沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2023/12/26沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁工藝概述

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)生分離的一種沖壓工藝。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。*****沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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(chēng)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分離下來(lái)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁工藝概述

沖裁工藝分類(lèi)

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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)落料和沖孔的區(qū)別：落料是從板料上沖下所需形狀的工件（或毛坯）；沖孔是在工件上沖出所需形狀的孔。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁變形過(guò)程

彈性變形階段塑性變形階段斷裂階段*****沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

三.沖裁件的斷面特征

斷面特征：4個(gè)光亮帶

斷裂帶

毛刺區(qū)

斷面粗糙、有斜度（4°～6°）；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1/2～1/3；所占比例↑，沖件質(zhì)量↑；模具間隙↓，光亮帶↑，但模具壽命↓。圓角帶（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↑*****沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

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？沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁件的工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性

形狀力求簡(jiǎn)單、規(guī)則，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(chēng)為沖裁件的工藝性。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁件的工藝性?xún)?nèi)、外形轉(zhuǎn)角處避免尖角尖角會(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rmin零件種類(lèi)黃銅、純銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料≥90°90°0.18t0.35t0.35t0.70t0.25t0.50t≮0.25mm≯0.50mm沖孔≥90°＜90°0.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.60t≮0.30mm≯6mm沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁件的工藝性避免過(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b≥1.5t，深度h≤5b。中、高碳鋼鋼板：b≥2t沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁件的工藝性孔間距、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、c′≥t。在彎曲和拉深件上沖孔時(shí)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁件的工藝性沖孔時(shí)，孔徑不能太小。

不帶保護(hù)套凸模沖孔的最小孔徑

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沖裁件尺寸精度和表面粗糙度四.沖裁件的工藝性尺寸精度金屬?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)。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沖裁件尺寸精度和表面粗糙度四.沖裁件的工藝性表面粗糙度沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沖裁件的尺寸標(biāo)注四.沖裁件的工藝性原則：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。合理沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§2-3排樣設(shè)計(jì)

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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)

*****沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.排樣設(shè)計(jì)原則1排樣設(shè)計(jì)原則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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.排樣設(shè)計(jì)原則（2）改善操作性工人操作方便、安全，勞動(dòng)強(qiáng)度低，換條料和翻動(dòng)條料次數(shù)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？沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.排樣設(shè)計(jì)原則（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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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：

①條料太重，超過(guò)12kg時(shí)；

②橫裁的材料利用率明顯高于縱裁時(shí)；

③縱裁不能滿足彎曲件坯料對(duì)纖維方向要求時(shí)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2排樣的分類(lèi)

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)原則少?gòu)U料排樣：材料利用率中等，沖裁件斷面質(zhì)量稍差無(wú)廢料排樣：材料利用率最高，沖裁件斷面質(zhì)量最差沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.排樣設(shè)計(jì)原則3排樣的形式見(jiàn)書(shū)表2-9沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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(chēng)為搭邊。概念：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)補(bǔ)償送料和定位誤差，避免制件缺

角、缺邊。搭邊搭邊作用：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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)搭邊取值：經(jīng)驗(yàn)取值沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)2送料進(jìn)距（A）

概念：模具每沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱(chēng)為送料進(jìn)距。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)注：D為送料方向上沖裁件的最大寬度，mm沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)3條料寬度（B）的確定

有側(cè)壓裝置時(shí)的條料寬度：無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)的條料寬度：式中：δ—條料下料寬度公差（表2-12選取）；c—條料與導(dǎo)料板間隙a—搭邊值沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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η：4材料利用率不準(zhǔn)確準(zhǔn)確二.排樣設(shè)計(jì)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5排樣圖二.排樣設(shè)計(jì)排樣圖是排樣設(shè)計(jì)的最終表達(dá)形式，是編制沖裁工藝與設(shè)計(jì)沖裁模具的基礎(chǔ)；排樣圖應(yīng)在沖裁模具裝配圖右上角畫(huà)出。排樣圖包含內(nèi)容：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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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。排樣圖沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.排樣設(shè)計(jì)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁間隙概念

沖裁間隙：指沖裁模具中凸、凹模刃口部分的尺寸之差，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。*****沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁間隙沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程的影響沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁間隙合理沖裁間隙的確定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(chēng)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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁間隙經(jīng)驗(yàn)確定法:Z=ct軟材料：t＜1mm，c=3%～4%t＜1-3mm，c=5%～8%t＜3-5mm，c=8%～10%硬材料：t＜1mm，c=4%～5%t＜1-3mm，c=6%～8%t＜3-5mm，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沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.沖裁間隙查表確定法沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算刃口尺寸計(jì)算的原則基準(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)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算刃口磨損規(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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算凸、凹刃口制造公差凸、凹制造精度比沖裁件高2～3級(jí)，可參考下表沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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：δ=Δ/4凸、凹模制造公差:凸模為軸類(lèi)尺寸，公差為凹模為孔類(lèi)尺寸，公差為中心距類(lèi)尺寸公差為±0.5Δ沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算凸、凹模刃口尺寸計(jì)算沖裁件的公差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落料件為軸類(lèi)尺寸，公差為沖孔件為孔類(lèi)尺寸，公差為中心距類(lèi)尺寸公差為±0.5Δ凸凹模刃口尺寸計(jì)算以沖裁件尺寸、公差為基礎(chǔ)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)算方法

互換加工法（分開(kāi)加工法）①落料時(shí)：沖裁件尺寸公差為，則：基準(zhǔn)件凹模計(jì)算公式為：非基準(zhǔn)件凸模計(jì)算公式為：二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)互換加工法（分開(kāi)加工法）②沖孔時(shí)：沖裁件尺寸公差為，則：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：二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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，必須滿足下列條件：δp＋δd≤Zmax－Zmin

若不滿足，應(yīng)提高制造精度，以減小δp、δd值，?。害膒＝0.4（Zmax－Zmin）δd＝0.6（Zmax－Zmin）

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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，成本高。③互換加工法特點(diǎn)：④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)則的零件。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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。非基準(zhǔn)件凸模按凹模的實(shí)際尺寸配制，保證最小沖裁間隙Zmin。二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算①落料：沖裁件尺寸公差為，則：基準(zhǔn)件為凹模，計(jì)算公式為：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)②沖孔時(shí)：沖裁件尺寸公差為，則：基準(zhǔn)件為凸模，計(jì)算公式為：二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算非基準(zhǔn)件凹模按凸模的實(shí)際尺寸配制，保證最小沖裁間隙Zmin。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)③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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算配作關(guān)系：非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)件實(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(lèi)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：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算如何判斷基準(zhǔn)件刃口尺寸類(lèi)型呢？引入“磨損圖”概念沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算例1：計(jì)算如圖所示沖裁件的凸模、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：解：分為5個(gè)步驟。

⑴確定基準(zhǔn)件：此工件為落料件，以凹模為基準(zhǔn)件。⑵畫(huà)出基準(zhǔn)件磨損圖：凹模刃口磨損情況如圖所示。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算⑶對(duì)基準(zhǔn)件尺寸進(jìn)行分類(lèi)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(lèi)：

①凹模刃口磨損后，尺寸a、b、c增大，按落料凹模類(lèi)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。?。害模?.25△沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算②凹模刃口磨損后，尺寸d減小，按沖孔凸模類(lèi)B尺寸處理。查表2.15，得：尺寸22mm，選x=0.75；③凹模刃口磨損后，尺寸e不變，按中心距類(lèi)C尺寸處理。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算⑷選取最小沖裁間隙查表2.13，取Zmin＝0.13mm⑸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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算注意：非基準(zhǔn)件基本尺寸與基準(zhǔn)件相同，不必標(biāo)注公差，在技術(shù)要求中注明配作關(guān)系即可沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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公差。解：⑴確定基準(zhǔn)件：此沖裁模為沖孔模，以凸模為基準(zhǔn)件。⑵畫(huà)出基準(zhǔn)件的磨損圖：凸模刃口磨損情況如圖b所示.沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算⑶對(duì)基準(zhǔn)件的尺寸進(jìn)行分類(lèi)（A、B、C三類(lèi)）計(jì)算:根據(jù)凸模刃口磨損情況，其尺寸變化可分為三類(lèi)：①凸模刃口磨損后，尺寸A增大，按落料凹模類(lèi)尺寸計(jì)算。查表2.15，得：X＝0.5；取：δ＝△/4，則：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算②凸模刃口磨損后，尺寸B1、B2減小，按沖孔凸模類(lèi)尺寸計(jì)算。查表2.15，得：X1＝X2＝0.5取：δ＝△/4，則：③凸模刃口磨損后，尺寸C不變，按中心距類(lèi)尺寸處理。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.沖裁模刃口尺寸計(jì)算⑷選取最小沖裁間隙查表2.15，取Zmin＝0.50mm⑸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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算沖裁工序力：沖裁力Fc：沖裁時(shí)需要的壓力（板料厚度方向分離的剪切力），最重要。卸料力Fx從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)所需的力。推件力Ft順沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中推出的力。頂件力Fd逆沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模型腔中頂出的力沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算沖裁力Fc：實(shí)為剪切力式中:Fc——沖裁力，N；k——系數(shù)，常取k＝1.3；A——沖裁斷面面積，mm；τ——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。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算卸料力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；

指沖裁后，從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)所需的力。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算推件力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)的沖落部分制件或廢料的數(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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算頂件力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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算總沖裁工序力（F）的計(jì)算應(yīng)根據(jù)沖裁模具的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。

采用彈壓卸料裝置和下出件時(shí)：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算采用彈壓卸料裝置和上出件時(shí)：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算采用剛性卸料裝置和下出件時(shí)：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.沖裁工序力計(jì)算沖裁模用壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的選?。簺_裁模選擇壓力機(jī)的條件：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算沖裁壓力中心：指沖裁力的合力作用點(diǎn)。

為避免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)，須確定模具壓力中心，并使之與模柄軸線重合。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算沖裁壓力中心計(jì)算：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：如圖所示，對(duì)任意角2α：沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)單凸模壓力中心的確定四.沖裁壓力中心的計(jì)算圖形對(duì)稱(chēng)的單凸模：壓力中心在圖形幾何中心上沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算圖形不對(duì)稱(chēng)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(huà)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若干線段（直線或圓弧段）L1、L2……Ln，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、Y2）……（Xn、Yn）。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算（5）根據(jù)力矩平衡原理，計(jì)算壓力中心坐標(biāo)（xc、yc）。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算例題：確定如圖所示落料凸模的壓力中心位置沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算解：（1）按比例畫(huà)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若干線段或圓弧段L1、L2……L7。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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、Y2）……（Xn、Yn）。計(jì)算數(shù)據(jù)表線段長(zhǎng)度壓力中心坐標(biāo)XYL1＝12.5L2＝21.5L3＝4L4＝3.93L5＝4L6＝6L7＝28010.7521.522.42628146.2512.510.56.9630沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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）。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)多凸模壓力中心的確定四.沖裁壓力中心的計(jì)算形狀相同、分布對(duì)稱(chēng)的多凸模：壓力中心在圖形對(duì)稱(chēng)中心上沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算形狀不對(duì)稱(chēng)的多凸模：步驟：

（1）按比例畫(huà)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L1（X1，Y1）、L2（X2、Y2）……Ln（Xn、Yn）。（4）計(jì)算壓力中心坐標(biāo)（Xc、Yc）沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算例題：確定如圖所示沖孔模的壓力中心位置。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算解：（1）按比例畫(huà)出各凸模刃口的位置、輪廓；（2）建立如圖所示的坐標(biāo)系。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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(chēng)凸模刃口周長(zhǎng)各凸模壓力中心坐標(biāo)XY凸模1πd＝3.14X24=75.43020凸模2（70+10）X2=1604550凸模3（24+15）X2=786624合計(jì)313.4沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算注意：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)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、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）3、要利用力矩平衡的原理進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。如：①當(dāng)一個(gè)凸模或者多凸模沿某一直線對(duì)稱(chēng)時(shí)，其壓力中心必定在這條對(duì)稱(chēng)線上。因此只需計(jì)算壓力中心的另一坐標(biāo)即可。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算②多凸模沖裁時(shí)，如果幾個(gè)凸模完全對(duì)稱(chēng)于X軸和Y軸，則其力矩之和為零，其壓力中心在坐標(biāo)原點(diǎn)上。如圖所示，5個(gè)圓形沖孔凸模中有4個(gè)完全對(duì)稱(chēng)于坐標(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(chēng)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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算例題：確定如圖所示沖孔落料復(fù)合模的壓力中心位置。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.沖裁壓力中心的計(jì)算解：（1）按比例畫(huà)出各凸模刃口的位置、輪廓；（2）建立如圖所示的坐標(biāo)系。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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(chēng)凸模刃口周長(zhǎng)各凸模壓力中心坐標(biāo)XY落料凸模2×（100＋74）＝348004－ф4.5沖孔凸模4×л×4.5＝56.500ф18沖孔凸模л×18＝56.53013合計(jì)461沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)練習(xí)題2、在材料為Q235、料厚2mm的鋼板上，沖裁如圖所示形狀的孔，試用配制法確定沖孔模的凸、凹模刃口尺寸及制造公差。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)練習(xí)題3、確定如圖所示制件（厚度2mm）的沖裁模的壓力中心位置。（規(guī)定坐標(biāo)系為XOY）沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲工藝彎曲和彎曲模概念

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)所使用的模具成為彎曲模。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲工藝彎曲方法

壓彎

折彎滾彎拉彎本章介紹沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.彎曲變形過(guò)程彎曲變形過(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，彎曲完成沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.彎曲變形過(guò)程彎曲工序分類(lèi)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。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.彎曲變形分析

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)有一層中性層：長(zhǎng)度不變彎曲圓角部分的正方形網(wǎng)格變成扇形，靠近圓角部分有少量的變形，其余直角部分網(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)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.彎曲變形分析

中性層長(zhǎng)度計(jì)算公式式中：ρ——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)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.彎曲變形分析

變形情況厚度變化∵內(nèi)R由凸模壓緊，基本不增厚；

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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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/t≤3）彎曲時(shí)：寬度方向變形不受約束，外側(cè)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/t＞3）彎曲時(shí)：在寬度方向變形受到相鄰金屬限制，變形不明顯。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

材料要求：最適宜彎曲的材料：低碳鋼（08、10）、紫銅、黃銅、軟鋁、1Cr18Ni9Ti不銹鋼等。足夠的塑性，較低的屈服極限較硬材料彎曲時(shí)，需增加工序改變性能：①先退火處理后彎曲，最后淬火。②加熱后彎曲。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

形狀尺寸彎曲件的形狀：彎曲件形狀一般應(yīng)對(duì)稱(chēng)，對(duì)應(yīng)r相等。不對(duì)稱(chēng)，受力不平衡產(chǎn)生滑動(dòng)，影響工件精度。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

最小彎曲半徑

彎曲半徑彎曲件彎曲部分的內(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。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)取值沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

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。H≥2t沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

當(dāng)直邊高度H＜2t時(shí)：①加工藝余料②在彎曲內(nèi)R處壓凹坑沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

彎曲件的孔邊距

當(dāng)孔處于彎曲變形區(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)t＜2mm時(shí)，s≥t；當(dāng)t≥2mm時(shí)，s≥2t。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

糾正措施

①將彎曲線移動(dòng)一定距離，避開(kāi)寬度突變處。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

②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b≥t，h＝t＋r＋b/2的條件沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

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。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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性

彎曲件尺寸標(biāo)注彎曲件精度一般不高于IT13級(jí)，角度公差大于±15′。原則：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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§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)題沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎裂彎裂：指彎曲變形區(qū)外側(cè)R處出現(xiàn)裂紋。相對(duì)彎曲半徑（r/t）過(guò)小原因:

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沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)防止措施

使用塑性好和表面質(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/t＞rmin/t）。若滿足不了，應(yīng)分兩次或多次彎曲。對(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)?，則彎曲正常。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)退火、正火、淬火和回火四種基本工藝

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)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(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(chēng)為回火。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.滑移滑移：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。

原因

形狀不對(duì)稱(chēng)，使移動(dòng)時(shí)兩邊所受摩擦阻力不等。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.滑移防止措施

設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)的沖裁件形狀。保證模具間隙均勻。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.滑移采用有壓料裝置的彎曲模結(jié)構(gòu)。采用定位裝置。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)彈性變形的恢復(fù)。三.回彈回彈原因

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，塑性變形部分保留下來(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(chēng)為彎曲件的回彈。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.回彈回彈量大小的表示

角度回彈量Δθ曲率回彈量ΔrΔr＝r0－rΔθ＝θ0－θ其中：θ、r--模具在閉合狀態(tài)時(shí)工件彎曲角；θ0、r0--彎曲后工件的實(shí)際角度沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.回彈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/tr/t↓→塑性變形成分↑→回彈量↓屈服強(qiáng)度Rm↑，變形區(qū)應(yīng)力↑，則彈性變形↑，回彈↑；

彈性模量E↑，則抵抗彈性變形的能力↑，回彈↓。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.回彈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。增加校正工序沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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.回彈沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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，以提高零件的剛度，抑制回彈。三.回彈沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§3-4彎曲工藝計(jì)算彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算

彎曲力的計(jì)算彎曲工藝計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度----指彎曲件在彎曲之前的展平尺寸

當(dāng)彎曲半徑r＞0.5t時(shí)：中性層尺寸基本不發(fā)生變化，按中性層不變?cè)恚号髁峡傞L(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧段長(zhǎng)度之和。即：

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算當(dāng)彎曲半徑r＜0.5t時(shí)：中性層變化復(fù)雜，按體積不變?cè)瓌t進(jìn)行計(jì)算。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算注意：∵彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度公式為經(jīng)驗(yàn)公式或中t的公差、r、α、x的微小誤差∴展開(kāi)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(kāi)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)→確定展開(kāi)毛坯準(zhǔn)確落料刃口尺寸→制作落料模。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由彎曲力的計(jì)算U形件：二.彎曲力的計(jì)算V形件：式中：FZ——自由彎曲力；（沖壓結(jié)束時(shí)的彎曲力）k——安全系數(shù)；（一般取k＝1.3）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?jīng)_裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)校正彎曲力的計(jì)算：二.彎曲力的計(jì)算Fj＝ｑＡ式中：Fj——校正彎曲力；ｑ——單位校正力；Ａ——工件被校正部分的投影面積。頂件力或壓料力FQ的計(jì)算FQ＝（0.3～0.8）FZ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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.彎曲力的計(jì)算例：V型彎曲件，材料H68，厚t=3mm，寬b=100mm，抗拉強(qiáng)度Rm=400N/mm2，彎曲內(nèi)側(cè)圓角r=3mm，工件被校正部分在凹模上的投影面積為10000mm2求：自由彎曲力及校正彎曲力解：Fj＝ｑＡ=35×10000=350000=350kN∴校正彎曲力遠(yuǎn)大于自由彎曲力沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.彎曲力的計(jì)算總工藝力F的確定自由彎曲時(shí)：F＝FZ＋FQ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)∴

F＝Fj＋FQ≈Fj選擇壓力機(jī)時(shí)，一般應(yīng)使壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力大于1.3F沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第4章拉深工藝及拉深模

§4-1拉深工藝及拉深件工藝性

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.拉深工藝?yán)罡拍?/p>

利用模具將平板毛坯沖壓成各種開(kāi)口的空心零件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_(kāi)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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.拉深工藝生活中的拉深件

直壁類(lèi)拉伸件曲面類(lèi)拉伸件沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.拉深工藝?yán)罟に嚪诸?lèi)

按壁厚變化情況分：

按使用的毛坯的形狀分：

①一般拉深（工件壁厚不變）②變薄拉深（工件壁厚變?。俚谝淮卫睿ㄊ褂闷桨迕鳎谝院蟮母鞔卫睿ㄒ蚤_(kāi)口空心件為毛坯）沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程如圖a圓形薄片，剪去圖中陰影部分，再將剩余部分沿直徑d圓周彎折，然后焊接，就得到一個(gè)圖b的直徑為d，高度為（D－d）/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。

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程拉深變形過(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。

動(dòng)畫(huà)沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程

方法：拉深網(wǎng)格試驗(yàn)

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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.>a2>a3>a4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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)應(yīng)力應(yīng)變分析在拉深過(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。在拉應(yīng)力和切壓應(yīng)力作用下，網(wǎng)格由扇形變成矩形；多余的金屬流向金屬的口部，使其高度增加；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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程

拉深過(guò)程中毛坯各部分特征

①平面凸緣部分（主要變形區(qū)）②凹模圓角部分（過(guò)渡區(qū)）③筒壁部分（傳力區(qū)）④凸模圓角部分（過(guò)渡區(qū)）⑤筒底部分（小變形區(qū)）沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程

厚度變化沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.拉深變形過(guò)程

硬度變化沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性

材料要求：最適宜拉深的材料：低碳鋼（08、10）、紫銅、黃銅、1Cr18Ni9Ti不銹鋼等。足夠的塑性，較低的屈服極限較硬材料拉深時(shí)，需增加工序改變性能：①先退火處理后拉深，最后淬火。②加熱后拉深。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件結(jié)構(gòu)工藝性拉深件的形狀：簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，對(duì)應(yīng)r相等盡量避免半敞開(kāi)及非對(duì)稱(chēng)的空心件，否則應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)組合的拉深，然后剖開(kāi)。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件高度：盡量小一些一次成形零件的拉深高度應(yīng)滿足：①無(wú)凸緣筒形件：h≤（0.5～0.7）d式中：d——拉深件壁厚中徑。②帶凸緣筒形件：當(dāng)dt/d≤1.5時(shí)，h≤（0.4～0.6）d式中：d——拉深件壁厚中徑；dt——拉深件凸緣直徑。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件圓角半徑滿足：圓角：R≥2t，最好R≥（4～8）t；r≥t，最好r≥（3～5）t；當(dāng)R＜2t或r＜t時(shí)，需增加整形工序。r’≥3t沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件結(jié)構(gòu)工藝性拉深件底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁距離應(yīng)滿足：

ａ≥Ｒ+0.5ｔ沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件尺寸標(biāo)注①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；②高度尺寸最好以底部為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注；③圓角半徑只能標(biāo)注在內(nèi)形；④材料厚度尺寸，最好標(biāo)注在筒底部位或標(biāo)題欄中。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性拉深件尺寸精度拉深件尺寸精度應(yīng)大于T11級(jí)，否則增加校形工序。高度方向要有修邊余量，才能滿足較高精度要求。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§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。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.起皺起皺概念

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(chēng)為起皺。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)起皺原因：切向壓應(yīng)力σ3

起皺危害：①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。②折皺后材料強(qiáng)行拉入模具，加大模具磨損，降低模具壽命。起皺部位：凸緣處一.起皺沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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σ3

降低拉深件的高度，減小變形程度，

減小σ3大小。加大平面板料厚度，降低σ3的影響。一.起皺沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二.破裂破裂概念

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)破裂原因：徑向拉應(yīng)力σ1

破裂部位：筒壁與筒底圓角相切處稍靠上位置

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.破裂沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§4-4拉深工藝計(jì)算

毛坯尺寸設(shè)計(jì)拉深件次數(shù)的確定半成品尺寸的確定拉深工藝計(jì)算

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)毛坯形狀和尺寸確定的依據(jù)：

一.毛坯尺寸計(jì)算若拉深前后料厚不變，則拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等。

注意：當(dāng)t＜1mm時(shí)，按工件標(biāo)注尺寸計(jì)算；當(dāng)t≥1mm時(shí)，按工件中線尺寸計(jì)算。體積不變?cè)瓌t（等表面積原則）:沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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部分∴在計(jì)算毛坯時(shí)，應(yīng)加上修邊余量。加修邊余量:沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)修邊余量的確定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值

一.毛坯尺寸計(jì)算表4.3有凸緣修邊余量沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算一.毛坯尺寸計(jì)算采用久里金法則

1、2、3三部分將拉深件劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體:

分別求出各簡(jiǎn)單幾何體的表面積:沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.毛坯尺寸計(jì)算久里金法則：

式中：A——旋轉(zhuǎn)體的表面積；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)體的表面積，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：

沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.毛坯尺寸計(jì)算求出簡(jiǎn)單幾何體1表面積:求出簡(jiǎn)單幾何體3表面積:沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.毛坯尺寸計(jì)算∵弧長(zhǎng)l=πrd/2∵形心到旋轉(zhuǎn)軸距離為（2rd/π+d1/2）∴簡(jiǎn)單幾何體表面積為求出簡(jiǎn)單幾何體2表面積:沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一.毛坯尺寸計(jì)算A=a1+a2+a3把各簡(jiǎn)單幾何體面積相加為零件總面積:根據(jù)表面積相等原則，求出坯料直徑。沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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)算沖裁工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉深系數(shù)概念二.拉深系數(shù)指拉深后工件