武汉理工大学,金属工艺学第11章板料冲压.

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1、上次课内容回顾上次课内容回顾锻件图的制定锻件图的制定 （1 1）敷料、机械加工余量和锻造公差）敷料、机械加工余量和锻造公差（2 2）分模面的选择原则）分模面的选择原则 1)1)要保证模锻件能从模膛中取出。要保证模锻件能从模膛中取出。 2)2)使模膛深度最浅。使模膛深度最浅。 3)3)分模面的上下模膛外形要一致。分模面的上下模膛外形要一致。 4)4)使所需的敷料最少。使所需的敷料最少。 5)5)分模面要选择平面。分模面要选择平面。 （3 3）冲孔连皮和模锻斜度）冲孔连皮和模锻斜度根据模膛的功能，锻模的模腔分为根据模膛的功能，锻模的模腔分为模锻模膛模锻模膛和和制坯模膛制坯模膛两大类两大类。 自由锻

2、的基本工序自由锻的基本工序 自由锻件结构设计的要求自由锻件结构设计的要求 第十一章第十一章 板料冲压板料冲压主要内容主要内容 11.111.1 板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序1 11.2 11.2 冲压件结构设计要求冲压件结构设计要求2 11.3 11.3 板料冲压设备板料冲压设备3 11.4 11.4 冲压模具冲压模具4本章重点本章重点1 1、初步掌握分离工序和变形、初步掌握分离工序和变形工序的种类、特点及应用工序的种类、特点及应用；2 2、根据各种工序的特点，合、根据各种工序的特点，合理地选择冲压工艺参数，正理地选择冲压工艺参数，正确设计冲压件结构；确设计冲压件结构；3 3、了解常用

3、冲压模具的结构、了解常用冲压模具的结构、特点及工作原理特点及工作原理概概 述述使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压冲压。 厚度小于4mm的金属薄板通常是在常温下进行冲压，故称冷冲压冷冲压。 只有当板料厚度超过810mm时，才采用热冲压热冲压。 冲压的设备主要有剪床和冲床。 （1）便于实现自动化，生产率很高，操作简便。 （2）节省原材料，节省能源消耗。 （3）产品重量轻、强度高、刚性好。 （4）产品尺寸稳定，互换性好，可以加工形状复杂的零件。板料冲压具有下列特点：板料冲压具有下列特点： 分离工序分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断和修整等。11.1 11.

4、1 板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序 板料冲压的基本工序可分为分离工序分离工序和变形工序变形工序两大类。 11.1.1 11.1.1 分离工序分离工序落料和冲孔统称冲裁。落料和冲孔统称冲裁。 落料落料是为了制取工件的外形，故冲下的部分为工件，带孔的为废料。 冲孔冲孔则相反，是要制取工件的内孔，故冲下的部分为废料，带孔的部分为工件。 落料落料冲孔冲孔1、冲裁变形和分离过程、冲裁变形和分离过程 冲裁变形和分离过程可分弹性变形弹性变形、塑性变形塑性变形、断裂分断裂分离离三个阶段。 (a(a）弹性变形）弹性变形 (b(b）塑性变形）塑性变形 （c c）断裂分离）断裂分离 (d(d）断面形状）断面形

5、状 板料分离后所形成的断口区域包括:圆角、光亮带、断裂带和毛刺等4部分。 冲裁件断面质量的优劣、与冲模间隙、刃口锋利程度和材料排样方式密切相关。 冲裁变形过程冲裁变形过程2.2. 冲裁件断面质量及其影响因素冲裁件断面质量及其影响因素 冲裁件正常的断面特征如下图所示，它由圆角带（a）、光亮带（b）、断裂带（c）和毛刺（d) 四个特征区组成。 冲裁件正常的断面特征冲裁件正常的断面特征 圆角带圆角带a a：是在冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形（弯曲和拉伸）的结果。光亮带光亮带b b：当刃口切入金属板料后，板料与模具侧面挤压而形成光亮垂直的断面。 断裂带断裂带c c：由刃口处产生的微裂纹在拉应力

6、的作用下，不断扩展而形成的。 毛刺毛刺d d：在刃口附近的侧面上材料出现微裂纹时形成的。 要提高冲裁件的质量，就要增大光亮带的高度，缩小圆角带要提高冲裁件的质量，就要增大光亮带的高度，缩小圆角带和毛刺高度，并减少冲裁件翘曲。和毛刺高度，并减少冲裁件翘曲。3.3. 凸凹模间隙凸凹模间隙 凸凹模的间隙不仅严重影响冲裁件的断面质量，也影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。间隙过小间隙过小 间隙过大间隙过大 间隙适中间隙适中 当间隙过小时当间隙过小时，光面宽度增加，圆角、毛刺、斜度等都有所减小，工件质量较高，但模具寿命较低。当间隙过大时当间隙过大时，断面光面减小，圆角与斜度增大，形成

7、厚而大的拉长毛刺，且难以去除，同时冲裁的翘曲现象严重。当间隙合适时当间隙合适时，光面约占板厚的1/21/3左右，切断面的圆角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸几乎与模具一致，完全可以满足使用要求。单边间隙单边间隙c=m 4.4. 凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 冲裁模刃口尺寸的计算直接关系到模具间隙和冲裁件的尺寸精度，是模具设计中最重要的尺寸。 刃口尺寸计算的原则如下： (1)落料时，落料件的尺寸是由凹模刃口尺寸决定的，因此，应以落料凹模为设计基准。 考虑到凹模磨损后会使落料件尺寸增大，为提高模具使用寿命，因而凹模刃口的基本尺寸应接近于落料件的最小极限尺寸。 凸模的基本尺寸=凹模刃口的基

8、本尺寸-最小合理间隙值。 (2)冲孔时，冲孔件的尺寸是由凸模刃口尺寸决定的，因此，应以冲孔凸模为设计基准。 考虑到凸模磨损后会使冲孔件尺寸减小，为提高模具使用寿命，因而凸模刃口的基本尺寸应接近于冲孔件的最大极限尺寸。 凹模的基本尺寸=凸模刃口的基本尺寸+最小合理间隙值。 5.5. 冲裁力的计算冲裁力的计算 冲裁时材料对凸模的最大抗力称为冲裁力冲裁力，它是合理选用冲压设备和检验模具强度的一个重要依据。 其大小与材质、料厚及冲裁件周边长度有关。 L冲裁件周边长度(mm)；K系数，常取1.3； t板料厚度（mm）；0材料的拉剪强度(MPa)；b材料的抗拉强度(MPa) 0KLtF冲平刃冲模冲裁力 或

9、 bLtF冲6.6. 冲裁件的排样冲裁件的排样排样是指落料件在板料或条料上合理布置的方法。不同的排样方式对材料消耗对比不同的排样方式对材料消耗对比 有搭边排样有搭边排样 无搭边排样无搭边排样 7.7. 修修 整整 修整修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。(a) (a) 外缘修整外缘修整 (b) (b) 内孔修整内孔修整 8.8. 切切 断断切断切断是指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。 剪刃安装在剪床上，把大板料剪成一定宽度的条料，供下一步冲压工序用。而冲模是安装在冲床上，用以