沖裁變形機理分析

1、內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介： 沖裁是沖裁是最基本最基本的沖壓工序。的沖壓工序。 本章是本課程的本章是本課程的重點章重點章。在分析沖裁變形過程及沖裁件。在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計算、工藝方案制質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及定和沖裁模設(shè)計。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設(shè)影響因素、間隙確定、刃口尺寸計算原則和方法、排樣設(shè)計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案計、沖裁力與壓力中心計算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計及模

2、具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計方法與步驟等。模設(shè)計方法與步驟等。 第二章第二章 沖裁工藝與沖裁模設(shè)計沖裁工藝與沖裁模設(shè)計1了解了解沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素；沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素；2掌握掌握沖裁模間隙確定、刃口尺寸計算、排樣設(shè)計、沖裁力沖裁模間隙確定、刃口尺寸計算、排樣設(shè)計、沖裁力計算等設(shè)計計算方法。計算等設(shè)計計算方法。3掌握掌握沖裁工藝性分析與工藝設(shè)計方法；沖裁工藝性分析與工藝設(shè)計方法；4認(rèn)識認(rèn)識沖裁模典型結(jié)構(gòu)（尤其是沖裁模典型結(jié)構(gòu)（尤其是級進(jìn)模級進(jìn)模和和復(fù)合模復(fù)合模）及特點，）及特點，了解模具標(biāo)準(zhǔn)，了解模具標(biāo)準(zhǔn)，掌握掌握模具零

3、部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法；模具零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法；5掌握掌握沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求：一、基本概念一、基本概念分類分類:沖裁模沖裁模：沖裁沖裁：利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。序?；竟ば颍郝淞虾蜎_孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件?；竟ば颍郝淞虾蜎_孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件。 沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的工藝裝備工藝裝備。凸、凹模刃口鋒利，間隙小凸、凹模

4、刃口鋒利，間隙小(與拉深比）與拉深比）。普通沖裁、精密沖裁普通沖裁、精密沖裁2.1沖裁變形過程沖裁變形過程二、沖裁變形過程分析二、沖裁變形過程分析1、沖裁變形時板材變形區(qū)受力情況分析四對力四對力 沖裁時作用于板料上的力沖裁時作用于板料上的力 1-凸模凸模 2-板材板材 3-凹模凹模 了解和掌握沖裁變形規(guī)律，了解和掌握沖裁變形規(guī)律，有利于沖裁工藝與沖裁模設(shè)計，有利于沖裁工藝與沖裁模設(shè)計，控制沖裁件質(zhì)量?？刂茮_裁件質(zhì)量。 凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生彎矩彎矩。 間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：形過程可分為三個階段： 2、沖裁變形

5、過程1) )彈性變形階段彈性變形階段 變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力小于屈服應(yīng)力變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力小于屈服應(yīng)力 。2) )塑性變形階段塑性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于屈服應(yīng)力。變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于屈服應(yīng)力。 凸、凹模間隙存在，變形復(fù)雜，并凸、凹模間隙存在，變形復(fù)雜，并非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。 3) )斷裂分離階段斷裂分離階段 變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強度極限。變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強度極限。裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面凸模刃口附近的側(cè)面凸模刃口附近的側(cè)面上、下裂紋擴展相遇上

6、、下裂紋擴展相遇材料分離材料分離 沖裁變形過程沖裁變形過程圓角帶圓角帶a a： 刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形。刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形。光亮帶光亮帶b： 塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。斷裂帶斷裂帶c：裂紋形成及擴展。裂紋形成及擴展。毛刺區(qū)毛刺區(qū)d：間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。沖孔件沖孔件落料件落料件圓角帶圓角帶光亮帶光亮帶斷裂帶斷裂帶毛刺區(qū)毛刺區(qū)3、斷面特征斷面特征沖裁件質(zhì)量：沖裁件質(zhì)量：垂直、光潔、毛刺小垂直

7、、光潔、毛刺小 圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi) 外形滿足圖紙要求；表外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小面平直，即拱彎小指指斷面狀況斷面狀況、尺寸精度尺寸精度和和形狀誤差形狀誤差。4 4、沖裁件斷面質(zhì)量沖裁件斷面質(zhì)量塑性好，圓角帶、光亮帶大，斷裂帶小，毛刺大塑性好，圓角帶、光亮帶大，斷裂帶小，毛刺大( () )材料性能的影響材料性能的影響: :( () )模具間隙的影響模具間隙的影響: :間隙小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶間隙小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶;間間隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個斜度隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個斜度1）斷面影響因素：）斷面影響因素：間隙過小間隙過小間隙合

8、理間隙合理間隙過大間隙過大凸、凹模刃口磨鈍時毛刺的形成情況凸、凹模刃口磨鈍時毛刺的形成情況( () )模具刃口狀態(tài)的影響模具刃口狀態(tài)的影響當(dāng)凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；當(dāng)凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；當(dāng)凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；當(dāng)凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；當(dāng)凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。當(dāng)凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。凹模磨鈍凹模磨鈍凸模磨鈍凸模磨鈍凸、凹模均磨鈍凸、凹模均磨鈍2)2)沖裁件尺寸精度及其影響因素沖裁件尺寸精度及其影響因素沖裁件的尺寸精度沖裁件的尺寸精度： 指沖裁

9、件的實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。影響因素：影響因素：該該差值包括兩方面的偏差差值包括兩方面的偏差： 一是沖裁件相對于凸模或凹模尺寸的偏差一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠睿?二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。 （1）沖模的制造精度（零件加工和裝配）沖模的制造精度（零件加工和裝配）（2）材料的性質(zhì)）材料的性質(zhì)（3）沖裁間隙沖裁間隙 3)3)沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差沖裁件的形狀誤差：翹曲翹曲：指翹曲、扭曲、變形等缺陷。指翹曲、扭曲、變形等缺陷。沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是由于間隙過大、彎矩增大、沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正也會產(chǎn)生翹曲。性和卷料未矯正也會產(chǎn)生翹曲