1、第 2 章 沖 裁 工 藝12.1 沖裁工藝分析2.2 沖裁模間隙2.3 凸模與凹模刃口尺寸計算2.4 沖裁工藝力及壓力中心2.5 沖裁件的排樣2.6 沖裁件的工藝性2.7 精密沖裁第第2 2章章 沖裁工藝沖裁工藝工藝理論工藝理論 工藝參數工藝參數 工藝計算工藝計算 模具設計模具設計第 2 章 沖 裁 工 藝2第第2 2章章 沖裁工藝沖裁工藝u廣義上講，沖裁是分離工序的總稱，包括落料沖孔切斷、修邊、剖切切舌、沖缺口等工序。u但一般來說，沖裁主要指落料和沖孔。u根據變形機理不同沖裁分為：普通沖裁、精密沖裁、微沖裁落料 沖孔第 2 章 沖 裁 工 藝3沖裁件沖裁件電機轉子與電機定子沖片第 2 章

2、沖 裁 工 藝4沖裁件沖裁件第 2 章 沖 裁 工 藝5沖裁件沖裁件錄音機機芯自停桿第 2 章 沖 裁 工 藝61、沖裁時的力態分析、沖裁時的力態分析u普通沖裁示意圖u模具工作部分有兩個基本特征：凸、凹模有鋒利刃口凸、凹模有間隙C - 單面間隙Z - 雙面間隙2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析u沖裁板料受力圖第 2 章 沖 裁 工 藝72.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析u變形區位置u變形區的應力狀態第 2 章 沖 裁 工 藝82、沖裁變形過程、沖裁變形過程1）彈性變形階段2）塑性變形階段3）斷裂分離階段2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝93、沖裁分離機理、沖裁分離機理上述分

3、離機理稱作“二向裂紋擴展相迎分離機理”，要實現這種分離，需要三個條件：“二向裂紋擴展相迎分離機理二向裂紋擴展相迎分離機理”是確定沖裁工藝參數，設是確定沖裁工藝參數，設計、制造模具的依據。計、制造模具的依據。1）合理間隙2）刃口鋒利3）刃口有一定硬度2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝102.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析4、沖裁件斷面特征、沖裁件斷面特征1）塌角2）光亮帶3）斷裂帶4）毛刺第 2 章 沖 裁 工 藝112.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析4、沖裁件斷面特征、沖裁件斷面特征落料件尺寸落料件尺寸 = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸沖孔件尺寸沖孔件尺寸 = 凸模刃口尺寸凸模

4、刃口尺寸第 2 章 沖 裁 工 藝125、影響斷面質量的因素、影響斷面質量的因素1）材料性能：）材料性能： 材料塑性好光亮帶，斷裂帶，斷面質量好2）模具間隙：）模具間隙：3）刃口狀態：）刃口狀態：C光亮帶，斷裂帶，塌角帶，毛刺，斷面質量好刃口鋒利毛刺，零件質量好2.1 沖裁工藝分析沖裁工藝分析第 2 章 沖 裁 工 藝131、間隙對沖裁工藝的影響、間隙對沖裁工藝的影響u尺寸精度C擠壓變形，彈復后落料件變大，沖孔件變小C拉伸變形，彈復后落料件變小，沖孔件變大C合適，制件尺寸刃口尺寸u制件表面平整度C制件穹彎，制件表面平整度差u斷面質量C塌角,光亮帶,斷裂帶,毛刺,斷面質量好。 1）間隙對沖裁件質

5、量的影響2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙C - 單面間隙 Z - 雙面間隙第 2 章 沖 裁 工 藝14間隙對制件斷面質量的影響間隙對制件斷面質量的影響第 2 章 沖 裁 工 藝152）間隙對沖裁力的影響uC沖裁力F，但影響不大。uC對卸料力推件力頂件力影響較大， C F卸 、F推、 F頂 。 當C=1520時， F卸 、F推、 F頂 近似等于02.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝16模具壽命： 1）兩次刃磨間壽命 2）總壽命 3）間隙對模具壽命的影響uC 壽命uC 壽命2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙模具的失效形式：磨損、凹模刃口漲裂、崩刃、變形等。間隙C主要影響模具的磨損、刃口漲

6、裂。第 2 章 沖 裁 工 藝172、間隙值的確定、間隙值的確定2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙1）間隙值的理論確定法C = ( t - h0 ) tg = t( 1 - h0/t) tg理論公式使用不便第 2 章 沖 裁 工 藝182、間隙值的確定、間隙值的確定3）合理間隙）合理間隙合理間隙不是一個值，而是一個范圍CminCmax，Cmin用以設計制造模具，Cmax用以控制模具壽命。2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙2）間隙值確定的原則）間隙值確定的原則根據沖裁件斷面質量要求、尺寸精度、模具壽命等因素確定，在保證滿足沖裁件質量要求的前提下，取較大間隙，以提高模具壽命。第 2 章 沖 裁 工 藝194）

7、C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙 選用金屬板料沖裁間隙時，應針對沖裁件技術要求、使用特點和特定的生產條件等因素，首先確定擬采用的間隙類別，然后相應選取該類間隙值。 模具設計的間隙，應取間隙值中的最小值模具設計的間隙，應取間隙值中的最小值第 2 章 沖 裁 工 藝204）C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝214）C的選取，的選取，GB/T 16743-2010 沖裁間隙沖裁間隙2.2 沖裁模間隙沖裁模間隙第 2 章 沖 裁 工 藝221、現象、現象u

8、落下的料和沖出的孔都帶錐度，由于光亮帶光滑垂直，故以光亮帶處作為制件尺寸測量的基準。因此：u沖裁時模具磨損，凸模越磨越小，凹模越磨越大，因此：落料件尺寸等于（或接近于）凹模刃口尺寸。沖孔件尺寸等于（或接近于）凸模刃口尺寸。沖出的孔尺寸越來越小落料尺寸越來越大2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算第 2 章 沖 裁 工 藝232、尺寸計算原則、尺寸計算原則4）取min。5）模具刃口制造公差的選取，要考慮制件精度；按“最大實體原則”標注單向公差。1）落料時，選凹模作基準，首先設計凹模刃口尺寸，間隙通過減小凸模刃口尺寸得到。3）取磨損后尺寸增大的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸；取

9、磨損后尺寸減小的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸。磨損前后尺寸不變的刃口尺寸，取其等于工件尺寸的中間值，并標注對稱偏差。2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算2）沖孔時，選凸模作基準，首先設計凸模刃口尺寸，間隙通過增大凹模刃口尺寸得到。第 2 章 沖 裁 工 藝243、沖裁凸、凹模加工方法、沖裁凸、凹模加工方法2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算刃口尺寸計算方法與模具加工方法有關：分別加工法、配合加工法分別加工法、配合加工法第 2 章 沖 裁 工 藝254、凸、凹模分別加工的刃口尺寸計算、凸、凹模分別加工的刃口尺寸計算1）落料）落料dxDDd0max)(0min)(p

10、ZDDdp2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算第 2 章 沖 裁 工 藝262）沖孔）沖孔3）孔心距）孔心距8)2(2minLLLdmidd0min)(pxddpdZddpd0min)(2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算第 2 章 沖 裁 工 藝274）系數）系數 x（公差帶偏移系數、磨損系數）（公差帶偏移系數、磨損系數）2.3 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算材料材料厚度厚度t/mm非圓形工件非圓形工件x值值圓形工件圓形工件x值值10.750.50.750.5工工 件件 公公 差差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.

11、420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.25t的圓角過渡，從而減少熱處理開裂，減少沖裁模尖角處的崩刃和過快磨損。通過改變沖裁件的形狀提高材料利用率2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝743）應避免沖裁件上有過長的懸臂和狹槽。對于軟鋼、黃銅等材料，其寬度b1.5t，高碳鋼或合金鋼等硬材料b2t，板料厚度小于1mm時按1mm考慮。懸臂和凹槽的長度最大為5b，如圖所示。4）沖孔時，因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應太小。2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝755）為避免工件變形，沖裁件的孔邊距b1

12、、孔間距b2不能過小， 一般取b11.5t， b22t6）在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應保持一定距離，LR+0.5t，以免沖孔時凸模受水平推力而折斷，如圖所示。2.6 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性第 2 章 沖 裁 工 藝762.7 精密沖裁精密沖裁普通沖裁所得制件精度較低，切斷面粗糙度Ra12.5m6.3m，有錐度。當制件質量要求高時，可采用精沖，精沖件尺寸精度可達IT6IT9，切斷面粗糙度可達Ra0.2m0.32m，一般為Ra6.3m2.5m。半精沖的精度介于普通沖裁與精沖之間。普通沖裁后的整修工藝，也可大幅度提高沖裁件尺寸精度和斷面質量。第 2 章 沖 裁 工 藝772.7.

13、1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）1、工藝原理與特點、工藝原理與特點在沖裁過程中使毛坯變形區處于三向壓應力狀態三向壓應力狀態，增加變形區的靜靜水壓水壓效應，抑制材料的斷裂，使其在不出現裂紋的條件下以塑性變形的以塑性變形的方式實現材料的分離方式實現材料的分離，從而獲得斷面質量好，尺寸精度高的精密零件。 工藝措施：1）V形齒圈壓板齒圈壓板2）凹模（或凸模）刃口小圓角刃口小圓角3）很小小的間隙間隙，一般Z1%t4）反反向頂桿頂桿5）潤滑潤滑第 2 章 沖 裁 工 藝782.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）1、工藝原理與特點、工藝原理與特點齒圈壓板精沖普通沖裁第 2 章 沖

14、裁 工 藝79精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝80精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝81精沖件精沖件第 2 章 沖 裁 工 藝822、工藝過程、工藝過程a：模具開啟，送料；b：模具閉合，齒圈壓板和反壓 板壓緊材料；c：沖裁d：沖裁結束e：壓力釋放，模具開啟；f：卸料，頂件；齒圈壓板提供卸 料力，頂桿提供頂件力；g：頂出工件； h：吹卸或清除精沖件和內孔廢 料，一次精沖結束；i：材料送進，進行下一個精沖 2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝833、精沖力的計算、精沖力的計算F F b b1）沖裁力：F FY Y （0.30.30.60.6）F

15、F2）壓料力：F FF F AP AP (P=20(P=2070MPa)70MPa)3）反壓力：F Fz z F F +F+FY Y + + F FF F4）總壓力：2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝844、精沖模的設計、精沖模的設計1）凸、凹模間隙： Z（0.5% 1%）t2）刃口尺寸dDDd0max)75. 0( 落料時：其中，p 、d 取/4或外形按IT5、內形按IT6制造 。，配作凸模0min)75. 0(ppdd 沖孔時：，配作凹模8LLmidd 孔心距：2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝853）

16、凸、凹模刃口圓角：4）齒圈壓板落料時，凹模帶圓角，R0.01 0.03沖孔時，凸模帶圓角，R0.01 以下2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝86專用的三動精沖壓力機普通壓力機，需配備液壓模架5、精沖設備、精沖設備2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝875 5、精沖的經濟效益、精沖的經濟效益2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝885 5、精沖的經濟效益、精沖的經濟效益精沖的汽車零件控制凸輪：原工藝：毛坯鑄造清理車外圓拉削鍵槽銑削凸輪外廓去毛刺新工藝：板料毛坯精沖（落料沖

17、孔復合）去毛刺接合器盤：原工藝：普通沖裁（落料沖孔）校平拉削內齒形去毛刺滾齒（外齒形）去毛刺新工藝：板料毛坯精沖（落料沖孔復合）去毛刺2.7.1 齒圈壓板沖裁（精沖）齒圈壓板沖裁（精沖）第 2 章 沖 裁 工 藝891 1、小間隙圓角刃口沖裁（光潔沖裁）、小間隙圓角刃口沖裁（光潔沖裁）Z0.010.02mmR=1020制件精度 IT8IT11切斷面 Ra0.41.6m2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝902 2、負間隙沖裁、負間隙沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝制件精度 IT8IT11切斷面 Ra0.40.8m第 2 章 沖 裁 工 藝913 3、上、下沖裁、上、下

18、沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝924 4、對向凹模沖裁、對向凹模沖裁2.7.2 半精沖工藝半精沖工藝第 2 章 沖 裁 工 藝932.7.3 整修整修整修是以普通沖裁件為毛坯，在通用壓力機上利用整修模具沿毛坯外緣或內孔切去一層薄薄的切屑，消除斷面上的塌角、斷裂帶、毛刺，獲得高質量制件，其加工機理與沖裁完全不同，而與切削加工類似。效果：制件精度 IT6IT7切斷面 Ra0.40.8m第 2 章 沖 裁 工 藝942.7.3 整修整修1 1、外緣整修、外緣整修第 2 章 沖 裁 工 藝952.7.3 整修整修2 2、內孔整修、內孔整修第 2 章 沖 裁 工 藝962.7.3 整修整修3 3、擠光整修、擠光整修第 2 章 沖 裁 工 藝97本章掌握本章掌握普通沖裁變形過程及分離機理，普通沖裁件斷面特征。精密沖裁工藝原理及工藝措施，精密沖裁件斷面特征。影響沖裁件斷面質量的主要因素及影響規律。間隙對沖裁工藝的影響？沖裁間隙的選用原則？選用方法？沖裁