第二章冲裁工艺及冲裁模具的概论

第二章

冲裁工艺及冲裁模具的设计（重点）

主要内容

●冲裁变形过程分析；

●掌握冲裁件工艺性分析、排样与搭边、冲裁间隙、冲裁工序力、压力中心的确定方法及凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法；

●掌握冲裁模的典型结构、组成、工作过程分析和零部件的结构设计。

重点、难点

●重点：

冲裁变形的过程

冲裁件的工艺性分析，确定冲裁件工艺方案 冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法

冲裁模的典型结构、组成、工作过程分析。

●难点：

冲裁件的工艺性分析，确定冲裁件工艺方案 冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法

冲裁模的工作过程分析。

2.1 冲裁基本概念

教学要点

【目的要求】

1、冲裁变形的过程

2、冲裁断面的四个区域

3、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系

4、合理冲裁间隙的确定

教学要点

【重点】

1、冲裁变形的过程

2、冲裁断面的四个区域

3、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系【难点】

1、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系

冲裁---用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，使材料一部分相对于另一部分发生分离，从而获得一定形状及尺寸的工件或半成品的冲压工序。

冲裁可分为冲孔和落料。

若冲裁的目的是为获取有一定外形轮廓和尺寸的冲落部分叫落料；若冲裁的目的是为获取一定形状和尺寸的内孔则是冲孔。

分类: 普通冲裁、精密冲裁

一、冲裁变形过程

板（带）料在凸、凹模之间被剪切、使板料产生分离的变形过程，称冲裁变形过程。变形过程可分为三个阶段。见下图。

a)弹性变形阶段 b）塑性变形阶段c）断裂分离阶段

a)弹性变形阶段

如图 (a)所示，当凸模开始接触板料并下压时，变形区内产生弹性压缩、拉伸与弯曲等变形，这时凸模和凹模刃口分别略微挤入板料中。当凸模切入深度达到一定程度时，板料内应力达到弹性极限。

现象：凸模下面的板料略有弯曲，凹模上面的板料开始上翘，若卸去凸模压力，板料能够恢复原状，不产生永久变形。(只到弹性变形的极限，无塑性变形) 。

b）塑性变形阶段

如图 (b)所示，凸模继续下压，板料的内应力达到屈服极限，板料在与凸、凹模刃口接触处产生塑性变形，此时凸模切入板料，板料挤入凹模，产生塑性剪切变形，形成光亮的剪切断面。随着塑性变形加大，变形区的材料硬化加剧，冲裁变形力不断增大，当刃口附近的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，标志着塑性变形阶段结束

现象：凸模和凹模都切入板料，形成光亮的剪切断面。(发

生塑性剪切变形，形成光亮带，但没有产生分离，没有裂纹，板料还是一个整体)

c）断裂分离阶段

如图 (c)所示，凸模继续下压，当板料的内应力达到强度

极限时，在凸模、凹模的刃口接触处，板料产生微小裂纹。

现象：应力作用下，裂纹不断扩展，当上、下裂纹汇合时，板料发生分离；凸模继续下压，将已分离的材料从板料中推出，完成冲裁过程。

●二、冲裁件的剪切断面特征●由于冲裁变形的特点，不仅使冲出的制件或孔有毛刺，而且使其剪切断面具有四个部分。

●圆角带a ：是塑性变形阶段纤维的拉伸与弯曲所形成的，它在弹性变形时产生，塑性变形时定形。软材料比硬材料的圆角带大。

●光亮带b ：是塑性变形阶段凸模挤入材料，材料挤入凹模所形成的，其断面光亮垂直，通常占全断面的1/2～1/3。材料塑性好，模具间隙小，光亮带所占比例大。

●断裂带c ：是断裂阶段凸凹模刃口处的微裂扩展而形成的，其断面粗糙、有斜度。塑性越差，冲裁间隙越大，断裂带越宽且斜度越大。

●毛刺带d ：是断裂阶段材料拉断后的纤维延伸而形成的，毛刺太大影响冲件质量。 图2-2 冲裁断面状态

三、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系

1、模具间隙

冲裁凸模与凹模之间的间隙又称冲裁间隙。是指凹模与凸模刃口横向尺寸的差值。凹模与凸模每一侧的间隙称单边间隙；两侧间隙之和称双边间隙，无特殊说明时，冲裁间隙指双边间隙，通常用Ｚ表示。

d D

p D

Z=D

d -D

p

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vs1e.html