺寸，沖出孔尺寸大于凸模尺寸。這是因為沖裁過程中在沖裁變形區(qū)有壓縮、拉伸和彎曲三種變形，當間隙小于A點的間隙值時，落料尺寸大于凹模尺寸，沖出孔的尺寸54當間隙較小時，壓縮變形與彎曲變形量大于拉伸變形量，沖裁后彈性恢復使落料工件脹大，沖孔孔徑縮??；而間隙較大時，壓縮變形量和彎曲變形量小于拉伸變形量，沖裁后彈性恢復使落料工件縮小，沖孔孔徑脹大。當間隙較小時，壓縮變形與彎曲變形量大于拉伸變形量，沖裁后彈性55彈性恢復量除了間隙因素外還與材料性能，工件形狀尺寸等因素有關，但間隙是主要因素。彈性恢復量除了間隙因素外還與材料性能，工件形狀尺寸等56板金工藝與模具結構基礎知識課件573.沖裁模刃口尺寸計算

⑴尺寸計算原則

由于凸、凹模之間存在間隙，因此工件都是帶有錐度的。一般來說落料工件尺寸是指大端尺寸，沖孔孔徑尺寸是指小端尺寸。雖然落料件和沖孔件的尺寸與凹?；蛲鼓３叽缰g存在偏差，但采用合理間隙3.沖裁模刃口尺寸計算

⑴尺寸計算原則

由于58時，這個偏差會比較小，可以忽略不計。沖裁模刃口尺寸計算要區(qū)別落料和沖孔兩種情況：a.落料時，先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口尺寸取接近或等于工件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的工件。凸模刃口的尺寸則按凹模刃口尺寸減去最小間隙值。時，這個偏差會比較小，可以忽略不計。沖裁模刃口尺寸計算要區(qū)別59b.沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)仍可使用。而凹模的尺寸則按凸模刃口尺寸加上最小間隙值。

b.沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸取接近60⑵尺寸計算方法

刃口尺寸計算與公差標注基本上分二類a.落料：設制件的尺寸為D-△,

凹模尺寸D凹=（D-X△）+δ凹

凸模尺寸D凸=（D-X△-Zmin）-δ凸

⑵尺寸計算方法

刃口尺寸計算與公差標注基本上分二類61b.沖孔：設制件的尺寸為d+△

凸模尺寸d凸=（d+X△）-δ凸

凸模尺寸d凹=（d+X△+Zmin）+凸式中：D凸、D凹分別為落料凸、凹模公稱尺寸；b.沖孔：設制件的尺寸為d+△

凸模尺寸d凸=（62d凸、d凹-分別為沖孔凸、凹模公稱尺寸；

D、d-分別為落料工件或孔的公稱尺寸；

△-工件的制造公差；

Zmin-最小初始間隙值；

δ凸、δ凹分別為凸、凹模的制造公差。

d凸、d凹-分別為沖孔凸、凹模公稱尺寸；

D、d-分別為落63

X-磨損系數(shù)：

制件精度在5級以上X=1

制件精度在6-7級以上X=0.75

制件精度8級以下X=0.5

除以上所介紹的一般性模具間隙的取值方法外，對沖裁間隙的取值還要按質取隙、分檔歸類、酌情增減、合理選用。

X-磨損系數(shù)：

制件精度在5級以上64

鋼板經(jīng)過卷筒加工后，塑性和韌性有一定的下降，同時強度和硬度將有一定的上升。在材料冷軋過程中塑性變形對金屬性能的主要影響是造成加工硬化，隨著塑性變形程度的增加，金屬的強度、硬度提高而塑性下降。塑性是金屬產(chǎn)生塑性變形而不遭到破壞的能力，金屬的塑性可用允許.

鋼板經(jīng)過卷筒65最大變形程度，延伸率、斷面收縮率，彎曲次數(shù)及沖擊韌性等指標直接或間接表示。由于板材本身的機械性能各向異性，使模具磨損不均勻,垂直于鋼板軋制方向磨損嚴重，刃口較其它部位過早的磨鈍,對冷板的機械性能而言，抗拉強度，屈服點，最大變形程度，延伸率、斷面收縮率，彎曲次數(shù)及沖擊韌性等指標直66延伸率等都是各向異性的，特別是延伸率和彎曲次數(shù)，沿軋制方向和垂直方向的差別很大，因此，塑性和韌性，強度和硬度都各不相同，顯然在沖裁加工時沖裁間隙的選擇,結合實際可有以下規(guī)律供參考：1.同一個工件周邊間隙的選擇，圓形的延伸率等都是各向異性的，特別是延伸率和彎曲次數(shù)，沿軋制方向和67取橫向間隙值。橫向間隙和縱向間隙是不一致的，即凸凹模刃口所對軋制方向和垂直于軋制方向的間隙大小選擇應不相同，即：沿軋制方向由于材質硬而脆，間隙可取得大一些，垂直于軋制方向由于韌性和塑性好一些，材質較軟，所以間隙要比縱取橫向間隙值。橫向間隙和縱向間隙是不一致的68

向選取擇得小一些。2.同一種厚度的冷板材料，國產(chǎn)的和進口的，冷軋的和熱軋的由于機械性能不同和機械性能的各向異性，所以間隙的選擇是不相同的，具體可從金屬的塑性指標延伸率的大小來確定間隙的大小，即延伸率向選取擇得小一些。69大的證明材質較軟，間隙可選擇小一些，延伸率差的材質較硬，間隙可選擇的大一些。這就是我們強調的：對沖裁間隙的取值還要：“按質取隙、分檔歸類、酌情增減、合理選用”

大的證明材質較軟，間隙可選擇小一些，延伸率差的材質較硬70二.典型模具結構和工藝分析

1.沖裁模按結構類型可按以下幾個主要特征來分類:

⑴.按工序性質分類：

落料模、切斷模、沖孔模、切口模、切邊模等

⑵.按工序的組合程度可以分為：

二.典型模具結構和工藝分析

1.沖裁模按結構類型可按以下幾個71單工序模、復合模、級進模等

⑶.按模具結構型式分：

a.按上、下模的導向方式分為敞開模、導板模和導柱模；

b.按凹模的位置分正裝式（凹模在下模）和倒裝式（凹模在上模）；

單工序模、復合模、級進模等

⑶.按模具結構型式分：

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c.按卸料形式分為固定卸料、彈壓卸料和廢料切刀卸料等；d.按出料形式分為彈壓頂料,剛性推料和自然漏料。

以上各種沖裁模的沖壓方式，可以相互組合；也可以與彎曲、拉深等工序組合。c.按卸料形式分為固定卸料、彈壓卸料和廢料切73圖五示為一典型的落料模，由凹模7和凸模4圖五示為一典型的落料模，由凹模7和凸模474板金工藝與模具結構基礎知識課件75

完成落料工序。凸模進入材料后，被材料緊緊包住，因而凸?；厣龝r，材料隨之上升。當凸模通過板5的孔時，材料被阻止而與凸模脫離。這樣的板稱為卸料板。圖中板5的兩個孔與凸?；浜?，對凸模的運動起導向作用，所以稱為導板。

完成落料工序。凸模進入材料后，被材料緊緊包住，因而凸76

依靠導板引導凸模運動方向的沖模，稱為導板模。凸模4與固定板3的孔緊配合，凸模上端鉚開以免卸料力將其拉下。墊板2經(jīng)熱處理淬硬，避免凸模陷入上模座1內(nèi)。用螺釘及圓銷將上模座、墊板、固定板聯(lián)在一起。導板、導料板、凹模用螺釘及圓銷依靠導板引導凸模運動方向的沖模，稱為導板模。凸模4與77

與下模座8固定在一起。承料板10接長了凹模面，使送料平穩(wěn)。材料第一次送進時，由始用擋料銷9定位。第一次只沖下一個工件，以后釋放手指，擋料銷9外移，由鉤式擋料銷6定位，每次落下兩個工件。與下模座8固定在一起。承料板10接長了凹模面，使送料78沖模零件分類沖模零件分類79第五節(jié)彎曲彎曲是沖壓工序的一種，它利用壓力使材料產(chǎn)生變形，從而被完成有一定曲率，一定角度的形狀。彎曲工作可利用模具在普通壓力機上進行，也可以在其它專用設備上進行。一、彎曲過程圖示是V形件彎曲過程。第五節(jié)彎曲彎曲是沖壓工序的一種，它利用壓力80在彎曲開始階段，毛坯自由彎曲。凸模下壓，毛坯的直邊與凹模工作表面靠攏。凸模繼續(xù)下壓，則毛坯的彎曲區(qū)減小到bb段，板料與凸模三點接觸，此后彎曲區(qū)繼續(xù)縮小，半成形彎曲件的兩邊，被凸模向外撐開，逐步貼向內(nèi)凹工作表面。在行程終了時，凸模與凹模對彎曲在彎曲開始階段，毛坯自由彎曲。凸模下壓，毛坯的直邊81件進行校正，使彎曲的圓角、直邊與凸模全部貼緊－－這就是校正的彎曲成型過程。從圖示彎曲過程中可以看到毛坯的彎曲半徑（R0-R),與彎曲力臂（L-LK）都是逐漸減小的，說明了變形程度的不斷增加。件進行校正，使彎曲的圓角、直邊與凸82二彎曲變形分析如果在毛坯的端面上畫上正方形網(wǎng)格，然后彎曲成如圖所示形狀，便可看出。二彎曲變形分析83彎曲變形區(qū)的網(wǎng)格發(fā)生了顯著的變化，而非變形區(qū)的網(wǎng)格基本上保持不變。即彎曲時塑性變形只發(fā)生在工件的圓角附近，而直邊部分除與圓角相近的“過渡部分”有少量變形外，其余不發(fā)生塑性變形。進一步分析彎曲區(qū)的網(wǎng)格變化又可看出，內(nèi)側材料沿00線（縱向)受到壓縮,外側材料受到垃伸，且壓縮和垃伸的程度都是表層最大，且中間逐漸減小。彎曲變形區(qū)的網(wǎng)格發(fā)生了顯著的變化，而非84在縮短的內(nèi)層和伸長的外層存在長度持不變的中性層。即中性層的長度等于彎曲前毛坯的長度，其位置不一定等于在材料厚度的中心。如果材料厚度一定，則中性層的的位置于彎曲半徑的大小有密切關系。彎曲件展開長度的計算1中性層半徑在縮短的內(nèi)層和伸長的外層存在長度持85中性層半徑按下式計算ρ＝R+Kt式中ρ－中性層半徑（mm)R－彎曲內(nèi)半徑（mm)K－中性層位置系數(shù)t—材料厚度（mm)中性層位置系數(shù)K可由下表或下圖求得。中性層半徑按下式計算86板金工藝與模具結構基礎知識課件87

由于材料性能差異，材料厚度偏差，彎曲角的大小，彎曲方式以及模具結構的影響，即使處于同一R/t的比值，系數(shù)K還不是一個定值，因此對于精度要求高的彎曲零件，最后還得通過試彎求得其精度的展開尺寸。2、展開長度1）計算法（略）2）查表法（簡單介紹直邊彎曲）其中補償值可以用查表的方法取得。由于材料性能差異，材料厚度偏差，彎曲角的大小，彎曲88板金工藝與模具結構基礎知識課件89四彎曲模工作部分參數(shù)(一)V型和U型彎曲模1凸模、凹模結構參數(shù)1)以般情況下，凸模圓角半徑Rt等于或略小于工件內(nèi)側的圓角半徑R,對于工件圓角R(R/t≥10)較大，而且精度較高時，則應進行回彈計算。2)凹模進口圓角半徑Ra也不能過小，否則彎矩的力臂減小，毛坯沿凹模的圓角滑進時阻力增大，從而增加彎曲力，并使毛坯表面擦傷。四彎曲模工作部分參數(shù)90在生產(chǎn)中，可按材料厚度，決定凹模圓角半徑。當t<2時,取Ra＝（3～6）t當t＝2~4時,取Ra＝（2～3）t當t>4時,取Ra＝2t3）凹模工作深度凹模深度應適當。若過小，則工件兩端的自由部分太多，彎曲件回彈大，不平直，影響零件質量；若過大，則多消耗模具鋼材，且需較長的壓力機行程。在生產(chǎn)中，可按材料厚度，決定凹模圓角半徑。91因此對彎曲件直邊的平直度要求高的，且壓力機行程足夠大時，可設計較大的凹模深度，彎曲時，彎曲件全都被壓入凹模中。如果彎曲件直邊平直度要求不高，可允許部分直邊高于工作面。五回彈彎曲件從模具中取出后，由于彎曲時存在因此對彎曲件直邊的平直度要求高的，且壓力機行程足夠大時，可設92著彈性變形，結果使工件的角度和圓角半徑發(fā)生變化，與模具相應形狀不一致，這種現(xiàn)象叫做回彈。回彈的大小，通常用角度回彈量△θ和曲率回彈量△ρ來表示。角度回彈量是指模具閉合狀態(tài)時工件的彎曲角θ與從模具中取出后工件的實際角度θ0之差，即△θ＝θ0－θ。曲率回彈量是指模具閉合狀態(tài)時工件彎曲處的曲率半徑ρ與模具中取出后工件彎曲處的實際曲率半徑ρ0之差，即△ρ＝ρ0－ρ。著彈性變形，結果使工件的角度和圓角半徑發(fā)生變化，與模具相應形93（一）影響回彈的因素1、材料的力學性能。材料的屈服點越高，彈性模量越小，回彈越大。2、材料的相對彎曲半徑R/t。R/t越小，△θ/θ與△ρ/ρ也越小。3、彎曲工件的形狀，一般來說，U形件的回彈比V形件的回彈要小。4、模具尺寸。當凸模半徑rT一定，V形彎曲件的回彈因凹模開距2L增大而減小。rT大而2L過小時，回彈很大。U形凹模開口越深，回彈越小。（一）影響回彈的因素945、模具間隙。U形彎曲件的凸、凸模的每側間隙Z/2越大則回彈越大，Z/2<t 時可能發(fā)生負回彈。6、校正力。增加校正力可以減小回彈量，對彎曲半徑小（R/t<0.2~0.3)的V形工件進行校正彎曲時,角度回彈量可能為負值或為零。（二)克服回彈的方法克服回彈的方法有校正法和補償法1）補償法補償法是按預先估算或試驗所的的回彈量，在模具工作部分相應的形狀和尺寸中予以5、模具間隙。U形彎曲件的凸、凸模的每側間隙Z/2越大則回95“扣除”，從而使出模后的彎曲件獲的要求的形狀或尺寸?！翱鄢保瑥亩钩瞿：蟮膹澢@的要求的形狀或尺寸。96

a)彎曲模的單面間隙小于材料厚度，促使材料貼住凸模，離垂直線內(nèi)彎一定角度△θ出模后工件回彈，兩邊恢復垂直。圖b)所示的彎曲件，在模具底部凹入，出模后底部彈平，促使兩邊向內(nèi)，以抵消兩邊向外的回彈，從而保持垂直。2）校正法校正法是在模具結構上采取措施，使校正力集中在彎曲處，力求消除彈性變形，克服回彈。a)彎曲模的單面間隙小于材料厚度，促使材料貼住凸模，97

圖c)所示的凸模，圓角部分突出，校正時材料首先和凸模突出部分接觸，使校正力集中在較小的接觸面上，提高單位面積的受力，達到消除回彈的效果。圖c)所示的凸模，圓角部分突出，校正時材料首先98

謝謝！

991、每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路。12月-2212月-22Monday,December12,20222、成功源于不懈的努力，人生最大的敵人是自己怯懦。01:46:0801:46:0801:4612/12/20221:46:08AM3、每天只看目標，別老想障礙。12月-2201:46:0801:46Dec-2212-Dec-224、寧愿辛苦一陣子，不要辛苦一輩子。01:46:0801:46:0801:46Monday,December12,20225、積極向上的心態(tài)，是成功者的最基本要素。12月-2212月-2201:46:0801:46:08December12,20226、生活總會給你另一個機會，這個機會叫明天。12十二月20221:46:08上午01:46:0812月-227、人生就像騎單車，想保持平衡就得往前走。十二月221:46上午12月-2201:46December12,20228、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/121:46:0801:46:0812December20229、我們必須在失敗中尋找勝利，在絕望中尋求希望。1:46:08上午1:46上午01:46:0812月-2210、一個人的夢想也許不值錢，但一個人的努力很值錢。12/12/20221:46:08AM01:46:0812-12月-2211、在真實的生命里，每樁偉業(yè)都由信心開始，并由信心跨出第一步。12/12/20221:46AM12/12/20221:46AM12月-2212月-22謝謝大家1、每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路。1100鈑金工藝和模具結構基礎知識

鈑金工藝和模具結構基礎知識

101前言沖壓件的工藝性板料沖壓性能與成型極限沖壓件常用鋼材的牌號與性能及中外對照表沖裁彎曲前言102

前言：沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板金零件，所以有時也叫板金沖壓。沖壓不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使其變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的一部分便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質相對應的變形，從而獲的一定前言：103的形狀、尺寸和性質的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具和設備完成加工過程，所以生產(chǎn)效率高。而且操作簡便，便于實現(xiàn)自動化和機械化。由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝多種多樣。但是概括起來可以分成分離工序和成形工序兩大類。

板金工藝與模具結構基礎知識課件104分離工序的目的是在沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質量也要滿足一定的要求。成形工序的目的，是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉化成所要求的成品形狀，同時也應當滿足尺寸精度方面的要求。板金工藝與模具結構基礎知識課件105第一節(jié)沖壓件的工藝性沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性。一般情況下，對沖壓工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質量穩(wěn)定等要求。第一節(jié)沖壓件的工藝性沖壓件的1061、沖裁件的工藝性1.1沖裁件的形狀應能符合材料合理排樣,減少廢料.1.2沖裁件各直線或曲線的連接處,宜有適當?shù)膱A角。如果沖裁件有尖角，不僅給沖裁件的制造帶來困難，而且模具也容易壞。只有在采用少廢料、無廢料排樣或鑲拼模具結構時不要圓角1、沖裁件的工藝性1.1沖裁件的形狀應能符1071.3沖裁件凹入和凸出部份寬度不易太小并應避免過長的懸臂與狹槽沖裁件材料為高碳鋼時,b≥2t;沖裁材料為黃銅、純銅、鋁、軟鋼時，b≥1.5t。對于材料厚度t≤1m時,按t=1mm計算.

1.3沖裁件凹入和凸出部份寬度不易太小并應避免過長的懸臂與狹1081.4沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不易過小，其數(shù)值與孔的形狀，材料的機械性能,材料的厚度等有關。沖孔的最小尺寸見表：1.4沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不易過小，其數(shù)1091.5沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離a受到模具強度和沖裁件質量的限制,其值不易過小,宜取a≥2t,并不得小于3-4mm,必要時可取a=(1-1.5)t,(t＜1mm時按t=1mm計算)且模具壽命因此降低或結構復雜程度增加.1.5沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離a受到模具強度和1101.6在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間的距離不能小于如圖所示.如果距離過小,孔邊進入工件底部的圓角部分,沖孔時凸模將受到水平推力.1.6在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間的距離不1112、彎曲件的工藝性2.1彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑,以免產(chǎn)生裂紋。但也不能過大，因為過大時受到回彈的影響彎曲角度與圓角半徑的精度都不易保證。

常用材料的最小彎曲半徑2、彎曲件的工藝性2.1彎曲件的圓角半徑小1122.2彎曲的彎邊長度不宜過小,其值應為h＞R+2t。當h較小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不易得到形狀準確的零件。2.2彎曲的彎邊長度不宜過小,其值應為h＞R+2t。當h較小1132.3彎曲線不應位于零件寬度變形處,以免撕裂,如必須在寬度突變處彎曲,應事先沖工藝孔或工藝槽。2.3彎曲線不應位于零件寬度變形處,以免撕裂,如必須在寬度突1142.4有孔的毛坯彎曲時,如果孔、槽位于彎曲附近,彎曲時會使孔變形。為了避免這種缺陷出現(xiàn)，必須使這些孔分布在變形區(qū)之外。從孔邊到彎曲半徑R中心的距離為當t＜2mm時，L≥t;當t≥2mm時，L≥2t.2.4有孔的毛坯彎曲時,如果孔、槽位于彎曲附近,彎曲時會使孔1152.5對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致,應保證彎曲過程中受力平衡，防止產(chǎn)生滑動。2.5對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致,應保證彎曲過程中受力平1162.6工藝孔有耐于彎曲件毛坯的精度定位.2.7切舌和彎曲同時進行時，所彎曲的小角帶有斜度就易從凹模中脫出。2.6工藝孔有耐于彎曲件毛坯的精度定位.1173、拉深件成形件的工藝性3.1拉深件側壁與底面或凸緣連接處的圓角R1R2,特別是R2應盡量大些，因為它們相當于最后一幅拉深模的凸模及凹模的圓角。放大這些圓角半徑，能夠減少拉深次數(shù)，或使零件容易拉深成形。應取R1≥t,最好R1＝（3～5）t應取R2≥2t,最好R2＝（5～10）t3、拉深件成形件的工藝性3.1拉深件側壁與底面或凸緣連接1183.2距形拉深件四周的圓角也應放大.應取R3≥3t,為了減少拉深工序盡可能取R3≥1/5h3.2距形拉深件四周的圓角也應放大.1193.3除非在結構上有特殊需求,必須盡量避免異常復雜及非對稱形狀的拉伸件,對于半敞開的空心件,應考慮設計成對的拉伸,然后刨切開比較有利。3.4垃伸件的凸緣寬度應盡可能保持一致。3.5在零件的平面部分,尤其是在距邊緣較遠處,局部凹坑的深度與凸起的高度不宜過大。3.6應盡量避免曲面空心零件的尖底形狀,尤其高度大時,其工藝性更差。3.3除非在結構上有特殊需求,必須盡量避免異常復雜及非對稱形120第二節(jié)板料沖壓性能與成形極限

1、板料沖壓性能是指板料對各種沖壓方法的適應能力。不同的沖壓工序，板料的應力狀態(tài)，變形特點及變形區(qū)和傳力區(qū)之間的關系將各不同，所以對板料的沖壓性能的要求也都不相同。2、板料機械性能指標與板料沖壓性能指標的關系。第二節(jié)板料沖壓性能與成形極限121

板料機械性能指標與板料沖壓性能指標有密切關系。一般而言，板料的強度指標越高，產(chǎn)生相同變形量所需的力就越大；塑性指標越高，成形時所能承受的極限變形量就越大；剛性指標越高，成形時抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。板料機械性能指標與板料沖壓性能指1222.1強度極限δb和屈服極限δs它們是決定材料變形抗力的基本指標。強度極限δb和屈服極限δs愈高，則變形抗力愈高，因而沖壓時材料所經(jīng)受的應力也就愈高。對伸長為主的變形，如脹形、拉彎等，當δs低時為消除零件的松馳等弊病和為使零件的尺寸得到固定所必須的拉力也小。這時由于成形所必須的拉與毛料破壞時的拉斷力之差較大，故成形工藝的穩(wěn)定性高，不易出廢品。2.1強度極限δb和屈服極限δs1232.2屈強比δs/δb小的屈強比幾乎對所有的沖壓成形都是有利的.對壓縮為主的變形,如在拉延時,材料在δs小,則變形區(qū)的切向壓應力較小,材料起皺的趨勢小。因此防止起皺的的壓邊力和摩擦損失都要相應的降低，結果對提高極限變形程度有利。2.2屈強比δs/δb1243常用材料的沖壓性能3.1沖壓用材料規(guī)格的分類:按厚度不同的材料可分為板料、帶料（卷料）和塊料板料：沖壓車間應用最廣的材料適用于成批生產(chǎn)。生產(chǎn)中按需要將板料剪裁成各種尺寸的條料再生產(chǎn)。帶料（卷料）：適用于大料生產(chǎn)根據(jù)材料不同，有不同的寬度尺寸，一般配置自動送料裝置，可適用連續(xù)模批量生產(chǎn)。3常用材料的沖壓性能125塊料：小量或單件生產(chǎn)時用。對于價值昂貴的特種金屬，可由制造廠根據(jù)訂戶要求的尺寸制成圓形和方形的塊料。板料有冷軋和熱軋兩種。3.2沖壓常用材料及其沖壓性能3.2.1碳鋼以低碳鋼使用較多.常用的材料牌號有:08、08F、鋼10、鋼10F、和鋼20等。低碳鋼的沖壓性能都較好，且有良好的焊接性能。一般以制造受力不大的沖壓件。塊料：小量或單件生產(chǎn)時用。對于價值昂貴的特種金屬，可由制造廠1264.金屬材料的主要性能指標及其解釋4.1極限強度:材料抵抗外力破壞作用的最大能力,或叫破壞強度4.2抗拉強度(抗張強度):外力是拉力的極限強度4.3抗壓強度:外力是壓力的極限強度4.4抗彎強度:外力與材料軸線垂直,并在作用使材料呈彎曲,這時的極限強度叫抗彎強度4.金屬材料的主要性能指標及其解釋1274.5屈服點(屈服極限):材料在外力作用下達到一定程度時,即使外力不再增加,而變形仍繼續(xù),這種現(xiàn)象叫做屈服.開始發(fā)生屈服現(xiàn)象的應力叫做屈服點(或叫屈服強度)4.6抗剪強度:外力與材料軸線垂直,并對材料作剪切作用,這時的應力叫做抗剪強度.4.7疲勞強度:材料受無限次反復交變負荷作用下而不受破壞的最達應力4.5屈服點(屈服極限):材料在外力作用下達到一定程度時,即1281、常用碳素冷(熱)軋鋼板第三節(jié).沖壓件常用鋼材的牌號與性能及中外對照表材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％普通碳素鋼Q195未經(jīng)退火的260～320320~40019528~33Q215270～340340~42021526~31Q235310～380440~47023521~25Q255340~420490~52025519~23Q275400~500580~62027515~191、常用碳素冷(熱)軋鋼板第三節(jié).沖壓件常用鋼材的牌號與性129材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％碳素結構鋼05已退火的2002302805F210~300260~3803208F220~310280~3901803208260~360330~4502003210F220~340280~4201903010260~340300~4402102915F250~370320~4602815270~380340~48023026材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度抗拉強度屈服強度延伸率0130材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度τ0MPa抗拉強度σbMPa屈服強度σsMPa延伸率δ10％碳素結構鋼20F已退火的280~390340~4802302620280~400360~5102502525320~440400~5502802430360~480450~6003002235400~520500~6503202040420~540520~6703401845440~560550~7003601650440~580550~73038014材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能抗剪強度抗拉強度屈服強度延伸率21312常見普通碳素鋼的中日牌號對照表序號中國GB日本JIS1Q195--2Q215A,Q215BSS343Q235A,Q235B,Q235C,Q235D（A,B,C,D為質量等級代號）SS344Q255A,Q255DSM41B5Q275SS502常見普通碳素鋼的中日牌號對照表序號中國日1323常見的日本產(chǎn)碳素鋼板與鍍層鋼板的牌號符號鋼板名稱符號鋼板名稱SPCCSPCDSPCESPCCTSPCENSPHCSPHDSPHESPHT冷軋?zhí)妓劁摪澹◣В偻?，T-保證抗拉或杯突試驗值同上，N-保證無時效性熱軋?zhí)妓劁摪澹◣В黉摴苡脽彳執(zhí)妓劁搸PPSAXCSAXDSAXESECCSECDSECESEHCSEHDSEHE搪瓷制品用鋼板（帶）熱鍍鋁鋼（帶）①電鍍鋅鋼板（帶）①冷軋板電鍍鋅鋼板（帶）①熱軋板

牌號中的字母含義：S-鋼，P-薄板≤4，C-冷軋加工，H-熱軋加工。①：鋼號末尾字母C－一般用途；D－沖壓用途；E－深沖用途。}}}}3常見的日本產(chǎn)碳素鋼板與鍍層鋼板的牌號符號鋼板名稱符號鋼1334.表面預鍍（涂）層鋼板：4.1表面預鍍層鋼板：用電化學方法，在鋼板表面鍍上一層防腐的金屬材料，以抵抗空氣，水的腐蝕。常見的有鍍鋅板，鍍鋁板，鍍錫板（俗稱馬口鐵），彩色不銹鋼板4.2表面預涂層鋼板：用物理方法，在鋼板表面覆蓋上一層有良好4.表面預鍍（涂）層鋼板：134的防腐性能的物質。如熱鍍鋅鋼板，用加熱的方法，在鋼板表面附上一層抗氧化的鋅錫合金層。如預涂鋼板，在表面噴涂上一層具有高附著力，高強度的塑料樹脂，通過加熱固化后，成為良好的防腐層。如防盜門體材料，可以進行剪切，拉延等加工。如印花鋼板，在鋼板表面噴或印上一層油漆，在加熱固化后，成為良好的防腐層。的防腐性能的物質。如熱鍍鋅鋼板，用加熱的方法，在鋼板135第四節(jié)沖裁

沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序。從板料上沖下為所需的工件（或毛坯）的工序叫落料，在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料）的第四節(jié)沖裁沖裁是利用模具使板料產(chǎn)136工序叫沖孔。下面就沖裁變形過程、沖裁間隙、沖裁刃口尺寸計算等問題進行分析。1、沖裁的變形過程由圖一所示的沖裁變形過程：凸模與凹模組成上下刃口,材料放在凹模上,凸模逐步下降使材料產(chǎn)生變形,直至全部分離而工序叫沖孔。下面就沖裁變形過程、沖裁間隙、沖裁刃口尺寸計137完成沖裁。整個沖裁過程材料的變形分為三個階段。完成沖裁。整個沖裁過程材料的變形分為三個階段。138

⑴彈性變形階段由于凸模加壓，材料發(fā)生彈性壓縮與彎曲，并略有擠入凹模洞口。這時材料內(nèi)應力沒有超過彈性極限，若卸壓，材料即恢復原狀，故稱彈性變形階段。⑴彈性變形階段139

⑵塑性變形階段凸模續(xù)加壓，材料的內(nèi)應力達到屈服極限,部分金屬被擠入凹模洞口，產(chǎn)生塑剪變形，得到光亮的剪切斷面。因凸、凹模間存在間隙，故在塑剪變形的同時還伴有材料的彎曲與拉伸。外力繼續(xù)增加，材料⑵塑性變形階段140內(nèi)應力不斷增大，在凸、凹模刃口處由于應力集中，內(nèi)應力首先超過抗剪強度，出現(xiàn)微裂。⑶斷裂階段

凸模繼續(xù)下壓，凸、刃口處的微裂不斷向內(nèi)應力不斷增大，在凸、凹模刃口處由于應力集中，內(nèi)應力首141材料內(nèi)部擴展，材料隨即被拉斷分離，得到光亮的剪切斷面。上述沖裁變形過程得到的沖裁面并不是光滑垂直的，斷面存在三個區(qū)域，即圓角帶，光亮帶，與斷裂帶（見圖二）。圓角帶是在沖裁過程中塑性變形

材料內(nèi)部擴展，材料隨即被拉斷分離，得到光亮的剪切斷面。142開始時，由于金屬纖維的彎曲與拉伸而形成的，軟料比硬料的圓角大。光亮帶是在變形過程的第二階段金屬產(chǎn)生塑剪變形時形成的，有光滑垂直的表面，軟材料的光亮帶寬，硬材料的光亮窄。斷裂帶是在沖裁第三階段形成的，由于拉應力的作用，開始時，由于金屬纖維的彎曲與拉伸而形成的，軟料比硬料的圓角大143裂紋不斷擴展，金屬纖維被拉斷，故表面粗糙不光滑，并且有斜度。在沖出孔的斷面上同樣具有上述特征，只是三個區(qū)域的分布位置與落料件相反。裂紋不斷擴展，金屬纖維被拉斷，故表面粗糙不光滑，并且有斜度。144板金工藝與模具結構基礎知識課件145

2.沖裁間隙

在沖裁模中，沖裁間隙非常重要，沖裁間隙對沖件質量(其中包括切口斷面質量、沖件尺寸精度、彎曲度和毛刺情況等）的影響，對模具壽命的影響、對力能消耗的影響、以及對沖裁噪音的影響等各個方面都有很大的關系，下面我們就從沖裁作用2.沖裁間隙

在沖裁模中，沖裁間隙非146受力狀態(tài)的角度來介紹如何確定沖裁模具間隙以及沖裁間隙對沖裁質量、尺寸精度的影響以及沖裁間隙對沖裁力、脫料力及推件力的關系。凸模與凹模之間有適當?shù)目障叮Q為間隙。間隙的兩種含義，單面間隙和雙面間隙。如果沒能特別說明，受力狀態(tài)的角度來介紹如何確定沖裁模147間隙是指雙面間隙，常用符號“Z”表示。⑴間隙對沖裁質量的影響

從沖裁變形過程分析中知道，凸、凹模刃口處的裂紋是否重合與間隙大小有關。若間隙合理，材料分離時，在凸、凹模刃口處的兩組剪裂紋重合（圖三b）因而沖出的零件斷

間隙是指雙面間隙，常用符號“Z”表示。148板金工藝與模具結構基礎知識課件149

面雖具有三個特征區(qū)（見圖二），但是比較平直、光潔、且無毛刺。在這種情況下零件斷面質量認為是良好的。

當間隙過小時則上下裂紋互不重合，相隔一定距離，（圖三a），材料最后分離時，斷裂層出現(xiàn)毛刺和夾層，由于凹模刃面雖具有三個特征區(qū)（見圖二），但是比較平直、光潔、且150口的擠壓作用，零件斷面又出現(xiàn)第二個光亮帶，其上部出現(xiàn)毛刺或鋸齒狀邊緣，并呈倒錐形。間隙過大時裂紋也不重合（圖三c），零件斷面斜度增大，對于厚料則圓角帶增大，對薄料則易使材料拉入間隙中，形成拉長口的擠壓作用，零件斷面又出現(xiàn)第二個光亮帶，其上部出現(xiàn)151的毛刺。所以間隙過小與過大沖出來的零件斷面質量都是不好的。⑵間隙對沖裁件尺寸精度的影響

沖裁件尺寸精度由模具制造精度和沖裁后彈性恢復量的大小兩個因素決定的。在這里分析間隙對沖裁件彈性恢復量的影響。

的毛刺。所以間隙過小與過大沖出來的零件斷面質量都是不好152

在沖裁過程中，因為存在彈性變形，當工件從凹模中推出或從凸模上卸下時，其尺寸與凹?；蛲鼓３叽缰g存在一個偏差，這就是彈性恢復量。偏差值可能是正也可能是負。落料和沖孔彈性恢復量與間隙的關系如圖四所示。

在沖裁過程中，因為存在彈性變形，當153當間隙小于A點的間隙值時，落料尺寸大于凹模尺寸，沖出孔的尺寸小于凸模尺寸。當間隙大于A點的間隙值時落料工件尺寸小于凹模尺寸，沖出孔尺寸大于凸模尺寸。這是因為沖裁過程中在沖裁變形區(qū)有壓縮、拉伸和彎曲三種變形，當間隙小于A點的間隙值時，落料尺寸大于凹模尺寸，沖出孔的尺寸154當間隙較小時，壓縮變形與彎曲變形量大于拉伸變形量，沖裁后彈性恢復使落料工件脹大，沖孔孔徑縮??；而間隙較大時，壓縮變形量和彎曲變形量小于拉伸變形量，沖裁后彈性恢復使落料工件縮小，沖孔孔徑脹大。當間隙較小時，壓縮變形與彎曲變形量大于拉伸變形量，沖裁后彈性155彈性恢復量除了間隙因素外還與材料性能，工件形狀尺寸等因素有關，但間隙是主要因素。彈性恢復量除了間隙因素外還與材料性能，工件形狀尺寸等156板金工藝與模具結構基礎知識課件1573.沖裁模刃口尺寸計算

⑴尺寸計算原則

由于凸、凹模之間存在間隙，因此工件都是帶有錐度的。一般來說落料工件尺寸是指大端尺寸，沖孔孔徑尺寸是指小端尺寸。雖然落料件和沖孔件的尺寸與凹模或凸模尺寸之間存在偏差，但采用合理間隙3.沖裁模刃口尺寸計算

⑴尺寸計算原則

由于158時，這個偏差會比較小，可以忽略不計。沖裁模刃口尺寸計算要區(qū)別落料和沖孔兩種情況：a.落料時，先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口尺寸取接近或等于工件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的工件。凸模刃口的尺寸則按凹模刃口尺寸減去最小間隙值。時，這個偏差會比較小，可以忽略不計。沖裁模刃口尺寸計算要區(qū)別159b.沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)仍可使用。而凹模的尺寸則按凸模刃口尺寸加上最小間隙值。

b.沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸取接近160⑵尺寸計算方法

刃口尺寸計算與公差標注基本上分二類a.落料：設制件的尺寸為D-△,

凹模尺寸D凹=（D-X△）+δ凹

凸模尺寸D凸=（D-X△-Zmin）-δ凸

⑵尺寸計算方法

刃口尺寸計算與公差標注基本上分二類161b.沖孔：設制件的尺寸為d+△

凸模尺寸d凸=（d+X△）-δ凸

凸模尺寸d凹=（d+X△+Zmin）+凸式中：D凸、D凹分別為落料凸、凹模公稱尺寸；b.沖孔：設制件的尺寸為d+△

凸模尺寸d凸=（162d凸、d凹-分別為沖孔凸、凹模公稱尺寸；

D、d-分別為落料工件或孔的公稱尺寸；

△-工件的制造公差；

Zmin-最小初始間隙值；

δ凸、δ凹分別為凸、凹模的制造公差。

d凸、d凹-分別為沖孔凸、凹模公稱尺寸；

D、d-分別為落163

X-磨損系數(shù)：

制件精度在5級以上X=1

制件精度在6-7級以上X=0.75

制件精度8級以下X=0.5

除以上所介紹的一般性模具間隙的取值方法外，對沖裁間隙的取值還要按質取隙、分檔歸類、酌情增減、合理選用。

X-磨損系數(shù)：

制件精度在5級以上164

鋼板經(jīng)過卷筒加工后，塑性和韌性有一定的下降，同時強度和硬度將有一定的上升。在材料冷軋過程中塑性變形對金屬性能的主要影響是造成加工硬化，隨著塑性變形程度的增加，金屬的強度、硬度提高而塑性下降。塑性是金屬產(chǎn)生塑性變形而不遭到破壞的能力，金屬的塑性可用允許.

鋼板經(jīng)過卷筒165最大變形程度，延伸率、斷面收縮率，彎曲次數(shù)及沖擊韌性等指標直接或間接表示。由于板材本身的機械性能各向異性，使模具磨損不均勻,垂直于鋼板軋制方向磨損嚴重，刃口較其它部位過早的磨鈍,對冷板的機械性能而言，抗拉強度，屈服點，最大變形程度，延伸率、斷面收縮率，彎曲次數(shù)及沖擊韌性等指標直166延伸率等都是各向異性的，特別是延伸率和彎曲次數(shù)，沿軋制方向和垂直方向的差別很大，因此，塑性和韌性，強度和硬度都各不相同，顯然在沖裁加工時沖裁間隙的選擇,結合實際可有以下規(guī)律供參考：1.同一個工件周邊間隙的選擇，圓形的延伸率等都是各向異性的，特別是延伸率和彎曲次數(shù)，沿軋制方向和167取橫向間隙值。橫向間隙和縱向間隙是不一致的，即凸凹模刃口所對軋制方向和垂直于軋制方向的間隙大小選擇應不相同，即：沿軋制方向由于材質硬而脆，間隙可取得大一些，垂直于軋制方向由于韌性和塑性好一些，材質較軟，所以間隙要比縱取橫向間隙值。橫向間隙和縱向間隙是不一致的168

向選取擇得小一些。2.同一種厚度的冷板材料，國產(chǎn)的和進口的，冷軋的和熱軋的由于機械性能不同和機械性能的各向異性，所以間隙的選擇是不相同的，具體可從金屬的塑性指標延伸率的大小來確定間隙的大小，即延伸率向選取擇得小一些。169大的證明材質較軟，間隙可選擇小一些，延伸率差的材質較硬，間隙可選擇的大一些。這就是我們強調的：對沖裁間隙的取值還要：“按質取隙、分檔歸類、酌情增減、合理選用”

大的證明材質較軟，間隙可選擇小一些，延伸率差的材質較硬170二.典型模具結構和工藝分析

1.沖裁模按結構類型可按以下幾個主要特征來分類:

⑴.按工序性質分類：

落料模、切斷模、沖孔模、切口模、切邊模等

⑵.按工序的組合程度可以分為：

二.典型模具結構和工藝分析

1.沖裁模按結構類型可按以下幾個171單工序模、復合模、級進模等

⑶.按模具結構型式分：

a.按上、下模的導向方式分為敞開模、導板模和導柱模；

b.按凹模的位置分正裝式（凹模在下模）和倒裝式（凹模在上模）；

單工序模、復合模、級進模等

⑶.按模具結構型式分：

172

c.按卸料形式分為固定卸料、彈壓卸料和廢料切刀卸料等；d.按出料形式分為彈壓頂料,剛性推料和自然漏料。

以上各種沖裁模的沖壓方式，可以相互組合；也可以與彎曲、拉深等工序組合。c.按卸料形式分為固定卸料、彈壓卸料和廢料切173圖五示為一典型的落料模，由凹模7和凸模4圖五示為一典型的落料模，由凹模7和凸模4174板金工藝與模具結構基礎知識課件175

完成落料工序。凸模進入材料后，被材料緊緊包住，因而凸模回升時，材料隨之上升。當凸模通過板5的孔時，材料被阻止而與凸模脫離。這樣的板稱為卸料板。圖中板5的兩個孔與凸?；浜?，對凸模的運動起導向作用，所以稱為導板。

完成落料工序。凸模進入材料后，被材料緊緊包住，因而凸176

依靠導板引導凸模運動方向的沖模，稱為導板模。凸模4與固定板3的孔緊配合，凸模上端鉚開以免卸料力將其拉下。墊板2經(jīng)熱處理淬硬，避免凸模陷入上模座1內(nèi)。用螺釘及圓銷將上模座、墊板、固定板聯(lián)在一起。導板、導料板、凹模用螺釘及圓銷依靠導板引導凸模運動方向的沖模，稱為導板模。凸模4與177

與下模座8固定在一起。承料板10接長了凹模面，使送料平穩(wěn)。材料第一次送進時，由始用擋料銷9定位。第一次只沖下一個工件，以后釋放手指，擋料銷9外移，由鉤式擋料銷6定位，每次落下兩個工件。與下模座8固定在一起。承料板10接長了凹模面，使送料178沖模零件分類沖模零件分類179第五節(jié)彎曲彎曲是沖壓工序的一種，它利用壓力使材料產(chǎn)生變形，從而被完成有一定曲率，一定角度的形狀。彎曲工作可利用模具在普通壓力機上進行，也可以在其它專用設備上進行。一、彎曲過程圖示是V形件彎曲過程。第五節(jié)彎曲彎曲是沖壓工序的一種，它利用壓力180在彎曲開始階段，毛坯自由彎曲。凸模下壓，毛坯的直邊與凹模工作表面靠攏。凸模繼續(xù)下壓，則毛坯的彎曲區(qū)減小到bb段，板料與凸模三點接觸，此后彎曲區(qū)繼續(xù)縮小，半成形彎曲件的兩邊，被凸模向外撐開，逐步貼向內(nèi)凹工作表面。在行程終了時，凸模與凹模對彎曲在彎曲開始階段，毛坯自由彎曲。凸模下壓，毛坯的直邊181件進行校正，使彎曲的圓角、直邊與凸模全部貼緊－－這就是校正的彎曲成型過程。從圖示彎曲過程中可以看到毛坯的彎曲半徑（R0-R),與彎曲力臂（L-LK）都是逐漸減小的，說明了變形程度的不斷增加。件進行校正，使彎曲的圓角、直邊與凸182二彎曲變形分析如果在毛坯的端面上畫上正方形網(wǎng)格，然后彎曲成如圖所示形狀，便可看出。二彎曲變形分析183彎曲變形區(qū)的網(wǎng)格發(fā)生了顯著的變化，而非變形區(qū)的網(wǎng)格基本上保持不變。即彎曲時塑性變形只發(fā)生在工件的圓角附近，而直邊部分除與圓角相近的“過渡部分”有少量變形外，其余不發(fā)生塑性變形。進一步分析彎曲區(qū)的網(wǎng)格變化又可看出，內(nèi)側材料沿00線（縱向)受到壓縮,外側材料受到垃伸，且壓縮和垃伸的程度都是表層最大，且中間逐漸減小。彎曲變形區(qū)的網(wǎng)格發(fā)生了顯著的變化，而非184在縮短的內(nèi)層和伸長的外層存在長度持不變的中