第二章+冲裁

1）间隙
冲裁间隙过大、过小或不均匀均可产生毛刺。影响间隙过 大、过小或不均匀的有如下因素：
A） 模具制造误差----冲模零件加工不符合图纸、底板平行度不好 等； b）模具装配误差----导向部分间隙大、凸凹模装配不同心等； c）压力机精度差----如压力机导轨间隙过大，滑块底面与工作台 表面的平行度不好 ，或是滑块行程与压力机台面的垂直度不好， 工作台刚性差，在冲裁时产生挠度，均能引起间隙的变化； d）安装误差----如冲模上下底板表面在安装时未擦干净或对大型 冲模上模的紧固方法不当，冲模上下模安装不同心（尤其是无导 柱模）而引起工作部分倾斜； e）冲模结构不合理----冲模及工作部分刚度不够，冲裁力不平衡 等； e）钢板的瓢曲度大----钢板不平。
好的断面。
c (t h0 ) tan t(1 h0 / t) tan
式中，h0 凸模压入深度；
最大剪应力与垂线间夹角（即裂纹方向角）。
§2.2 模具间隙
四、凸、凹模间隙值的确定（续）
（一）理论确定法（续）
从上式可看出， 间隙c与材料厚度t、 相对切入深度h0/t以 及裂纹方向角β有关。 而h0与β又与材料性 质有关。
间隙较小时，挤压力大，落料件尺寸增大，冲孔孔径 变小。
§2.2 模具间隙
一、间隙对冲裁件质量的影响（续）
（二）间隙对冲裁件尺寸精度的影响（续）§2.2 Βιβλιοθήκη 具间隙二、间隙对冲裁力的影响
随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很 大。
间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸 料力和推件力都将减小。
第二章 冲 裁
§2.1 冲裁变形机理 §2.2 模具间隙 §2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算 §2.4 冲裁力的计算及降低冲裁力的方法 §2.5 排样 §2.6 冲裁工艺设计 §2.7 精密冲裁
第二章 冲 裁
冲裁：冲裁运动
利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种 冲压工序。 基本工序：
落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。
形状简单的刃口制造偏差：按IT6～IT7级或查手册； 形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4； 对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差：取冲裁件相应部位 公差的1/8并冠以（±）。
而产生弯曲。 3）制件结构形状产生的翘曲
制件形状复杂时，制件周围的剪切力就不均匀，因此产 生了由周围向中心的力，使制件出现翘曲。解决的办法就是 增大压料力。
4）材料内部应力产生的翘曲 材料在轧制卷绕时产生的内部应力，在冲裁后移到表面，
制件将出现翘曲。解决的方法时开卷时通过矫平机矫平。
5）由于油、空气和接触不良产生的翘曲 在冲模和制件、制件和制件之间有油、空气等压迫制
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）
生产实践发现的规律：
1．冲裁件断面都带有锥度。 光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，
冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面） 尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模 尺寸。
2．凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越 用越大。
图纸规定 的公差范 围内
外形满足图纸要求； 表面平直，即拱弯 小
影响冲裁件质量的因素有： 凸、凹模间隙大小及分布的均匀性，模具刃口状态、
模具结构与制造精度，材料性质等。其中间隙值大小与均 匀度是主要因素。
§2.2 模具间隙
一、间隙对冲裁件质量的影响（续）
（一）间隙对冲裁件切断面质量的影响
间隙对剪切裂纹与断面质量的影响 ａ）间隙过小 ｂ）间隙合理 ｃ）间隙过大
§2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）
计算原则：
１．先确定基准件 设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙
取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙
取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。
§2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算
件时，制件将产生翘曲，特别是薄料、软材料更易产生。 但如均匀的涂油、设置排气孔，可以消除翘曲现象。制件 和冲模之间表面有杂物也易在、使制件产生翘曲。
冲裁时接触面不良也会产生翘曲。
孔变形，凸焊螺 母后不易取出
3、尺寸精度超差
1）模具刃口尺寸制造超差 2）冲裁过程中的回弹、上道工序的制件形状与下道工序模具 工作部分的支承面形状不一致，使制件在冲裁过程中发生变形 ，冲裁完毕后产生弹性回复，因而影响尺寸精度。
冲裁模：
冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是 冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹 模刃口锋利，间隙小。
分类:
普通冲裁、精密冲裁
第二章 冲 裁
垫圈的落料与冲孔 a)落料 b)冲孔
1-下模板 2-卸料螺钉
3-导柱 4-固定板
5-橡胶 6-导料销
7-落料凹模
8-推件块 9-固定板
落 料
10-导套 11-垫板 12、20-销钉 13-上模板 14-模柄
概念：模具间隙指凹、凸模刃 口间缝隙的距离，用符号c表示， 俗称单面间隙。而双面间隙用Z 表示。
间隙的大小影响冲裁件断面 质量、尺寸精度、冲裁力、模 具寿命，是冲裁工艺与设计模 具的重要工艺参数。
§2.2 模具间隙
一、间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件质量：
指断面状况、尺寸精度和形状误差。
垂直、 光洁、 毛刺小
与板料间的摩擦力；
μF3、μF4—凸、凹模侧面
与板料间的摩擦力；
凸、凹模间隙存在，产生弯矩。
冲裁时作用于板料上的力 1-凸模 2-板材 3-凹模
§2.1 冲裁变形机理 一、剪切区力态分析
§2.1 冲裁变形机理
二、冲裁过程
冲裁既是分离工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开 始，以断裂告终。 间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：
弹性变形阶段 板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形。
塑性变形阶段 板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑性剪切变形。
断裂分离阶段 已成形的裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈
楔形状发展。
§2.1 冲裁变形机理
二、冲裁过程
§2.1 冲裁变形机理
三、冲裁件断面质量及其影响因素
（一）断面特征
圆角带a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。 光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域。占1/2~1/3 断裂带c：裂纹形成及扩展。 毛刺区d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。
§2.2 模具间隙
三、间隙对模具寿命的影响
模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。 模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和胀裂。
小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结 现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃 刃等异常损坏。
所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提
下适当采用较大的间隙值是十分必要的。
3、模具刃口状态对断面质量的影响 当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺； 当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；
当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生 毛刺。
§2.1 冲裁变形机理
三、冲裁件断面质量及其影响因素（续）
间隙对剪切裂纹与断面质量的影响 ａ）间隙过小 ｂ）间隙合理 ｃ）间隙过大
§2.2 模具间隙
四、凸、凹模间隙值的确定
在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺 寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一 个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故
设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 cmin。
§2.2 模具间隙
四、凸、凹模间隙值的确定
（一）理论确定法 理论确定法的主要依据是保证裂纹重合，以便获得良
2）刀口钝 刃口磨损变钝或啃伤均能产生毛刺。影响刃口变钝的因素有： a）模具凸、凹模的材质及其表面处理状态不良，耐磨性差； b）冲模结构不良，刚性差，造成啃伤； c）操作时不及时润滑，磨损快； d）没有及时磨锋刃口。
3）冲裁状态不当 如毛坯(包括中间制件)与凸模或凹模接触不好，在定位
相对高度不当的修边冲孔时，也会由于制件高度低于定位相 对高度，在冲裁过程中制件形状与刃口形状不服帖而产生毛 刺。
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）
计算原则： ２．考虑冲模的磨损规律
设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小 极限尺寸；
设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最 大极限尺寸。
模具磨损预留量与工件制造精度有关。
§2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续） 计算原则（续）： 3 ．凸、凹模刃口制造公差应合理
此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。
§2.1 冲裁变形机理
三、冲裁件断面质量及其影响因素（续）
冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况
a）冲孔件
b）落料件
§2.1 冲裁变形机理
三、冲裁件断面质量及其影响因素（续）
（二）影响端面质量的因素 四个特征区域的大小和在断面上所占的比例的大小并非
一成不变，而是随材料的性能、模具间隙、刃口状态等条件 的不同而变化。 1、材料的性能对断面质量的影响
§2.2 模具间隙
四、凸、凹模间隙值的确定（续）
（二）经验确定法
经验公式 c k t
§2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则
重要性： 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺
寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公 差来保证。
§2.3 凸、凹模刃口尺寸的计算
冲
15-打杆
孔
16、21-螺钉
复
17-冲孔凸模
合
18-凸凹模
模
19-卸料板 22-挡料销