沖裁變形機理分析

內(nèi)容簡介：沖裁是最基本的沖壓工序。本章是本課程的重點章。在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設(shè)計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計及模具標準應用、沖裁模設(shè)計方法與步驟等。

第二章沖裁工藝與沖裁模設(shè)計1．了解沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素；2．掌握沖裁模間隙確定、刃口尺寸計算、排樣設(shè)計、沖裁力計算等設(shè)計計算方法。3．掌握沖裁工藝性分析與工藝設(shè)計方法；4．認識沖裁模典型結(jié)構(gòu)（尤其是級進模和復合模）及特點，了解模具標準，掌握模具零部件設(shè)計及模具標準應用方法；5．掌握沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。學習目的與要求：一、基本概念分類:沖裁模：沖裁：利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。基本工序：落料和沖孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件。沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的工藝裝備。凸、凹模刃口鋒利，間隙小(與拉深比）。普通沖裁、精密沖裁2.1沖裁變形過程二、沖裁變形過程分析1、沖裁變形時板材變形區(qū)受力情況分析四對力沖裁時作用于板料上的力

1-凸模

2-板材

3-凹模

了解和掌握沖裁變形規(guī)律，有利于沖裁工藝與沖裁模設(shè)計，控制沖裁件質(zhì)量。凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生彎矩。

間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：2、沖裁變形過程1)彈性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應力小于屈服應力。2)塑性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應力大于屈服應力。凸、凹模間隙存在，變形復雜，并非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。3)斷裂分離階段

變形區(qū)內(nèi)部材料應力大于強度極限。裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面凸模刃口附近的側(cè)面上、下裂紋擴展相遇材料分離沖裁變形過程圓角帶a：刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形。光亮帶b：塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。斷裂帶c：裂紋形成及擴展。毛刺區(qū)d：間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。沖孔件落料件圓角帶光亮帶斷裂帶毛刺區(qū)3、斷面特征沖裁件質(zhì)量：垂直、光潔、毛刺小圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。4、沖裁件斷面質(zhì)量塑性好，圓角帶、光亮帶大，斷裂帶小，毛刺大(１)材料性能的影響:(２)模具間隙的影響:間隙小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶;間隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個斜度1）斷面影響因素：間隙過小間隙合理間隙過大凸、凹模刃口磨鈍時毛刺的形成情況(３)模具刃口狀態(tài)的影響當凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；當凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；當凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。凹模磨鈍凸模磨鈍凸、凹模均磨鈍2)沖裁件尺寸精度及其影響因素沖裁件的尺寸精度：

指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。影響因素：該差值包括兩方面的偏差：一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠?；

二是模具本身的制造偏差。

（1）沖模的制造精度（零件加工和裝配）（2）材料的性質(zhì)（3）沖裁間隙

3)沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差：翹曲：指翹曲、扭曲、變形等缺陷。沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正