冲压模具设计(2-6、7)

复习上次课内容1.提高材料利用率的方法第二章冲裁工艺与冲裁模设计2.条料排样方法的分类3.什么是搭边？其作用有哪些？影响搭边值的因素有哪些？4.一张完整的排样图应表达哪些信息？第六节冲裁力和压力中心的计算冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁力的计算用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：bKLtF注：F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；b——材料抗剪强度；K——修正系数。一般取1.3模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响为计算方便，也可按下式估算冲裁力:bLtFσ其中：σb为材料的抗拉强度。第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁力的计算(续)第六节冲裁力和压力中心的计算卸料力：第二章冲裁工艺与冲裁模设计二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力：顶件力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。第六节冲裁力和压力中心的计算卸料力第二章冲裁工艺与冲裁模设计二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力顶件力FKFXXFnKFTTFKFDD——卸料力、推件力、顶件力系数，见p61,表3-14；n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。DTXKKK、、thn式中h——凹模洞口的直刃壁高度；t——板料厚度。式中第六节冲裁力和压力中心的计算压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz第二章冲裁工艺与冲裁模设计三、压力机公称压力的确定采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时:(p78,图3-39)TXZFFFF采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：DXZFFFF采用刚性(或固定)卸料装置和下出料方式的冲裁模时：TZFFF(教材p73图3-35,p79,图3-40)(教材p71,图3-33;p72图3-34)第六节冲裁力和压力中心的计算1．阶梯凸模冲裁凸模间的高度差H应大于断面的光亮带高度，这与板料的厚度有关：当t3mmH=t;当t3mmH=0.5t第二章冲裁工艺与冲裁模设计四、降低冲裁力的方法（τ和L）2．斜刃冲裁逐段剪切，剪切面积减小，降低冲裁力。斜刃要对称布置。刃口易磨损，零件易弯曲,不平整。适用于大型件及厚件冲裁。3．加热冲裁（红冲）第六节冲裁力和压力中心的计算模具的压力中心：第二章冲裁工艺与冲裁模设计五、冲模压力中心的确定为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合或偏移不大。冲压力合力的作用点。若不能重合，那至少要保证模具的压力中心在模柄在凹模面上的投影面积内。第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计五、冲模压力中心的确定（续）1．简单几何图形压力中心的位置1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：bRsRy//sin180第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计五、冲模压力中心的确定（续）2．确定多凸模模具的压力中心确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。niiniiiniiniiiFyFyFxFx110110;第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计五、冲模压力中心的确定（续）复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。3．复杂形状零件模具压力中心的确定除上述的解析法外，还可以用作图法和悬挂法(用于复杂模具压力中心确定)。niiniiiniiniiiLyLyLxLx110110;第七节冲裁的工艺设计冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性分析和冲裁工艺方案确定。第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性或指工件在冲裁加工中的难易程度冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。第七节冲裁的工艺设计一、冲裁件的工艺性分析1．冲裁件的结构工艺性（1）冲裁件的形状(力求简单对称)（2）冲裁件内形及外形的转角(避免尖角、应以圆弧过渡以减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，最小圆弧半径与材料及材料厚度有关)冲裁件最小圆角半径R见p65,表3-15第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析（3）冲裁件上避免出现过长的悬臂和凹槽(p66,图3-29)（4）冲裁件的孔边距与孔间距不能太小(p66,图3-29)（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时,孔边和直壁之间应保持一定距离，以免冲孔时凸模受到水平推力而折断。(p66,图3-30)1．冲裁件的结构工艺性（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析1．冲裁件的结构工艺性（续）（6）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。无导向保护套凸模和带导向保护套凸模冲孔的最小尺寸，分别见P66表3.16和p66表3.17。第七节冲裁的工艺设计第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析2．冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级(经济精度)两类。（1）冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。落料件比冲孔件低一级。冲裁件推荐公差见p67表3-18,表3-19;（2）冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2μm；通常低于6.3μm(P67表3-20)第七节冲裁的工艺设计(经济精度模具达到最大许可磨损时,其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度)第二章冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析3．冲裁件尺寸标注冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基本不变动的面或线上。第七节冲裁的工艺设计第七节冲裁的工艺设计1．冲裁工序的组合（单工序冲裁、复合冲裁、级进冲裁）二、冲裁工艺方案的确定（1）根据生产批量来确定(单件:1k;小批:1-2k,1-5k,1-10k;大批:2w-30w,5w-10w,10w-50w)（2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定(复合模IT8-10;级进模IT10-13复合模平整性好)（3）根据对冲裁件尺寸、形状的适应性来确定(复合冲裁可用于各种尺寸的工件，厚度一般在3mm以下。但孔与孔之间和孔与边缘之间的距离不能太小；小尺寸冲裁件不适合用单工序冲裁，此时宜采用级进冲裁；级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形零件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁要大，但级进冲裁受压力机台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件一般为中、小型件)（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定（5）根据操作是否方便与安全来确定(复合模安全性差，出料和排废困难，但安装调整容易，成本低，复杂零件易采用复合模；级进模安全性好)第七节冲裁的工艺设计2、冲裁顺序的安排(对级进冲裁和多工序冲裁)二、冲裁工艺方案的确定（1）级进冲裁顺序的安排1）先冲孔(缺口或工件的结构废料)，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。首先冲出的孔一般作后续工序定位用。若定位精度较高，则要冲出专供定位用的工艺孔(一般2个，如p70图3-32)2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。（2）单工序冲裁时的顺序安排1）先落料使坯料与条料分离，再以外轮廓定位进行其他冲裁。后续各种冲裁工序的定位基准要一致，以避免定位误差和尺寸链换算。2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔后冲小孔。第二章冲裁工艺与冲裁模设计图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kN开式压力机，要求分析冲压工艺性并制定冲压工艺方案。第七节冲裁的工艺设计作业:IT12未注公差为IT14