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1、模具设计基础冲裁第1页，本讲稿共25页模具设计基础模具设计基础第二章第二章冲裁工艺及冲裁模具设计冲裁工艺及冲裁模具设计第2页，本讲稿共25页 1.掌握冲裁模刃口尺寸计算方法和排样设计；掌握冲裁模刃口尺寸计算方法和排样设计；本章学习要求：本章学习要求：2.掌握冲裁工艺性分析、工艺设计和工艺计算；掌握冲裁工艺性分析、工艺设计和工艺计算；3.掌握冲裁模典型结构的特点和模具主要零部件的设计；掌握冲裁模典型结构的特点和模具主要零部件的设计；4.熟悉冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤；熟悉冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤；5.了解冲裁变形规律和冲裁件质量的影响因素；了解冲裁变形规律和冲裁件质量的影响因素；第
2、3页，本讲稿共25页冲压分为哪几大工序冲压分为哪几大工序?分为二大工序：分离工序（冲裁）变形工序(弯曲、拉深)冲裁冲裁?是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的冲压工序落料、冲孔工序落料、冲孔工序?冲裁按其成形机理分为冲裁按其成形机理分为精密冲裁和普通冲裁。常说的冲裁为普通冲裁如落料、冲孔、切断等冲模冲模?冲裁使用的模具又称冲裁模冲裁概述冲裁概述冲裁概述冲裁概述第4页，本讲稿共25页冲裁从广义上说是分离工序的总称，包括落料、冲孔、切断、修边、切舌等多种工冲裁从广义上说是分离工序的总称，包括落料、冲孔、切断、修边、切舌等多种工序。但一般来说，序。但一般来说，冲裁冲裁工艺主要是指工艺主要是指落
3、料落料与与冲孔冲孔两大工序。两大工序。根据不同机理：根据不同机理：普通冲裁（冲裁）普通冲裁（冲裁）冲裁冲裁精密冲裁（精冲）精密冲裁（精冲）分离工序分离工序（落料、冲孔）（落料、冲孔）冲压冲压工序工序变形工序变形工序（弯曲、拉深）（弯曲、拉深）冲裁概述冲裁概述冲裁概述冲裁概述第5页，本讲稿共25页1.冲裁变形过程冲裁变形过程1)弹性变形阶段弹性变形阶段2)塑性变形阶段塑性变形阶段3)断裂分离阶段断裂分离阶段2.12.1冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念第6页，本讲稿共25页2.冲裁断面特征冲裁断面特征1)圆角带圆角带2)光亮带光亮带3)断裂带断裂带4)毛毛刺刺在上述四个特征区中，光
4、亮带质量最好，各部分所占比例，在上述四个特征区中，光亮带质量最好，各部分所占比例，随性能、厚度、间隙、刃口状态等条件的不同而变化。随性能、厚度、间隙、刃口状态等条件的不同而变化。2.12.1冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念第7页，本讲稿共25页3.冲裁间隙与冲裁断面质量的关系冲裁间隙与冲裁断面质量的关系1)模具间隙模具间隙2.12.1冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁间隙：指凸模与凹模刃口横向尺寸差值，用z表示。ZD凹d凸 式中 Z双面间隙(mm)D凹凹模直径尺寸(mm)d凸凸模直径尺寸(mm)第8页，本讲稿共25页3.冲裁间隙与冲裁断面质量的关系冲裁间隙与冲
5、裁断面质量的关系2)间隙对冲裁件断面质量的影响间隙对冲裁件断面质量的影响2.12.1冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念间隙过小 断面质量不好（上下裂纹不重合）间隙过大 断面质量不好（毛刺增大）间隙适中 断面质量好3）材料的性能对断面质量的影响）材料的性能对断面质量的影响 塑性好的材料：塑性好的材料：裂纹出现较迟，材料被剪切的深度较大 （得到的光面比例大）塑性差的材料：塑性差的材料：剪切开始不久即被拉裂，断面光亮带少。第9页，本讲稿共25页4.合理间隙值的确定合理间隙值的确定确定原则确定原则精度、断面质量不高，大间隙 精度、断面质量高，小间隙 设计时取最小合理间隙 还需根据尺寸与形
6、状、模具材料和加工方法、冲压方法及速度等因素酌情增减。（P27）1）经验确定法经验确定法2.12.1冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念冲裁基本概念P262）查表法）查表法P26表2-1第10页，本讲稿共25页2.22.2冲裁模设计与有关工艺计算冲裁模设计与有关工艺计算冲裁模设计与有关工艺计算冲裁模设计与有关工艺计算2.32.3模具主要零部件的结构设计模具主要零部件的结构设计模具主要零部件的结构设计模具主要零部件的结构设计2.42.4模具结构设计模具结构设计模具结构设计模具结构设计第11页，本讲稿共25页2.52.5冲模的设计步骤冲模的设计步骤冲模的设计步骤冲模的设计步骤1.分析制件的工艺性，
7、拟定工艺方案分析制件的工艺性，拟定工艺方案2.冲压工艺计算及设计冲压工艺计算及设计1）确定排样方案，计算材料利用率，选定板料规格，绘出排样图。）确定排样方案，计算材料利用率，选定板料规格，绘出排样图。2）计算刃口尺寸。）计算刃口尺寸。3）计算冲压力，确定压力中心，初选压力机。）计算冲压力，确定压力中心，初选压力机。4）填写冲压工艺卡。）填写冲压工艺卡。3.冲模结构设计冲模结构设计1）确定凹模其它尺寸：壁厚、螺孔、销孔尺寸及间距，按标准选取外）确定凹模其它尺寸：壁厚、螺孔、销孔尺寸及间距，按标准选取外形尺寸。形尺寸。2）按标准选择模架。）按标准选择模架。3）画装配草图。）画装配草图。4）校核压力
8、机（闭合高度、行程、滑块及工作台尺寸等）。）校核压力机（闭合高度、行程、滑块及工作台尺寸等）。5）画零件图。）画零件图。6）画正式装配图。）画正式装配图。7）编写技术文件（略）。）编写技术文件（略）。第12页，本讲稿共25页课程设计课程设计课程设计课程设计制件名称：制件名称：托架托架材料：材料：08冷轧钢板冷轧钢板料厚：料厚：1.5mm制件尺寸精度制件尺寸精度IT14生产批量：生产批量：2万件万件第13页，本讲稿共25页一、一、确定工艺方案确定工艺方案制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。其中冲孔和落料属于简单的分离工序其中冲孔和落料属于简单的
9、分离工序弯曲成形的方式可以有三种：弯曲成形的方式可以有三种：a-一道工序弯成一道工序弯成b-二道工序弯成二道工序弯成c-二道工序弯成二道工序弯成第14页，本讲稿共25页1.工艺性分析工艺性分析该零件上有两种共个孔。（零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。）确认孔边距是否满足要求。10孔L=6t=1.5(mm)弯曲时不会引起孔变形，可在压弯前冲出，冲出的10孔可以做后续工序定位孔用。4-5孔L=（36-28-5）/2-1.5=0 rmin=0.8t=0.81.5=1.2(mm)第15页，本讲稿共25页2.工艺方案的确定工艺方案的确定完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：完
10、成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：方案一：方案一：1)落料、冲落料、冲10孔复合，见图（孔复合，见图（a）2)压弯外部两角并使中间两角预弯压弯外部两角并使中间两角预弯45，见图（，见图（b）3)压弯中间两角，见图（压弯中间两角，见图（c）4)冲冲4-5孔，见图孔，见图(d)第16页，本讲稿共25页方案二：方案二：1)落料、冲落料、冲10孔复合孔复合2)压弯外部两角，见图（压弯外部两角，见图（a）3)压弯中间两角压弯中间两角，见图（，见图（b）4)冲冲4-5孔孔(工序工序1、4同方案同方案)第17页，本讲稿共25页方案三：方案三：1)落料、冲落料、冲10孔复合孔复合2)压弯四角，见图压弯
11、四角，见图3)冲冲4-5孔孔(工序工序1、同方案、同方案)第18页，本讲稿共25页方案四：方案四：1)冲冲10孔，切断及弯曲外部两角级进，见图（孔，切断及弯曲外部两角级进，见图（a）2)压弯中间两角，见图（压弯中间两角，见图（b）3)冲冲4-5孔孔(工序同方案工序同方案)第19页，本讲稿共25页方案五：方案五：1)冲冲10孔、切断孔、切断(落料落料)及压弯四个角连续冲压，见图及压弯四个角连续冲压，见图2)冲冲4-5孔孔(工序同方案工序同方案)第20页，本讲稿共25页方案六：全部工序组合采用带料连续冲压方案六：全部工序组合采用带料连续冲压如下图所示的排样图如下图所示的排样图第21页，本讲稿共25
12、页各工艺方案的分析比较各工艺方案的分析比较方案一方案一优点：优点：模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；各工序（除第一道工序外）都能利用各工序（除第一道工序外）都能利用10孔和一个侧面定位，定位基孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单方便。准一致且与设计基准重合，操作也比较简单方便。缺点：工序分散，需用压床、模具及操作人员多，劳动量大。缺点：工序分散，需用压床、模具及操作人员多，劳动量大。方案二方案二优点：优点：模具结构简
13、单，投产快寿命长模具结构简单，投产快寿命长缺点缺点:回弹难以控制，尺寸和形状不精确，且工序分散，劳动量大，占用设备多。回弹难以控制，尺寸和形状不精确，且工序分散，劳动量大，占用设备多。方案三方案三优点：工序比较集中，占用设备和人员少优点：工序比较集中，占用设备和人员少优点：但模具寿命短，制件质量优点：但模具寿命短，制件质量（精度与表面粗糙度）低。（精度与表面粗糙度）低。第22页，本讲稿共25页方案四方案四优点优点:工序比较集中工序比较集中,从工件成形角度看从工件成形角度看,本质上与方案二相同本质上与方案二相同缺点缺点:模具结构较为复杂模具结构较为复杂方案五方案五本质上与方案三相同，只是采用了结
14、构复杂的级进模本质上与方案三相同，只是采用了结构复杂的级进模方案六方案六优点优点:工序最集中，只用一副模具完成全部工序。由于它实质上是把方案一的各工工序最集中，只用一副模具完成全部工序。由于它实质上是把方案一的各工序分别布置到连续模的各工位上，所以它还具有方案一的各项优点。序分别布置到连续模的各工位上，所以它还具有方案一的各项优点。缺点缺点:模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。综上所述，考虑到该零件的批量不大，为保证各项技术要求综上所述，考虑到该零件的批量不大，为保证各项技术要求选用方案一选用方案一落料和冲落料和冲10孔；孔；压弯端部
15、两角；压弯端部两角；压弯中间两角；压弯中间两角；冲冲4-5孔。孔。第23页，本讲稿共25页二、工艺计算二、工艺计算1.计算毛坯长度计算毛坯长度r/t=1.5/1.5=10.5毛坯总展开长度毛坯总展开长度L0L0=2（l1+l2+l3+l4）+l5由图：由图：l1=7.5；l3=27；l5=11l2=/2(R+Xt)=3.14/2(1.5+0.421.5)=3.34(mm)l4=l2l0=2(7.5+3.34+27+3.34+11)=104.37104(mm)第24页，本讲稿共25页2排样及材料利用率排样及材料利用率由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，采用单排由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，采用单排取搭边取搭边a=2a1=1.8则进距则进距h=30+1.5=31.5mm条料宽度条料宽度B=104+2(2+0.7)+0.3=109.7（取（取110mm）板料规格选用板料规格选用1.511001800(mm)采用纵裁时：每板的条数：采用纵裁时：每板的条数：n1=1100/110=10(mm)每条的工件数：每条的工件数：n2=1800/31.8=56.6件件每板的工件数：每板的工件数：n=n1n2=10X56=560个个利用率：利用率：=560X(30X104-78.5-78.5)/1100X1800X100=83.8第25页，本讲稿共25页