1、模具工程技術基礎教學主題：沖壓工藝課題：1-1-1 1-1-2教學對象：11模具1教學日期：2012-3-13 2012-3-16 課時：4課時一、 教材分析本課主要講述了主要的沖壓工藝及沖壓件的表面質量分析二、 學情分析本班同學都是第一次接觸模具課程三、 教學目標1、了解沖壓工藝及材料的變形情況2、沖裁件質量分析四、重、難點的確定重點：材料的變形階段及沖裁件質量分析五、方法：講授六、教學環境、資源準備多媒體環境七、教學內容1、復習上節課的內容2、導入新課3、講述新課（一）、沖裁工藝：概念：使板料產生分離的工序叫做沖裁工藝。（1）、沖裁過程分析圖3-1所示是無壓邊裝置的模具對板料進行沖裁時的情

2、形。凸模與凹模都具有與制件輪廓一樣形狀的鋒利刃口，凸凹模之間存在一定間隙。當凸模下降至與板料接觸時，板料就受到凸、凹模的作用力，其中：F1、F2 凸、凹模對板料的垂直作用力；F3、F4凸、凹模對板料的側壓力；F1、F2凸、凹模端面與板料間的摩擦力，其方向與間隙大小有關，一般從模具刃口指向外； F3、F4凸、凹模側面與板料間的摩擦力。（2）、板料變形過程：圖3-2所示沖裁變形過程。如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下三個階段。1彈性變形階段(圖3-2)在凸模壓力下，材料產生彈性壓縮、拉伸和彎曲變形，凹模上的板料則向上翹曲，間隙越大，彎曲和上翹越嚴重。 2塑性變形階段(圖3-2)因板料發生

3、彎曲，凸模沿寬度為b的環形帶繼續加壓，當材料內的應力達到屈服強度時便開始進入塑性變形階段。3斷裂分離階段(圖3-2、)材料內裂紋首先在凹模刃口附近的側面產生，緊接著才在凸模刃口附近的側面產生。已形成的上下微裂紋隨凸模繼續壓入沿最大切應力方向不斷向材料內部擴展，當上下裂紋重合時，板料便被剪斷分離。（3）、沖裁件質量分析由于沖裁變形的特點，沖裁件的斷面明顯地分成四個特征區，即圓角帶a、光亮帶b、斷裂帶c與毛刺區d，如圖3-3所示。圓角帶a ：該區域的形成是當凸模刃口壓入材料時，刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙的結果； 光亮帶b ：該區域發生在塑形變形階段，當刃口切入材料后，材料與凸

4、、凹模切刃的側表面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。通常占全斷面的1/2-1/3；斷裂帶c ：該區域是在斷裂階段形成。是由刃口附近的微裂紋在拉應力作用下不斷擴展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色，且略帶有斜度。毛刺區d ：毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分是高靜水壓應力狀態，使裂紋的起點不會在刃尖處發生，而是在模具側面距刃尖不遠的地方發生，在拉應力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產生毛刺，裂紋的產生點和刃口尖的距離成為毛刺的高度。（4）、沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖壓工藝的適應性，即沖裁件的結構、形狀、尺寸

5、及公差等技術要求是否符合沖裁加工的工藝要求，難易程度如何。工藝性是否合理，對沖裁件的質量、模具壽命和生產率有很大的影響。 沖裁件形狀應盡可能簡單、對稱、排樣廢料少。在滿足質量要求的條件下，把沖裁件設計成少、無廢料的排樣形狀。如圖2.6.1a所示零件，若外形無要求，只要滿足三孔位置達到設計要求，可改為圖b)所示形狀，采用無廢料排樣，材料利用率提高40%。 圖 2.6.1 沖裁件形狀對工藝性的影響示例 除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結構時，允許工件有尖銳的清角外，沖裁件的外形或內孔交角處應采用圓角過渡，避免清角。其圓角值見表 2.6.1。表 2.6.1 沖裁件最小圓角半徑R 盡量避免沖裁件上過長的

6、懸臂與窄槽（如圖2.6.2），它們的最小寬度b1.5t。圖 2.6.2 沖裁件的結構工藝性圖 沖裁件孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的壁厚(圖2.6.2)，因受模具強度和零件質量的限制，其值不能太小。一般要求c1.5t，ct。若在彎曲或拉深件上沖孔，沖孔位置與件壁間距應滿足圖示尺寸（圖 2.6.3）。 2.6.3 彎曲件的沖孔位置 沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強度和剛度的限制，不宜太小，否則容易折斷和壓彎。孔的最小尺寸取決于材料的機械性能、凸模強度和模具結構。用自由凸模和帶護套的凸模所能沖制的最小孔徑分別見表2.6.2和表2.6.3，孔距的最小尺寸可見表2.6.4。 表 2.6.2自由凸模沖孔的最小尺寸(mm)表2.6.3 帶護套的凸模的最小尺寸(二) 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 沖裁件的尺寸精度要求，應在經濟精度范圍以內，對于普通沖裁件，其經濟精度不高于IT11級，沖孔件比落料件高一級。沖裁件外形與內孔尺寸公差可見表2.6.5。如果工件精度高于上述要求，則需在沖裁后整修或采用精密沖裁工藝。沖裁件兩孔孔心距所能達到的公差見表 2.6.6；沖裁件斷面的表面粗糙度和允許的毛刺