沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材(共197頁(yè)).ppt

1、南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 一. 沖裁工藝概述 l沖裁工藝概念 指利用裝在壓力機(jī)上的模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生別離的一種沖壓工藝。 它可以直接沖出所需形狀的零件，也可為彎曲、拉深等成形工序制備毛坯。*南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造沖裁加工沖裁加工示意圖1凸模；2凹模 沖裁加工必須使用模具。圖中1為凸模，2為凹模，凸模端部及凹模洞口邊緣的輪廓形狀與工件形狀對(duì)應(yīng)，并有鋒利的刃口。凸模刃口輪廓尺寸略小于凹模，其差值稱為沖裁間隙。沖裁過(guò)程：板料放在凹模平面上，在壓力機(jī)滑塊連同凸模一起向下運(yùn)動(dòng)將凸模推入凹模的過(guò)程中，就會(huì)對(duì)板料實(shí)行剪切，將所需形狀的工件從板料上別離下來(lái)。南陽(yáng)理

2、工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 一. 沖裁工藝概述 l沖裁工藝分類 落料沖孔切邊 切口 落料和沖孔有何不同？落料、沖孔工序應(yīng)用最多。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造落料和沖孔的區(qū)別：o 落料是從板料上沖下所需形狀的工件或毛坯；o 沖孔是在工件上沖出所需形狀的孔。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 二. 沖裁變形過(guò)程 l彈性變形階段l塑性變形階段l斷裂階段*南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 三.沖裁件的斷面特征 l斷面特征：4個(gè)u光亮帶 u斷裂帶 u毛刺區(qū) 斷面粗糙、有斜度46；所占比例，沖件質(zhì)量；模具間隙，斷裂帶，模具壽命。斷面光亮、垂直，通常占全斷面的1/21/3；所占比例，沖件質(zhì)量；模具間隙，光亮帶，但模具壽命。u圓角

3、帶塌角區(qū)：彈性變形時(shí)，刃口附件的板料被牽連，產(chǎn)生彎曲和拉深變形而形成的，是塑性變形時(shí)定形。毛刺，沖件質(zhì)量；刃口鈍、間隙不均勻、間隙大，毛刺*南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 三.沖裁件的斷面特征 一塊板料沖后形成的沖孔、落料件斷面特征關(guān)系？南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性l沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 u形狀力求簡(jiǎn)單、規(guī)那么，利于選取少?gòu)U料、無(wú)廢料排樣。 沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和精度等，對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性稱為沖裁件的工藝性。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性u(píng)內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處防止尖角 尖角會(huì)給模具加工、熱處理帶來(lái)困難和危害，模具使用中也容易損壞。 沖裁件的最小過(guò)渡圓角半徑?jīng)_裁件的最小過(guò)渡

4、圓角半徑rmin零件種類黃銅、純銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料90 900.18t0.35t0.35t0.70t0.25t0.50t 0.25mm 0.50mm沖孔90900.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.60t 0.30mm 6mm南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性強(qiáng)調(diào)：特殊之處! 少?gòu)U料、無(wú)廢料排樣或鑲拼模具結(jié)構(gòu)時(shí)，必須 采尖角。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性u(píng)防止過(guò)長(zhǎng)的懸壁與狹槽 目的：降低模具制造難度，增加模具強(qiáng)度。允許的懸壁與狹槽尺寸：有色金屬和低碳鋼板料： 寬度b1.5t，深度h5b。中、高碳鋼鋼板：b2t南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的

5、工藝性u(píng)孔間距、孔邊距不能太小 目的：增加模具強(qiáng)度。允許的孔間距、孔邊距尺寸：矩形孔：c、c 1.5t；圓形孔：c、ct。在彎曲和拉深件上沖孔時(shí) 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性u(píng)沖孔時(shí)，孔徑不能太小。 不帶保護(hù)套凸模沖孔的最小孔徑 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四.沖裁件的工藝性帶保護(hù)套凸模沖孔的最小孔徑 可稍小一些 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l沖裁件尺寸精度和外表粗糙度四.沖裁件的工藝性u(píng)尺寸精度金屬?zèng)_裁件經(jīng)濟(jì)精度不低于IT11級(jí)。 非金屬?zèng)_裁件經(jīng)濟(jì)精度不低于IT14級(jí)。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l沖裁件尺寸精度和外表粗糙度四.沖裁件的工藝性u(píng)外表粗糙度南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造

6、l沖裁件的尺寸標(biāo)注四.沖裁件的工藝性原那么：符合沖壓工藝要求標(biāo)注不合理：兩孔位置尺寸會(huì)隨模具磨損而增大，孔心距誤差會(huì)隨模具的磨損而增大。合理南陽(yáng)理工學(xué)院2-3 排樣設(shè)計(jì) 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造排樣設(shè)計(jì)：指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式 2-3 排樣設(shè)計(jì) *南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 排樣設(shè)計(jì)原那么 1 排樣設(shè)計(jì)原那么在不影響零件性能的前提下，盡可能提高材料利用率。 1提高材料利用率縱裁：沿板料長(zhǎng)度方向剪裁，得到條料較長(zhǎng)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；優(yōu)先采用。橫裁：沿板料寬度方向剪裁。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 排樣設(shè)計(jì)原那么2改善操作性 工人操作方便、平安，勞動(dòng)強(qiáng)度低，換條料和翻動(dòng)條料次數(shù)

7、少。 工件寬、厚時(shí)，選用哪種排樣形式？ 工件窄、薄時(shí)，選用哪種排樣形式？南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 排樣設(shè)計(jì)原那么 3使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理 4保證沖裁件質(zhì)量 沖裁件斷面質(zhì)量要搭邊彎曲件纖維方向一次沖兩個(gè)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，凹模璧薄，壽命低。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 排樣設(shè)計(jì) 條料在板料中的布置、裁剪形式： 盡量采用縱裁減少裁板次數(shù)和換條料次數(shù)。在以下情況時(shí)，采用橫裁： 條料太重，超過(guò)12kg時(shí)； 橫裁的材料利用率明顯高于縱裁時(shí)； 縱裁不能滿足彎曲件坯料對(duì)纖維方向要求時(shí)。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造2 排樣的分類 u有廢料排樣：材料利用率低，沖裁件斷面質(zhì)量最好 一. 排樣設(shè)計(jì)原那么 u少?gòu)U料

8、排樣：材料利用率中等，沖裁件斷面質(zhì)量稍差u無(wú)廢料排樣：材料利用率最高，沖裁件斷面質(zhì)量最差南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 排樣設(shè)計(jì)原那么 3 排樣的形式見書表2-9南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 1 搭邊 沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間的工藝廢料稱為搭邊。u概念：南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 補(bǔ)償送料和定位誤差，防止制件缺 角、缺邊。l搭邊u搭邊作用：保證條料有一定剛性，便于送料。提高沖裁件斷面質(zhì)量使凸、凹模受力均衡，減少磨損，延長(zhǎng)壽命。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) u搭邊取值：經(jīng)驗(yàn)取值南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 2 送料進(jìn)距A u概念： 模具每

9、沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距。u送料進(jìn)距的計(jì)算：當(dāng)單個(gè)進(jìn)距內(nèi)只沖裁一個(gè)零件時(shí)1ADa注：D為送料方向上沖裁件的最大寬度，mm南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 0(2)BDa3 條料寬度B確實(shí)定 u有側(cè)壓裝置時(shí)的條料寬度：0(2()BDacu無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)的條料寬度：式中：條料下料寬度公差 表2-12選?。?c條料與導(dǎo)料板間隙 a搭邊值南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造%100%1000BAFFF%100BLFn一個(gè)步距內(nèi)沖件的材料利用率：考慮料頭、料尾消耗，計(jì)算板料總利用率：4 材料利用率不準(zhǔn)確準(zhǔn)確二. 排樣設(shè)計(jì) 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制

10、造5 排樣圖二. 排樣設(shè)計(jì) u排樣圖是排樣設(shè)計(jì)的最終表達(dá)形式，是編制沖 u 裁工藝與設(shè)計(jì)沖裁模具的根底；u排樣圖應(yīng)在沖裁模具裝配圖右上角畫出。u排樣圖包含內(nèi)容：條料寬度及偏差、送料進(jìn)距、u 搭邊值，送料方向應(yīng)和裝配圖中送料方向一致。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 條料寬度及偏差；送料進(jìn)距；搭邊值；送料方向應(yīng)和裝配圖中送料方向一致。排樣圖南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 排樣設(shè)計(jì) 南陽(yáng)理工學(xué)院2-4 沖裁工藝計(jì)算 一、沖裁間隙；二、凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算；三、沖裁工序力的計(jì)算；四、壓力中心的計(jì)算。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 沖裁間隙 l概念 沖裁間隙：指沖裁模具中凸、凹模刃口局部

11、的尺寸之差，用“Z表示。指雙面間隙Z=D凹-d凸沖裁間隙是沖裁模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，多方面影響沖裁過(guò)程，設(shè)計(jì)中要綜合考慮，合理選取。*南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 沖裁間隙 l沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程的影響南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 沖裁間隙 l合理沖裁間隙確實(shí)定u合理沖裁間隙的概念 使模具壽命高、沖裁件質(zhì)量好的沖裁間隙范圍，稱為合理沖裁間隙。 間隙范圍的上限為最大合理間隙Zmax; 間隙范圍的下限為最小合理間隙Zmin。注意：考慮到刃口磨損，設(shè)計(jì)制造新模具時(shí)，應(yīng)選 用最小合理間隙Zmin，使用過(guò)程中Zmax 時(shí)，需修理模具。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 沖裁間隙 經(jīng)驗(yàn)確定法: Z=ct 軟

12、材料： t1mm，c=3%4% t1-3mm，c=5%8% t3-5mm，c=8%10% 硬材料： t1mm，c=4%5% t1-3mm，c=6%8% t3-5mm，c=8%13%注意：1、行業(yè)不同，經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)值不同； 2、沒(méi)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，取中間值。 3、經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)值都不是準(zhǔn)確數(shù)值，需經(jīng)過(guò)具體生產(chǎn) 情況驗(yàn)證、修正后確定。確定合理沖裁間隙的方法南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 沖裁間隙 查表確定法南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算l刃口尺寸計(jì)算的原那么u基準(zhǔn)問(wèn)題 落料件尺寸決定于凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)； 沖孔件尺寸決定于凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二.

13、沖裁模刃口尺寸計(jì)算0(ddDDx ）u刃口磨損規(guī)律刃口磨損后：凹模刃口尺寸擴(kuò)大， 凸模刃口尺寸減小。 為使模具有一定使用壽命，磨損到一定程度仍能沖出合格制件： 落料時(shí)凹模刃口尺寸接近制件尺寸的下限值； 沖孔時(shí)凸模刃口尺寸接近制件尺寸的上限值。0(ppddx ）南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算u凸、凹刃口制造公差凸、凹制造精度比沖裁件高23級(jí)，可參考下表南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算配作時(shí)，基準(zhǔn)件公差按沖裁件公差的1/4 即：=/4凸、凹模制造公差: 凸模為軸類尺寸，公差為 凹模為孔類尺寸，公差為 中心距類尺寸公差為0.5南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁

14、模刃口尺寸計(jì)算0Dl凸、凹模刃口尺寸計(jì)算u沖裁件的公差標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 落料件為軸類尺寸，公差為 沖孔件為孔類尺寸，公差為 中心距類尺寸公差為0.5凸凹模刃口尺寸計(jì)算以沖裁件尺寸、公差為根底。0d南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u計(jì)算方法 互換加工法分開加工法落料時(shí)：沖裁件尺寸公差為 ，那么： 基準(zhǔn)件凹模計(jì)算公式為：0D非基準(zhǔn)件凸模計(jì)算公式為：0min(pPDDxZ ）0(ddDDx ）二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造互換加工法分開加工法沖孔時(shí)：沖裁件尺寸公差為 ，那么： 基準(zhǔn)件凸模計(jì)算公式為：非基準(zhǔn)件凹模計(jì)算公式為：0d0(ppddx ）

15、min 0(ddddxZ ）二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算注意： 為保證初始間隙值小于最大合理間隙，必須滿足以下條件： pdZmaxZmin 假設(shè)不滿足，應(yīng)提高制造精度，以減小p、d值，取：p0.4ZmaxZmin d0.6ZmaxZmin 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算同時(shí)加工，不分先后順序；裝配簡(jiǎn)單；凸、凹模加工精度高，加工難度大，本錢高?；Q加工法特點(diǎn)：互換加工法適用場(chǎng)合：?jiǎn)翁啄＞叩拇笈可a(chǎn)；圓形和形狀規(guī)那么的零件。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造配合加工法 先作基準(zhǔn)件，然后以基準(zhǔn)件實(shí)際尺寸來(lái)配作非基準(zhǔn)件，保證Zmin的方法。0

16、D 非基準(zhǔn)件凸模按凹模的實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸配制，保證最小沖裁間隙Zmin。0(ddDDx ）二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算落料：沖裁件尺寸公差為 ，那么： 基準(zhǔn)件為凹模，計(jì)算公式為：南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造沖孔時(shí)：沖裁件尺寸公差為 ，那么： 基準(zhǔn)件為凸模，計(jì)算公式為：0d0(ppddx ）二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算 非基準(zhǔn)件凹模按凸模的實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸配制，保證最小沖裁間隙Zmin。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造復(fù)雜沖裁件凸、凹模刃口尺寸計(jì)算二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算如圖沖裁件為落料件，基準(zhǔn)件為凹模。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算0.25max0()jAAx 0A0B配作關(guān)系：非基準(zhǔn)件按

17、基準(zhǔn)件實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸配制，保證最小 沖裁間隙Zmin。復(fù)雜形狀凸、凹模刃口存在三種不同類型的尺寸： 隨磨損增大的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 隨磨損減小的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 隨磨損不變的尺寸，設(shè)工件尺寸為 ： 0.125jCC南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算如何判斷基準(zhǔn)件刃口尺寸類型呢？引入“磨損圖概念南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁圖1工件內(nèi)形，基準(zhǔn)件為凸模，凸模磨損圖如圖2所示 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算例1：計(jì)算如下圖沖裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制 造公差。料厚t=1mm，材料為10號(hào)鋼，尺寸如下：0000.420.340.

18、3400.1280,40,35220.14,15amm bmm cmmdmm emm解：分為5個(gè)步驟。 確定基準(zhǔn)件：此工件為落料 件 ， 以 凹 模 為 基 準(zhǔn) 件 。 畫出基準(zhǔn)件磨損圖：凹模刃口 磨 損 情 況 如 下 圖 。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算對(duì)基準(zhǔn)件尺寸進(jìn)行分類計(jì)算： 根據(jù)凹模刃口的磨損情況，其尺寸變化可分為三類： 凹模刃口磨損后，尺寸a、b、c增大，按落料凹模 類A尺寸處理。查表2.15 ，得： 尺寸80mm，選x=0.5； 尺寸15mm，選x=1； 尺寸40、35mm，選x=0.75。?。?.250.10500.08500.085079.7939.753

19、4.75abc+0.25+0.25 0.42凹max00+0.25+0.25 0.34凹max00+0.25+0.25 0.34凹max00=(a-x )=(80-0.5 0.42)=(b-x )=(40-0.75 0.34)=(c-x )=(35-0.75 0.34)南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算0.280000.070220.14 21.8622.07dd0凹min-0.25-0.25 0.28=(d+x )=(21.86+0.75 0.28) 凹模刃口磨損后，尺寸d減小，按沖孔凸模類B尺寸 處理。查表2.15 ，得：尺寸22mm，選x=0.75；0.121514.94

20、0.060.125 0.1214.940.015ee0凹=e0.125 =14.96 凹模刃口磨損后，尺寸e不變，按中心距類C尺寸處理。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算選取最小沖裁間隙 查表2.13，取Zmin0.13mm注明配制關(guān)系 凸模刃口尺寸按凹模刃口的實(shí)際尺寸配制， 保證最小沖裁間隙為0.13mm。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算注意：非基準(zhǔn)件根本尺寸與基準(zhǔn)件相同，不必標(biāo)注 公差，在技術(shù)要求中注明配作關(guān)系即可南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算例2、沖裁如圖a所示制件，材料為Q235A，料厚4mm， 試用配制法確定沖孔模的刃口尺寸及制造

21、公差。解：確定基準(zhǔn)件：此沖裁模為沖孔模，以凸模為基準(zhǔn)件。 畫出基準(zhǔn)件的磨損圖：凸模刃口磨損情況如圖b所示.南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算對(duì)基準(zhǔn)件的尺寸進(jìn)行分類A、B、C三類計(jì)算:根據(jù)凸模刃口磨損情況，其尺寸變化可分為三類：凸模刃口磨損后，尺寸A增大，按落料凹模類尺寸 計(jì)算。 查表2.15，得：X0.5； ?。?4，那么：4/74. 0074. 05 . 060）（A南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算凸模刃口磨損后，尺寸B1、B2減小，按沖孔凸模類尺寸 計(jì)算。 查表2.15，得：X1X20.5 取：/4，那么：04/15. 1115. 15 . 0200）（B

22、mm58. 029. 0029. 020058.20004/87. 0287. 05 . 0120）（Bmm44. 022. 0022. 012044.120 凸模刃口磨損后，尺寸C不變，按中心距類尺寸處理。mmC09. 0604/37. 060南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算 選取最小沖裁間隙 查表2.15，取Zmin0.50mm 注明配制關(guān)系 凹模刃口尺寸按凸模刃口實(shí)際尺寸配制，保證 最小沖裁間隙為0.50mm。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l沖裁工序力：u沖裁力Fc：u沖裁時(shí)需要的壓力板料厚度方向別離的剪切力，最重要。u卸料力Fxu從凸模上將零件或廢料卸

23、下來(lái)所需的力。u推件力Ftu順沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中推出的力。u頂件力Fdu逆沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中頂出的力南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l沖裁力Fc：實(shí)為剪切力CFKAKLt式中: Fc沖裁力，N； k系數(shù)，常取k1.3； A沖裁斷面面積，mm； 材料的抗剪強(qiáng)度，MPa； L沖裁斷面的周長(zhǎng)，mm； t材料厚度即沖裁件的厚度，mm。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l卸料力Fx：式中: Fx卸料力，N； Fc沖裁力，N； kx卸料力系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值； xxcFK F指沖裁后，從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)所需的力。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工

24、序力計(jì)算 l推件力Ft：式中: Ft推件力，N； Fc沖裁力，N； kt推件力系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值； n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖落局部制件 或廢料的數(shù)量，n h / t； h凹模洞口的直刃壁高度，mm； t板料厚度，mm。 指順沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中推出的力。ttcFnK F南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l頂件力Fd：式中: Fd推件力，N； Fc沖裁力，N； kd推件力系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值； 指逆著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中推出的力。ddcFK F南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l總沖裁工序力F的計(jì)算應(yīng)根據(jù)沖裁模具的具

25、體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。 u采用彈壓卸料裝置和下出件時(shí)：cxtFFFF南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 u采用彈壓卸料裝置和上出件時(shí)：cxdFFFF南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 u采用剛性卸料裝置和下出件時(shí)：ctFFF南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三.沖裁工序力計(jì)算 l沖裁模用壓力機(jī)公稱壓力的選?。篎P3 . 1沖裁模選擇壓力機(jī)的條件：南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 l沖裁壓力中心：指沖裁力的合力作用點(diǎn)。 為防止沖裁中模具與壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏斜及凸、凹模之間間隙不均勻，保證壓力機(jī)和模具正常工作，須使沖裁模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)

26、，須確定模具壓力中心，并使之與模柄軸線重合。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 l沖裁壓力中心計(jì)算：u簡(jiǎn)單形狀壓力中心的計(jì)算直線的壓力中心在中點(diǎn)；圓弧的壓力中心計(jì)算： 如下圖，對(duì)任意角2：0(57.29/) sin2/57.29CRLR南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u單凸模壓力中心確實(shí)定四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 圖形對(duì)稱的單凸模： 壓力中心在圖形幾何中心上南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 圖形不對(duì)稱的單凸模： 根據(jù)“力矩定理，用解析法確定壓力中心。步驟： 1按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀； 2建立坐標(biāo)系應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算。 3將凸模刃口輪廓線分為假設(shè)干線段直線或圓弧段 L1

27、、L2Ln，計(jì)算各段長(zhǎng)度代表各自的沖載力。 4確定凸模刃口各線段的壓力中心位置及其坐標(biāo)值 X1，Y1、X2、Y2Xn、Yn。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 nnncLLLXLXLXLX212211nnncLLLYLYLYLY2122115根據(jù)力矩平衡原理，計(jì)算壓力中心坐標(biāo)xc、yc。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 例題：確定如下圖落料凸模的壓力中心位置例題：確定如下圖落料凸模的壓力中心位置 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 解：1按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀； 2建立坐標(biāo)系。3將凸模刃口輪廓線分為假設(shè)干線段或圓弧段L1、 L2L7。南陽(yáng)

28、理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 4確定凸模刃口各段的壓力中心位置及其坐標(biāo)值 X1，Y1、X2、Y2Xn、Yn。計(jì)算數(shù)據(jù)表線 段 長(zhǎng) 度壓 力 中 心 坐 標(biāo)XYL112.5L221.5L34L43.93L54L66L728010.7521.522.42628146.2512.510.56.9630南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 5計(jì)算凸模壓力中心坐標(biāo)xc、yc。3 .13286493. 345 .215 .1214285 .21475.105 .21cX7 . 5286493. 345 .215 .12365 .125 .2125. 65 .12cY南陽(yáng)理工

29、學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u多凸模壓力中心確實(shí)定四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 形狀相同、分布對(duì)稱的多凸模： 壓力中心在圖形對(duì)稱中心上南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 形狀不對(duì)稱的多凸模：步驟： 1按比例畫出各凸模刃口的位置、輪廓形狀； 2建立坐標(biāo)系應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算。 3計(jì)算各凸模周長(zhǎng)、壓力中心坐標(biāo)值 L1X1，Y1、L2X2、Y2LnXn、Yn。 4計(jì)算壓力中心坐標(biāo)Xc、YcnnncLLLXLXLXLX212211nnncLLLYLYLYLY212211南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 例題：確定如下圖沖孔模的壓力中心位置。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算

30、 解：1按比例畫出各凸模刃口的位置、輪廓； 2建立如下圖的坐標(biāo)系。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 3計(jì)算各凸模周長(zhǎng)、壓力中心坐標(biāo)，填入表格。計(jì) 算 數(shù) 據(jù) 表 mm凸 模 名 稱凸模刃口周長(zhǎng)各凸模壓力中心坐標(biāo)XY凸模1d3.14X24=75.43020凸模2（70+10）X2=1604550凸模3（24+15）X2=786624合 計(jì)313.4南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 4計(jì)算總合力的壓力中心坐標(biāo)南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 注意：注意：1 1、多凸模的壓力中心也可以在一個(gè)坐標(biāo)系里分解成多個(gè)、多凸模的壓力中心也可以在一個(gè)坐標(biāo)系里

31、分解成多個(gè) 線段進(jìn)行計(jì)算，但形狀復(fù)雜時(shí)計(jì)算繁雜，易出錯(cuò)。線段進(jìn)行計(jì)算，但形狀復(fù)雜時(shí)計(jì)算繁雜，易出錯(cuò)。2 2、所分解的各個(gè)凸模必須是獨(dú)立的。各自有一個(gè)完整、所分解的各個(gè)凸模必須是獨(dú)立的。各自有一個(gè)完整 的外形輪廓的外形輪廓3 3、要利用力矩平衡的原理進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。、要利用力矩平衡的原理進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。如： 當(dāng)一個(gè)凸?；蛘叨嗤鼓Ｑ啬骋恢本€對(duì)稱時(shí)，其壓力中心必定在這條對(duì)稱線上。因此只需計(jì)算壓力中心的另一坐標(biāo)即可。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 多凸模沖裁時(shí)，如果幾個(gè)凸模完全對(duì)稱于X軸和Y軸， 那么其力矩之和為零，其壓力中心在坐標(biāo)原點(diǎn)上。 如下圖，5個(gè)圓形沖孔凸模中有4個(gè)完全對(duì)稱于坐

32、標(biāo)系XOY的原 點(diǎn)O，因此這4個(gè)圓形凸模的壓力中心必在原點(diǎn)O上。計(jì)算時(shí)，可 把5個(gè)圓形沖孔凸模分成兩組，完全對(duì)稱于坐標(biāo)系XOY的原點(diǎn)O的 4個(gè)凸模一組，剩下的一個(gè)單獨(dú)一組。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 例題：確定如下圖沖孔落料復(fù)合模的壓力中 心位置。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 解：1按比例畫出各凸模刃口的位置、輪廓； 2建立如下圖的坐標(biāo)系。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 3計(jì)算各凸模周長(zhǎng)、壓力中心坐標(biāo)，填入表格。計(jì) 算 數(shù) 據(jù) 表 mm凸 模 名 稱凸模刃口周長(zhǎng)各凸模壓力中心坐標(biāo)XY落料凸模2（10074）3480044.5沖

33、孔凸模44.556.50018沖孔凸模1856.53013合 計(jì)461南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 沖裁壓力中心的計(jì)算 4計(jì)算總合力的壓力中心坐標(biāo)68. 3461305 .56cX59. 1461135 .56cY南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造練習(xí)題 2、在材料為Q235、料厚2mm的鋼板上，沖裁如下圖形狀的孔，試用配制法確定沖孔模的凸、凹模刃口尺寸及制造公差。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造練習(xí)題 3、確定如下圖制件厚度2mm的沖裁模的壓力中心位置。規(guī)定坐標(biāo)系為XOY南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲工藝u彎曲彎曲和彎曲模彎曲模概念 彎曲彎曲是指把金屬坯料彎成一定角度或形狀的過(guò)程。 彎曲時(shí)所使用的

34、模具成為彎曲模。彎曲模。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲工藝u彎曲方法 壓彎壓彎 折彎 滾彎 拉彎 本章介紹南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 彎曲變形過(guò)程u彎曲變形過(guò)程：以簡(jiǎn)單V形件為例彈性變形，R大，力矩小。R和l減小，彈塑性彎曲。力矩增大塑性彎曲，彎曲完成南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 彎曲變形過(guò)程u彎曲工序分類自由彎曲校正彎曲 彎曲結(jié)束時(shí)，凸模、凹模、毛坯三者相吻合，凸模不再下壓。 當(dāng)彎曲中，凸模、凹模、毛坯三者相吻合后，凸模繼續(xù)下壓，使毛坯產(chǎn)生進(jìn)一步的塑性變形。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 彎曲變形分析 u采用網(wǎng)格法分析彎曲變形特點(diǎn) 彎曲變形區(qū)：長(zhǎng)度變化外R處：伸長(zhǎng)內(nèi)r處：縮短內(nèi)

35、有一層中性層：長(zhǎng)度不變 彎曲圓角局部的正方形網(wǎng)格變成扇形，靠近圓角局部有少量的變形，其余直角局部網(wǎng)格保持原狀。彎曲變形主要區(qū)域發(fā)生在彎曲圓角區(qū)。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 彎曲變形分析 中性層長(zhǎng)度計(jì)算公式xtr 式中：中性層彎曲半徑，mm； r彎曲半徑，mm； t材料厚度，mm； x中性層位移系數(shù)。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 彎曲變形分析 u變形情況厚度變化內(nèi)R由凸模壓緊，根本不增厚； 外R拉長(zhǎng)減薄變形區(qū)內(nèi)厚度t長(zhǎng)度變化由于厚度變薄，根據(jù)體積不變，長(zhǎng)度略有增加。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 彎曲變形分析 變形區(qū)橫斷面變化窄板毛坯寬度與厚度之比b/t3彎曲時(shí)：寬度方向變形不受約束，外側(cè)

36、受拉引起寬度方向收縮；內(nèi)側(cè)受壓寬度方向增厚，總體結(jié)果是內(nèi)寬外窄。寬板毛坯寬度與厚度之比b/t3彎曲時(shí)：在寬度方向變形受到相鄰金屬限制，變形不明顯。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 l材料要求：u最適宜彎曲的材料：u 低碳鋼08、10、紫銅、黃銅、軟鋁、1Cr18Ni9Ti不銹鋼等。足夠的塑性，較低的屈服極限 u較硬材料彎曲時(shí)，需增加工序改變性能： 先退火處理后彎曲，最后淬火。 加熱后彎曲。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 l形狀尺寸u彎曲件的形狀：彎曲件形狀一般應(yīng)對(duì)稱，對(duì)應(yīng)r 相等。不對(duì)稱，受力不平衡產(chǎn)生滑動(dòng)，影響工件精度。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎

37、曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 u最小彎曲半徑 彎曲半徑彎曲件彎曲局部的內(nèi)角半徑，用r表示。 最小彎曲半徑彎曲件彎曲時(shí)外R處不彎裂的最小內(nèi)角半徑，用rmin表示。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)取值南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 u彎曲件的直邊高度 彎曲直邊高度 直邊高度的要求指彎曲件非變形區(qū)的直邊的長(zhǎng)度，用H表示。 H2t南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 當(dāng)直邊高度H2t時(shí)：加工藝余料在彎曲內(nèi)R處壓凹坑南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 u彎曲件的孔邊距 當(dāng)孔處

38、于彎曲變形區(qū)之外： 先沖孔后彎曲不滿足上述要求時(shí)：必須先彎曲，再?zèng)_孔。要求：當(dāng)t2mm時(shí)，st； 當(dāng)t2mm時(shí)，s2t。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 u彎曲線位置 彎曲線不應(yīng)位于彎曲件寬度的突變處，以免發(fā)生撕裂現(xiàn)象。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 糾正措施 將彎曲線移動(dòng)一定距離，避開寬度突變處 。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 事先沖出止裂孔或止裂槽，以免發(fā)生撕裂現(xiàn)象。槽的要求：滿足bt，htrb/2的條件 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 u定位工藝孔 采用孔定位能有效防止毛坯在彎曲中產(chǎn)生偏移，有利于保證制件質(zhì)量

39、。如果毛坯上沒(méi)有適合于定位的孔，最好能增添定位用的工藝孔。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造四. 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 l彎曲件尺寸標(biāo)注l彎曲件精度一般不高于IT13級(jí)，角度公差大于15。 原那么：應(yīng)有利于減少?zèng)_壓工序 a)-孔無(wú)裝配要求，先沖孔后彎曲b),c) ，孔有裝配要求，沖孔在彎曲后進(jìn)行。南陽(yáng)理工學(xué)院3-3 彎曲件的質(zhì)量分析 彎裂回彈滑移 彎曲件質(zhì)量問(wèn)題南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎裂 l彎裂：指彎曲變形區(qū)外側(cè)R處出現(xiàn)裂紋。相對(duì)彎曲半徑相對(duì)彎曲半徑r/t過(guò)小過(guò)小u原因: 板料塑性差模具間隙小潤(rùn)滑不良板厚嚴(yán)重超差彎曲線與材料纖維方向平行最主要原因南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u防止措施 使用塑性好

40、和外表質(zhì)量好的板料。采用合理模具間隙，改善潤(rùn)滑條件。增大相對(duì)彎曲半徑r/t使r/trmin/t。 假設(shè)滿足不了，應(yīng)分兩次或?qū)掖螐澢?duì)塑性差或加工硬化嚴(yán)重的毛坯，先退火后彎曲一. 彎裂 例：1mm厚鋁板、65Mn板，彎曲時(shí)易裂，退火后再?gòu)?，那么彎曲正常。南?yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造把毛坯有毛刺的一面置于變形區(qū)的內(nèi)側(cè)。一. 彎裂 改變彎曲毛坯的排樣方式，使彎曲線與材料纖維方向垂直南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造退火、正火、淬火和回火四種根本工藝 退火 是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織到達(dá)或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者

41、為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。 正火 是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。 淬火 是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。 回火 為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 滑移l滑移：指在彎曲過(guò)程中，毛坯沿凹?？诨瑒?dòng)時(shí)由于兩邊所承受摩擦阻力不同而出現(xiàn)的毛坯向左或向右滑動(dòng)的現(xiàn)象。 u原因 形狀不對(duì)稱，使移動(dòng)時(shí)兩邊所受

42、摩擦阻力不等。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 滑移u防止措施 設(shè)計(jì)對(duì)稱的沖裁件形狀。保證模具間隙均勻。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 滑移u采用有壓料裝置的彎曲模結(jié)構(gòu)。u采用定位裝置。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造彈性變形的恢復(fù)。三. 回彈l回彈 u原因 材料在彎曲中，伴隨著塑性變形總存在著彈性變形，彎曲力消失后，塑性變形局部保存下來(lái)，而彈性變形要恢復(fù)，使彎曲件與彎曲模形狀不完全一致，這種現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 回彈u回彈量大小的表示 角度回彈量曲率回彈量rrr0r 0 其中：、r-模具在閉合狀態(tài)時(shí)工件彎曲角； 0、r0-彎曲后工件的實(shí)際角度南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制

43、造三. 回彈u影響回彈的主要因素 材料的力學(xué)性能材料的相對(duì)彎曲半徑r/t r/t塑性變形成分回彈量屈服強(qiáng)度Rm，變形區(qū)應(yīng)力 ，那么彈性變形，回彈；彈性模量E，那么抵抗彈性變形的能力，回彈。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 回彈彎曲校正力 凸、凹模之間的間隙Z回彈量Fj塑性變形程度，回彈量彎曲件的形狀 因材料的相互牽制，形狀復(fù)雜的彎曲件回彈小，如：U形件比V形件的回彈小 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 回彈u減少回彈的措施 從選材上采取措施從工藝上采取措施 采取熱處理措施：先退火，彎曲后再淬火； 條件許可時(shí)，可加熱后彎曲選用屈服強(qiáng)度Rm小，彈性模量E大的材料。增加校正工序南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造

44、從模具結(jié)構(gòu)上采取措施 補(bǔ)償法:模具設(shè)計(jì)時(shí)使彎曲件變形量超過(guò)原設(shè)計(jì)的變形量。校正法：模具設(shè)計(jì)時(shí)讓校正壓力集中施加在彎曲變形區(qū)，使塑性變形成分增加，彈性成分減小，從而使回彈減小。 三. 回彈南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造從彎曲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮 在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋，以提高零件的剛度，抑制回彈。三. 回彈南陽(yáng)理工學(xué)院3-4 彎曲工藝計(jì)算 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 彎曲力的計(jì)算彎曲工藝計(jì)算南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 彎曲件展開長(zhǎng)度-指彎曲件在彎曲之前的展平尺寸 u當(dāng)彎曲半徑r0.5t時(shí)： 中性層尺寸根本不發(fā)生變化，按中性層不變?cè)恚号髁峡傞L(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線局部和圓弧段長(zhǎng)度之和。

45、即： 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 )xtr ()xtr ()xtr (L3180218011804321321llll南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 u當(dāng)彎曲半徑r0.5t時(shí)：中性層變化復(fù)雜，按體積不變?cè)敲催M(jìn)行計(jì)算。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 注意：彎曲件展開長(zhǎng)度公式為經(jīng)驗(yàn)公式 或 中t的公差、r、x的微小誤差展開長(zhǎng)度計(jì)算數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確彎曲模的制作順序： 先作彎曲模通過(guò)彎曲件實(shí)際尺寸調(diào)整展開長(zhǎng)度數(shù)據(jù)確定展開毛坯準(zhǔn)確落料刃口尺寸制作落料模。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u自由彎曲力的計(jì)算 U形件：二. 彎曲力的計(jì)算 V形件：)

46、/(6 . 02trRkbtFmz)/(7 . 02trRkbtFmz式中：FZ自由彎曲力；沖壓結(jié)束時(shí)的彎曲力 k平安系數(shù)；一般取k1.3 b彎曲件寬度 t彎曲件厚度； Rm材料的抗壓強(qiáng)度； r彎曲半徑南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u校正彎曲力的計(jì)算： 二. 彎曲力的計(jì)算 Fj式中：Fj校正彎曲力； 單位校正力； 工件被校正局部的投影面積。u頂件力或壓料力FQ的計(jì)算 FQ0.30.8FZ校正彎曲在自由階段彎曲之后進(jìn)行的，2個(gè)力并非同時(shí)存在，且校正彎曲力比自由彎曲力大得多。在校正彎曲時(shí)，只需計(jì)算校正彎曲力。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 彎曲力的計(jì)算 例：V型彎曲件，材料H68，厚t=3mm，寬b=

47、100mm，抗拉強(qiáng)度Rm=400N/mm2，彎曲內(nèi)側(cè)圓角r=3mm，工件被校正局部在凹模上的投影面積為10000mm2求：自由彎曲力及校正彎曲力解： kNtrRkbtFmz8 .46N468003340031003 . 16 . 06 . 022Fj=3510000=350000=350kN校正彎曲力遠(yuǎn)大于自由彎曲力南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 彎曲力的計(jì)算 u總工藝力F確實(shí)定 自由彎曲時(shí)：FFZFQ校正彎曲時(shí)：校正彎曲時(shí)，F(xiàn)j遠(yuǎn)大于Fz校正彎曲時(shí)的Fz忽略不計(jì) FFjFQFj選擇壓力機(jī)時(shí)，一般應(yīng)使壓力機(jī)的公稱壓力大于1.3F南陽(yáng)理工學(xué)院第4章 拉深工藝及拉深模 4-1 拉深工藝及拉深件工藝

48、性 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 拉深工藝u拉深概念 利用模具將平板毛坯沖壓成各種開口的空心零件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件壓制成其他形狀和尺寸空心件的一種沖壓加工方法。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 拉深工藝u生活中的拉深件 直壁類拉伸件曲面類拉伸件南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 拉深工藝u拉深工藝分類 按壁厚變化情況分： 按使用的毛坯的形狀分： 一般拉深工件壁厚不變 變薄拉深工件壁厚變薄 第一次拉深使用平板毛坯 以后的各次拉深以開口空心件為毛坯南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 如圖a圓形薄片，剪去圖中陰影局部，再將剩余局部沿直徑d圓周彎折，然后焊接，就得到一個(gè)圖b的直徑為d，高度

49、為Dd/2的直圓筒形件。這說(shuō)明圓形平板毛坯，在成為筒形件的過(guò)程中，必須去除多余金屬。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程u拉深變形過(guò)程： 用相同直徑大小的圓形平板毛坯，在拉深成直圓筒形件的過(guò)程中，并沒(méi)有去除多余材料，多余材料流向哪里？ 由此進(jìn)一步說(shuō)明只能多余的材料在拉深過(guò)程中發(fā)生了流動(dòng)，流向了拉深件的口部。由此進(jìn)一步說(shuō)明只能多余的材料在拉深過(guò)程中發(fā)生了流動(dòng)，流向了拉深件的口部。 動(dòng)畫南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 u方法：拉深網(wǎng)格試驗(yàn) 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 1底部d內(nèi)網(wǎng)格不變形，說(shuō)明筒底金屬?zèng)]有流動(dòng)；2拉深前等距同心圓 不等距水平圓周線3拉深前等

50、角度射線 等距、平行于底面的平行線4拉深前筒壁上的扇形網(wǎng)格，拉深后變成矩形網(wǎng)格。 a1.a2a3a4靠近外部，金屬?gòu)较蛄鲃?dòng)越大，多余金屬量越大。金屬有切向縮小的應(yīng)變，且越往外部應(yīng)變量越大。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造應(yīng)力應(yīng)變分析o 在拉深過(guò)程中主要受到凸模作用傳遞過(guò)來(lái)的徑向拉應(yīng)力和由于直徑縮小相互擠壓而產(chǎn)生的切向壓應(yīng)力作用。o 在拉應(yīng)力和切壓應(yīng)力作用下，網(wǎng)格由扇形變成矩形；o 多余的金屬流向金屬的口部，使其高度增加；o 越到口部，多余的金屬越多，相互擠壓越嚴(yán)重，切向壓應(yīng)力越大。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 u拉深過(guò)程中毛坯各局部特征 平面凸緣局部主要變形區(qū) 凹模圓角局部過(guò)渡區(qū) 筒

51、壁局部傳力區(qū) 凸模圓角局部過(guò)渡區(qū) 筒底局部小變形區(qū)南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 u厚度變化南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 拉深變形過(guò)程 u硬度變化南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性 l材料要求：u最適宜拉深的材料：u 低碳鋼08、10、紫銅、黃銅、1Cr18Ni9Ti不銹鋼等。足夠的塑性，較低的屈服極限 u較硬材料拉深時(shí)，需增加工序改變性能： 先退火處理后拉深，最后淬火。 加熱后拉深。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性l拉深件結(jié)構(gòu)工藝性u(píng)拉深件的形狀：簡(jiǎn)單、對(duì)稱，對(duì)應(yīng)r相等u盡量防止半敞開及非對(duì)稱的空心件，否那么應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱組合的拉深，然后剖開。

52、南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性u(píng)拉深件高度：盡量小一些一次成形零件的拉深高度應(yīng)滿足：無(wú)凸緣筒形件： h0.50.7d 式中：d拉深件壁厚中徑。帶凸緣筒形件：當(dāng)dt/d1.5時(shí)，h0.40.6d 式中：d拉深件壁厚中徑； dt拉深件凸緣直徑。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性u(píng)拉深件圓角半徑滿足：圓角：R2t，最好R48t；rt ，最好r35t；當(dāng)R2t或rt時(shí)，需增加整形工序。r3t南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性l拉深件結(jié)構(gòu)工藝性u(píng)拉深件底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁距離應(yīng)滿足： +0.5 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性l拉深

53、件尺寸標(biāo)注直徑尺寸應(yīng)根據(jù)使用要求明確標(biāo)注內(nèi)形尺寸或外形 尺寸，不得同時(shí)標(biāo)注內(nèi)形尺寸和外形尺寸；高度尺寸最好以底部為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注；圓角半徑只能標(biāo)注在內(nèi)形；材料厚度尺寸，最好標(biāo)注在筒底部位或標(biāo)題欄中。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造三. 拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性l拉深件尺寸精度拉深件尺寸精度應(yīng)大于T11級(jí)，否那么增加校形工序。高度方向要有修邊余量，才能滿足較高精度要求。南陽(yáng)理工學(xué)院4-3 拉深件的起皺與破裂 拉深件的起皺與破裂是拉深過(guò)程中最主要的質(zhì)量問(wèn)題。南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 起皺u起皺概念 在拉深時(shí)，凸緣材料存在著切向壓應(yīng)力，當(dāng)這個(gè)壓應(yīng)力大到一定程度時(shí)，板料切向?qū)⒁蚴Х€(wěn)而拱起，這種現(xiàn)象稱為起皺。

54、南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u起皺原因：切向壓應(yīng)力3 u起皺危害：折皺不能通過(guò)凸、凹模之間的拉深間隙，強(qiáng)行 拉入，使工件拉破。 折皺后材料強(qiáng)行拉入模具，加大模具磨損，降 低模具壽命。 u起皺部位：凸緣處一. 起皺南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u防止措施： 在拉深模結(jié)構(gòu)上加壓邊圈7；最常用減小切向壓應(yīng)力3 降低拉深件的高度，減小變形程度， 減小3大小。加大平面板料厚度，降低3的影響。一. 起皺南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造二. 破裂u破裂概念 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u破裂原因：徑向拉應(yīng)力1 u破裂部位：筒壁與筒底圓角相切處稍靠上位置 u防止措施： 增加工序，加大拉深系數(shù)；增大凹模圓角半徑；在凹模入口處

55、進(jìn)行合理的潤(rùn)滑；采用退火處理。減小壓邊力，以降低所需的拉深力。二. 破裂南陽(yáng)理工學(xué)院4-4 拉深工藝計(jì)算 毛坯尺寸設(shè)計(jì)拉深件次數(shù)確實(shí)定半成品尺寸確實(shí)定 拉深工藝計(jì)算 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u毛坯形狀和尺寸確定的依據(jù)： 一. 毛坯尺寸計(jì)算 假設(shè)拉深前后料厚不變，那么拉深前坯料外表積與拉深后沖件外表積近似相等。 注意：當(dāng)t1mm時(shí)，按工件標(biāo)注尺寸計(jì)算； 當(dāng)t1mm時(shí)，按工件中線尺寸計(jì)算。體積不變?cè)敲吹韧獗矸e原那么:南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 毛坯尺寸計(jì)算拉深中板料存在各向異性實(shí)際生產(chǎn)中毛坯中心和凸、凹模中心不完全重合，拉深件口部出現(xiàn)凸凹不平，需要修邊工序切去口部 不平局部在計(jì)算毛坯時(shí)，應(yīng)

56、加上修邊余量。 加修邊余量:南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u修邊余量確實(shí)定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 一. 毛坯尺寸計(jì)算表4.3 有凸緣修邊余量南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算 一. 毛坯尺寸計(jì)算采用久里金法那么 1、2、3三局部將拉深件劃分為假設(shè)干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體: 分別求出各簡(jiǎn)單幾何體的外表積:南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 毛坯尺寸計(jì)算久里金法那么： 22xxAlRR l 式中 ：A旋轉(zhuǎn)體的外表積； Rx母線形心的旋轉(zhuǎn)半徑； L母線長(zhǎng)度。 任何形狀的母線繞某軸旋轉(zhuǎn)一周所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體的外表積，等于該母線的長(zhǎng)度與該母線形心繞該軸旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積。即： 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 毛

57、坯尺寸計(jì)算1()ad h2314ad求出簡(jiǎn)單幾何體1外表積:求出簡(jiǎn)單幾何體3外表積:南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 毛坯尺寸計(jì)算21(4 )2ddardr弧長(zhǎng)l=rd/2形心到旋轉(zhuǎn)軸距離 為2rd/+d1/2簡(jiǎn)單幾何體外表積為求出簡(jiǎn)單幾何體2外表積:南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造一. 毛坯尺寸計(jì)算42DAA=a1+a2+a332211144 ()2 (4 )iddiDad hrdrd221.720.564ddDddrrdH把各簡(jiǎn)單幾何體面積相加為零件總面積:根據(jù)外表積相等原那么，求出坯料直徑。 南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算：按經(jīng)驗(yàn)公式 一. 毛坯尺寸計(jì)算南陽(yáng)理工學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u拉深系數(shù)概念 二. 拉深