1、情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,內(nèi)容簡(jiǎn)介：,沖裁是最基本的沖壓工序。 任務(wù)是本課程的重點(diǎn)。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(jì)算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計(jì)。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(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)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(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,1了解沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素； 2掌握沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)的方法和步驟。 3掌握沖裁工藝性分析、沖裁模間隙確定、刃口尺寸計(jì)算、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力計(jì)算等設(shè)計(jì)計(jì)算

2、方法。 4認(rèn)識(shí)沖裁模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，了解模具標(biāo)準(zhǔn)，掌握模具零部件設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法，能查閱相關(guān)資料。,學(xué)習(xí)目的與要求：,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,1沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素； 2刃口尺寸計(jì)算原則和方法； 3沖裁工藝性分析與工藝方案制定； 4沖裁模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)； 5沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用； 6沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)的方法和步驟。,重點(diǎn)：,難點(diǎn)：,1沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素； 2刃口尺寸計(jì)算原則和方法； 3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用； 4沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)的方法和步驟。,給出產(chǎn)品3件,產(chǎn)品1名稱：圓墊片 材料： Q235 厚度： 1.5mm 產(chǎn)品精度 13級(jí)

3、,產(chǎn)品2名稱：十字墊片 材料： 鋁 厚度： 1 mm 產(chǎn)品精度 13級(jí),產(chǎn)品3,產(chǎn)品3名稱：梅花墊片 材料： 鋁 厚度： 1 mm 產(chǎn)品精度 普通級(jí),任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,1.沖裁件工藝性分析。 2.確定沖裁工藝方案。 3.選擇模具的結(jié)構(gòu)形式。 4.進(jìn)行必要的工藝計(jì)算。 5.選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。 6.校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)。 7.繪制模具總裝圖及零件圖。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,一、沖裁模設(shè)計(jì)的一般步驟,沖裁模詳細(xì)步驟,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,沖裁方案確定之后，模具類型（單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等）即選定。就可確定模具的各個(gè)部分的具

4、體結(jié)構(gòu)，包括模架及導(dǎo)向方式、毛坯定位方式、卸料、壓料、出件方式等。 在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮模具維修、保養(yǎng)和吊裝的方便，同時(shí)要在各個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)盡可能考慮到操作者的安全等。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,三、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,1.排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.計(jì)算沖壓力，初步選取壓力機(jī)的噸位 3.計(jì)算模具壓力中心 4.計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸并確定其制造公差 5.彈性元件的選取與計(jì)算 6.必要時(shí)，對(duì)模具的主要零件進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,四、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是確定工作零

5、件、定位零件、卸料和出件零件、導(dǎo)向零件以及連接與固定零件的結(jié)構(gòu)形式和固定方法。 在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到零部件的加工工藝性和裝配工藝性。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,五、模具的主要零部件設(shè)計(jì),任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,沖裁模總體結(jié)構(gòu)尺寸必須與所選用的壓力機(jī)相適應(yīng): 模具的總體平面尺寸應(yīng)與壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板和滑塊下平面尺寸相適應(yīng)； 模具的封閉（閉合）高度應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度或封閉高度相適應(yīng)。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,六、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù),模具的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機(jī)相適應(yīng): 模具外形平面尺寸與壓力機(jī)的滑塊底面及工作臺(tái)面尺寸； 模具的模柄與滑塊的模柄

6、孔尺寸； 模具下彈頂裝置的平面尺寸與壓力機(jī)工作臺(tái)面孔的尺寸。,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,1繪制模具總裝圖 應(yīng)清楚表達(dá)各零件之間的裝配關(guān)系以及固定連接方式。 1）主視圖 剖視圖，閉合狀態(tài)，閉合高度尺寸，條料和工件剖切面涂紅/黑 2）俯視圖 俯視可見部分，未見部分可用虛線表示，平面輪廓尺寸，圖中排樣圖輪廓線用雙點(diǎn)劃線表示。 3）側(cè)視圖、局部視圖和仰視圖 一般不要求，必要畫時(shí)出，宜少勿多。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,七、繪制模具總裝圖和零件圖,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,4）沖裁零件圖 按比例，與沖壓方向一致，注明零件名稱、材料、厚度及有關(guān)技術(shù)要求。 5）排樣圖 對(duì)于落料模、含

7、有落料的復(fù)合模及級(jí)進(jìn)模，必須繪出排樣圖。 6）標(biāo)題欄和明細(xì)表 所有零件(含標(biāo)準(zhǔn)件)都要詳細(xì)填寫在明細(xì)表中。 7）技術(shù)要求 簡(jiǎn)要注明對(duì)本模具的使用、裝配等要求和應(yīng)注意的事項(xiàng)。當(dāng)模具有特殊要求時(shí)，應(yīng)詳細(xì)注明有關(guān)內(nèi)容。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,七、繪制模具總裝圖和零件圖（續(xù)）,任務(wù)2.1.1 沖裁模設(shè)計(jì)程序,模具零件圖是模具加工的重要依據(jù)，應(yīng)符合如下要求： 1）視圖要完整，且宜少勿多。 2）尺寸標(biāo)注要齊全、合理、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 3）制造公差、形位公差、表面粗糙度選用要適當(dāng)。 4）注明所用材料牌號(hào)、熱處理要求以及其他技術(shù)要求。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,七、繪制模具總裝圖和零

8、件圖,2繪制模具零件圖,達(dá)到目的：得到如下圖紙,主視圖,俯視圖,沖裁零件圖,排樣圖,局部視圖,任務(wù)2.1.2 工藝分析,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,模具類型:,使用沖裁模：,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序。,基本工序：落料,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。凸、凹模刃口鋒利，間隙小。,產(chǎn)品為普通精度要求， 使用普通沖裁模具,任務(wù)2.1.3 沖裁變形過程分析,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,一、沖裁變形時(shí)板材變形區(qū)受力情況分析,四對(duì)力,沖裁時(shí)作用于板料上的力 1-凸模 2-板材 3-凹模,了解和掌握沖裁變形規(guī)律，有利于沖裁工

9、藝與沖裁模設(shè)計(jì)，控制沖裁件質(zhì)量。,凸、凹模間隙存在，產(chǎn)生彎矩。,間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個(gè)階段：,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,二、沖裁變形過程,1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 。,2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。,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、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。,3斷裂分離階段 變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強(qiáng)度極限。,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,上、下裂紋擴(kuò)展相遇,材料分離,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,沖裁變形過程,沖裁件質(zhì)量：,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)

10、品分析,三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素,垂直、光潔、毛刺小,圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi),外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小,指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素（續(xù)）,1、沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素,斷面特征,圓角帶a：,刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長(zhǎng)變形。,光亮帶b：,塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。,斷裂帶c：,裂紋形成及擴(kuò)展。,毛刺區(qū)d：,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(huì)加大毛刺。,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,沖裁區(qū)應(yīng)力、變形和沖裁件正常的斷面狀況 a）沖孔件 b）落料件,1.沖裁件斷

11、面質(zhì)量影響因素,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,()材料性能的影響,三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素（續(xù)）,()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,間隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個(gè)斜度,()模具刃口狀態(tài)的影響,當(dāng)凸模刃口磨鈍時(shí)，則會(huì)在落料件上端產(chǎn)生毛刺；,當(dāng)凹模刃口磨鈍時(shí)，則會(huì)在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；,當(dāng)凸、凹模刃口同時(shí)磨鈍時(shí)，則沖裁件上、下端都會(huì)產(chǎn)生毛刺。,a、b、d大，c小,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,間隙對(duì)剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響 ）間隙過小 ）間隙合理 ）間隙過大,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,凸、凹模刃口磨鈍時(shí)毛刺的形成情況 a) 凹模磨鈍 b)

12、 凸模磨鈍 c) 凸、凹模均磨鈍,2.沖裁件尺寸精度及其影響因素,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素（續(xù)）,沖裁件的尺寸精度： 指沖裁件的實(shí)際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。,影響因素：,該差值包括兩方面的偏差： 一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠睿?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） （2）材料的性質(zhì) （3）沖裁間隙,3沖裁件形狀誤差及其影響因素,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素（續(xù)）,沖裁件的形狀誤差：,翹曲：,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、變形拉伸和彎曲

13、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(huì)產(chǎn)生翹曲。,扭曲：,沖裁件呈扭歪現(xiàn)象。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對(duì)材料摩擦不均勻等造成的。,變形：,由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產(chǎn)生的。,任務(wù)2.1.3 沖裁模間隙,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,一、間隙的重要性,沖裁間隙Z：,指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。,任務(wù)2.1.3 沖裁模間隙,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,一、間隙的重要性,1.間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響,2.間隙對(duì)沖裁力的影響,隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但影響不是很大。 間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較

14、顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。,間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要因素。,任務(wù)2.1.4 沖裁模間隙,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,一、間隙的重要性（續(xù)）,3.間隙對(duì)模具壽命的影響,模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。,模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。,小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。,所以，為了延長(zhǎng)模具壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。,在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin,情境2.1 沖裁模設(shè)計(jì)步驟 產(chǎn)品分析,二、沖裁模間隙值的確定,1.理論法確定法,2.經(jīng)驗(yàn)確定法 較小間隙值（