成形工艺设计模具设计模具零件加工设计与实施模具装配与调试情景Ⅰ-1：单工序冲裁模设计与制造*第一页，共21页。导入问题的提出图示垫圈，如何生产？若单件生产，可采用：①手工钣金②线切割③？④？若批量生产：可采用模具进行冲压问：采用什么模具？何种冲压方式？答：采用冲裁模，分离的冲压方式。分离成形*第二页，共21页。（一）冲裁概述冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。基本工序：落料和冲孔。各类垫圈（非金属）齿圈（碳钢）铜垫圈*第三页，共21页。分类:普通冲裁、精密冲裁（一）冲裁概述普通冲裁精密冲裁*第四页，共21页。冲裁模：冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。（一）冲裁概述*第五页，共21页。冲裁时，板料受力：凸、凹模的垂直作用力F，侧压力N，摩擦力μN，μF。板料变形：长度方向拉伸（伸长），厚度方向压缩，弯曲上翘（弯矩的存在）（二）冲裁变形过程*第六页，共21页。冲裁变形过程：间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：1．弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、径向拉伸、厚向压缩等变形。3．断裂分离阶段变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离*第七页，共21页。冲裁力的变化：*第八页，共21页。冲裁件质量及其影响因素：冲裁件质量：垂直、光洁、毛刺小图纸规定的公差范围内外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小指断面状况、尺寸精度和形状误差。*第九页，共21页。冲裁件质量及其影响因素：冲裁件断面特征：圆角带a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带c：裂纹形成及扩展。毛刺区d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。*第十页，共21页。冲裁件断面质量影响因素：(１)材料性能的影响(２)模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度(３)模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则落料件上端的毛刺加重；当凹模刃口磨钝时，则冲孔件的孔口下端的毛刺加重；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端的毛刺都将加重。塑性好的材料：a、b、d大，c（断裂带）小*第十一页，共21页。冲裁件尺寸精度及其影响因素：冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。影响因素：该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差。（1）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2）材料的性质（3）冲裁间隙*第十二页，共21页。冲裁件形状误差及其影响因素：冲裁件的形状误差：翘曲：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。*第十三页，共21页。结束*第十四页，共21页。*第十五页，共21页。*第十六页，共21页。*第十七页，共21页。*第十八页，共21页。*第十九页，共21页。*第二十页，共21页。凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况a)凹模磨钝b)凸模磨钝c)凸、凹模均磨钝*第二十一页，共21页。
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