冲裁变形过程分析3

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冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性

第二章冲裁工艺与冲裁模
一、冲裁工艺及冲裁件的工艺性
1、概述
1）冲裁——利用装在压力机上的模具，将板料分离的冲压工艺。 2）包括内容——冲孔、落料、修边、切口、切断等。落料——从板料上冲下所需形状的零件或毛坯（要冲掉部分）冲孔——从工件上冲出所需形状的孔（冲掉的部分是废料） 3）用途——可加工平板类零件；为弯曲、拉深、成形等工序准备毛坯；在成形件上完成刨切、冲孔等。 4）模具
四、排样设计
排样：冲裁件在被冲材料上的布置方法。
在冲压生产中，零件的材料费用占制造成本的60％以上，所以合理的排样不仅能提高冲裁件的质量、提高模具寿命，而且时节约使用材料降低成本的有效措施。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
搭边：排样时零件与零件之间、零件与条料侧边留下的工艺废料。
)配合加工法中凸、凹模刃口尺寸计算
对于形状复杂冲裁件，为保证凸、凹模之间的合理间隙值，必须采用配合加工方式。即首先加工凸、凹模中的一件作为基准件，然后以选定的间隙配合加工另一件。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
配合加工的计算公式
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
落料与冲孔：
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
模具图
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
2、冲裁件的工艺性
冲裁件的工艺性：指冲裁件在工艺上的适应性，即加工难易程度。良好的工艺性能使材
料消耗少、工序数量少、模具结构简单且使用寿命长、产品质量稳定。
冲裁时，搭边过大，会造成材料浪费，搭边太小，则起不到搭边应有的作用，过小的搭边, 导致板料被拉进凸、凹模间隙，加剧模具的磨损，甚至会损坏模具刃口。

22冲裁变形过程分析

2.2 冲裁变形过程分析为正确设计冲裁工艺和模具，控制冲裁件质量，需认真分析冲裁变形过程，了解和掌握冲裁变形规律。

2.2.1 冲裁变形时板料变形区受力情况分析图2.2.1所示是无压边装置的模具对板料进行冲裁时的情形。

凸模１与凹模２都具有与制件轮廓一样形状的锋利刃口，凸凹模之间存在一定间隙。

当凸模下降至与板料接触时，板料就受到凸、凹模的作用力，其中：F 1、F 2 ──凸、凹模对板料的垂直作用力；F 3、F 4──凸、凹模对板料的侧压力；μF 1、μF 2──凸、凹模端面与板料间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，一般从模具刃口指向外； μF 3、μF 4──凸、凹模侧面与板料间的摩擦力。

从图中可看出，因凸、凹模之间存在间隙，F 1、F 2不在同一垂直线上，故板料受到弯矩2/1Z F M 作用，由于M 使板料弯曲并从模具表面上翘起，使模具表面和板料的接触面仅限在刃口附近的狭小区域，其接触面宽度约为板厚的0.2～0.4。

接触面间相互作用的垂直压力并不均匀，•随着向模具刃口的逼近而急剧增大。

图2.2.1 冲裁时作用于板料上的力1-凸模 2-板材 3-凹模2.2.2 冲裁变形过程图2.2.2所示冲裁变形过程。

如果模具间隙正常，冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段。

1．弹性变形阶段(图2.2.2Ⅰ)在凸模压力下，材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形，凹模上的板料则向上翘曲，间隙越大，弯曲和上翘越严重。

同时，凸模稍许挤入板料上部，板料的下部则略挤入凹模洞口，但材料内的应力未超过材料的弹性极限。

2．塑性变形阶段(图2.2.2Ⅱ)因板料发生弯曲，凸模沿宽度为b 的环形带继续加压，当材料内的应力达到屈服强度时便开始进入塑性变形阶段。

凸模挤入板料上部，同时板料下部挤入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。

随凸模挤入板料深度的增大，塑性变形程度增大，变形区材料硬化加剧，冲裁变形抗力不断增大，直到刃口附近侧面的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，塑性变形阶段便告终，此时冲裁变形抗力达到最大值。

锻压工艺学-冲裁.ppt

15
图.2.7 间隙对冲裁件尺寸精度的影响 16
2.2.2间隙对冲裁力的影响
图2.7.1 间隙大小对冲裁力的影响
图2.8.1 间隙大小对卸料力的影响
17
2.2.3间隙对模具寿命的影响模具寿命：以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后总的寿命。凸模刃口磨钝：凹模刃口磨钝：凸、凹模磨钝：刃口磨钝还将使制件尺寸精度、断面光洁度降低，冲裁能量增大。
37
阶梯凸模减力时应注意： (1)阶梯高度差H稍大于断面光亮带b。 (2)各阶梯凸模的分布要注意对称（原因）。 (3)先工作的凸模应是端部带有导正销的凸模。一般先冲大孔，后冲小孔（原因）。
38
2.4.2卸料力、推件力与顶件力卸料力：推件力：顶件力：
图2.10 卸料力、推件力与顶件力
39
经验公式计算：
厚度小于3 mm的外形简单的工件，只需一次整
修。厚度大于3 mm或工件有尖角时，需进行多次
整修。
49
整修前落料凸、凹模的尺寸应为凸模： Dp (Dy)0p 凹模： Dd (Dy)0d 式中 D-工件公称尺寸，mm；
z-双面间隙值，mm y-整修余量，mm。
50
整修时所需的力可按下式近似计算：
P cL(S0.1tn )0
21
表2.1 b/t与值（厚度t，毫米）
b/t*100%
材料
t<1 t=12 t=24 t>4
软钢 7570 7065 6555 5540 56
中硬钢
硬钢
6560 6055 5548 4535 5047 4745 4438 3525
45 4
22
(2)经验确定法
c=mt

冲压工艺及模具

②当Z过大：
拉伸作用强，挤压作用弱，光亮带窄，相对滑动距
离短，冲件弹性恢复与上相反。凸凹模磨损大为减轻。
③同一间隙Z：凸模端面比凹模端面磨损小。
凸模侧面比凹模侧面磨损大。为提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用小间隙应提高模具硬度，模具制造精度高，表面粗糙度低，并改善润滑条件，以减小磨损。
冲压件尺寸减小，因此，尺寸误差是两者的综合结果。
② 模具制造精度低，工件的尺寸精度无法保证。
冲裁件内外形能达到的经济精度IT11—14，尺寸越大，精度越高，不
同的冲压件尺寸精度所对应的模具制造精度不同。
（3）间隙对弯曲度的影响（图2-11）
Z增大，h增大，为提高制件的平整度，可加压料板或反向压板，要求太高可以加整形工序。
二、模具间隙
模具间隙——指凸、凹模刃口间的间缝隙，单边用C表
示，双边用Z表示。间隙是冲裁模设计的关键尺寸。间隙大小对冲裁件质量和模具使用寿命都有很大影响。
1、间隙对冲裁件质量的影响（断面、尺寸、形状即
弯曲度）
（1）间隙对断面质量的影响（图2-10）
a——Z过小，断面平直，双光亮带，挤长毛刺薄，易去除。 b——Z合理，有一定的斜度，比较平直，光洁，光亮带1/2-1/3。 c——Z过大，斜度大，粗糙，光亮带小，拉长毛刺厚，难去除。
4. 合理间隙的确定
生产中选用一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可冲出良好产品，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。新设计模具应采用最小值。
⑴ 理论确定法：
根据两裂纹重合，获得良好断面依据。
单边 c=t(1—ho/t)tgβ ho/t——相对压入深度
β ——裂纹与垂线间夹角

1.冲裁变形过程

1）间隙过小
• 增大了冲裁力、卸料力和推件力； • 加剧了凸、凹模的磨损； • 降低了模具寿命（冲硬材突出）。 • 外表尺寸略有增大，内腔尺寸略有缩小（弹性回复）。 • 光面宽度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所减小，工件质量较高。
2）间隙过大
• 断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺，且难以去除； • 冲裁的翘曲现象严重；
1．冲裁变形过程
•冲裁件质量、冲裁模结构与冲裁时板料变形过程关系密切。 •其过程分三个阶段：（1）弹性变形阶段
（2）塑性变形阶段
（3）断裂分离阶段
•冲裁变形区的应力与变形情况和冲裁件的切断面的状况：
2．凸、凹模间隙
•不仅严重影响冲裁件的断面
质量，而且影响模具寿命、卸
料力、推件力、冲裁力和冲裁 Biblioteka 的尺寸精度。冲裁模合理间隙值
• 外形尺寸缩小，内腔尺寸增大；
• 模具寿命较高。
• 对于批量较大而公差又无特殊
要求的冲裁件，采用“大间隙”
冲裁，提高模具寿命。
3）间隙合适
•冲裁力、卸料力和推件力适中； •模具有足够的寿命； •光面约占板厚的1/2～1/3左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小； •零件的尺寸几乎与模具一致，完全可以满足使用要求。 •合理的间隙值可查表选取。

第二章冲裁

尺寸精度影响因素一般冲裁件能达到的尺寸精度比模具的精度
1. 模具制造精度低一到三级。
2. 材料性质及模具结构冲裁件会发生回弹现象，从而影响其精度，较软的材料弹性变形小，冲裁后回弹小，精度较高，在模具上增加压板料和顶件器会减小回弹值，提高冲件精度。
3. 冲裁间隙间隙适当时，材料在较纯的剪应力下分离，间隙较大时，材料除受到剪切外，还产生较大的拉伸应力与弯曲变形，冲孔件会大于凸模尺寸，落料件会小于凹模尺寸；间隙较小时，材料会受到较大的挤压作用，冲孔件会小于凸模尺寸，落料件会大于凹模尺寸。
3 使凸、凹模沿封闭轮廓线冲裁，提高零件质量和模具寿命。
搭边值的确定：根据经验定，搭边值不可过小也不可过大，过大浪费材料，过小起不到搭边作用，还可能被拉入凸凹模间隙中，使模具刃口损坏。
搭边值确定取决于材料种类、厚度、冲裁件大小、轮廓形状等，材料越厚、硬度越低、冲裁件尺寸越大、形状越复杂，合理搭边值越大。一般搭边值由经验确定，可以查表。送料步距：条料在模具上每次被送进的距离，步距计算公式为： A = D + a1
图2.9 模具间隙
Z 2t (1
h0 t
)tg
（2—4）
上式中： h0——产生裂纹时凸模的压入深度（mm）； t ——材料厚度（mm）； β —— 最大切应力方向与垂线之间的夹角（裂纹方向角）。
β、 h0与材料性质有关，可以查表得到。
2 查表法
3 经验记忆法
Z = mt
Z：合理冲裁间隙 t: 板料厚度
图2.2 冲裁件塑性变形
三断裂分离阶段当板料应力达到抗剪切强度后，凸模继续下压，凸、凹模口部产生裂纹并不断扩展，当上下裂纹重合时，板料发生分离。当凸模继续下行时，已分离的板料被推出，完成整个冲裁过程。

第二章冲裁工艺及冲裁模

圆形凸模
第二章冲裁工艺及冲裁模
非圆形凸模及其固定冲小孔凸模及其导向结构
第二章冲裁工艺及冲裁模
（4）凸模的长度当采用固定卸料时（如图a）：L=h1+h2+h3+h 当采用弹性卸料时（如图a）：L=h1+h2+h4
2、凹模定义：在冲压过程中，与凸模配合直接对冲制件进行分离或成形的工作零件。
便于操作和实现生产自动化。缺点：级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高。适用：大批量生产小型冲压件。
第二章冲裁工艺及冲裁模
第二章冲裁工艺及冲裁模
第二章冲裁工艺及冲裁模
第二章冲裁工艺及冲裁模
第八节冲裁模的部件和零件
第二章冲裁工艺及冲裁模
一、工作零件 1、凸模按整体结构分：整体式、护套式和镶拼式；按截面形状分：圆形和非圆形；按刃口形式分：平刃和斜刃。凸模基本结构由两部分组成：一是工作部分，用于成型冲件；二是安装部分，用来使凸模正确固定在座上。凸模的材料：形状简单寿命要求不高的凸模选用T8A、T10A等材料；形状复杂且寿命要求较高凸模选用Cr12、Cr12MoV等制造对于高寿命、高耐磨性的凸模选用硬质合金。凸模的固定方法：
第二章冲裁工艺及冲裁模
第四节排样与搭边
一、排样定义：排样指冲裁件在板料、条料或带料上的布置形式。 1、材料利用率定义：在冲压生产中，材料利用率是指在一个进料距离内，冲裁件面积与板料
毛坯面积之比，用百分率表示。
A 100%
Bs
式中 ——材料利用率；
A——一个进料距离内冲裁件的实际面积，mm2； B——条料或带料宽度，mm； s——进料距离，mm。
第二章冲裁工艺及冲裁模

第三章-冲裁工艺课件

冲模
板料厚度t(mm)
制造
精度 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 7 8 10 12
IT6~7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10
IT7~8
IT9 IT10 IT10 IT12 IT12 IT12
IT9
IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 IT14 IT14
0.25 0
将尺寸转化为标准尺寸：A0 ，则其设计公式为：
A模（ Ax） 0 0.2 5
三类尺寸的设计之二
第二类：模具磨损后，制件尺寸减小。
按一般冲孔凸模公式设计计算，制造公差取
0 0.25
将尺寸转化为标准尺寸：B
0
，则其设计公式为：
B模（ Bx） 0 0.2 5
三类尺寸的设计之三
配合加工法：用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙
分别加工法适用于简单件，用于间隙较大，精度要求低的模具，凸、凹模具有互换性。
配合加工法用于复杂件，用于精度要求高，间隙较小的模具，凸、凹模之间无互换性。
2、分别加工法的尺寸计算
对于分别加工法，我们必须给出凸、凹模的设计尺寸以及它们的公差
体反方向胀大
落料件尺寸大于凹模尺寸；冲孔件尺寸小于凸模尺寸
2、断面质量
断面质量取决于冲裁间隙。间隙合理：由凸、凹模刃口所产生的裂纹重合间隙不合理：则上下裂纹不重合
间隙对剪切裂纹与断面质量的影响ａ）间隙过小ｂ）间隙合理ｃ）间隙过大
3、毛刺
a、由冲裁的过程可以知道，冲裁件产生微小的
0.0160.0250.0410.032
分别加工法简单模工作零件设计
凹0.6(ZmaxZm)in0.60.0320.019 凸0.4(ZmaxZm)in0.40.0320.013

冲裁的工作原理范文

冲裁的工作原理范文冲裁（Stamping）是一种常见的金属加工方法，其工作原理简单描述为在上、下冲裁模具的作用下，将金属板材通过机械或液压力量施加在金属板表面上，使其表面产生塑性变形，从而完成所需的形状。

下面将详细介绍冲裁的工作原理。

冲裁过程主要包括四个阶段：进料、定位、加工和退料。

先将金属板材定位到冲裁模具的定位孔中，然后通过外界力的作用使金属板材与冲裁模具之间产生大的变形，完成冲裁过程。

具体的工作原理如下：1.进料：首先将待冲裁的金属板材放入冲床的进料区。

进料是保证冲裁工艺能够连续进行的关键步骤。

在进料过程中，金属板材会被夹紧并沿着预定的路径进入冲裁模具的工作区域。

2.定位：一旦金属板材进入工作区域，它需要被准确而稳定地定位到冲裁模具的工作位置。

这是为了确保冲裁的准确性和一致性。

通常，冲裁模具上会设置一系列的定位针或定位孔，用于将金属板材正确安排在所需位置上。

3.加工：加工阶段是整个冲裁过程最重要的一步。

金属板材将被夹紧并通过冲床的压力施加在冲裁模具上，产生塑性变形。

冲裁模具上通常包含两部分：上模和下模。

当冲床施加力量时，上模会向下推动，将金属板材压到下模上。

下模上通常设置了一定形状的凹槽或凸台，用于使金属板材产生所需的形状。

4.退料：加工完成后，需要将冲裁好的金属零件从模具中取出。

这个过程通常通过顶出装置完成，顶出装置会通过一定的力量将金属零件从模具上顶出，并将其传送到下一个工作站点或接收区域。

退料过程要确保金属零件完整无损。

总的来说，冲裁工作原理主要是通过施加力量使金属板材产生塑性变形，以完成所需的形状。

冲裁过程需要准确的定位、合适的冲裁模具和适量的力量控制，以确保冲裁过程的稳定性和零件质量的一致性。

冲裁是一种高效、精准的金属加工方法，在汽车制造、家电制造等行业得到广泛应用。

冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算

目的和意义
提高冲裁件质量
通过精确计算凸凹模刃口尺寸，可以减小冲裁件的尺寸误差和表面缺陷，提高冲裁件的质量。
降低生产成本
合理的凸凹模刃口尺寸可以减少模具的磨损和修模次数，降低生产成本和生产周期。
促进冲压工艺发展
对冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算的研究有助于推动冲压工艺的发展，提高制造行业的整体水平。
这些参数对冲裁件的尺寸精度、表面质量和生产效率等都有重要影响。
正确选择和调整这些参数是保证冲裁件质量的关键。
冲裁工艺参数优化方法
实验优化法
01
通过实验手段，对冲裁工艺参数进行调整，以获得最佳的冲裁
效果。
仿真优化法
02
利用计算机仿真技术，模拟冲裁过程，对工艺参数进行优化。
数学模型优化法
03
建立冲裁过程的数学模型，通过求解数学方程来获得最优的工
冲裁变形的影响因素
02
01
03
材料性质
材料的力学性能、硬度、厚度等都会影响冲裁结果。
模具设计
凸模和凹模的形状、尺寸、间隙等都会影响冲裁结果。
工艺参数
冲裁速度、压力、润滑条件等都会影响冲裁结果。
03
凸凹模刃口尺寸计算
凸凹模刃口尺寸计算原则
保证工件尺寸精度
考虑材料特性
根据工件尺寸要求，合理确定凸凹模刃口尺寸，以保证冲裁后工件的精度和一致性。
研究展望
01
未来研究可以进一步探讨冲裁过程中的材料流动规律和微观组织变化，以更深入地理解冲裁变形过程。
02
通过优化凸凹模刃口设计和制造工艺，可以提高模具的耐磨性和抗冲击能力，延长模具寿命。
03
针对不同材料和复杂形状的冲裁件，需要进一步研究其变形特性和工艺参数优化，以提高冲裁质量和效率。

第2章冲裁工艺与冲裁模

0 Dp ( Dd 2cmin )0 ( D x 2 c ) p max min p
1 1 1 1 Ld ( Lmin ) Td ( Lmin ) 2 2 2 8
0 绪论一、冲压概念
2.凸模与凹模配合加工
配合加工法是指配做时，先制出一个基准件（如凹模），然后根据基准件的实际尺寸，再按最小合理间隙Zmin配做另一件（如凸模）。
1.冲裁力的计算
平刃口冲裁模的冲裁力可按下式计算：
FP K PtL
式中，F—冲裁力，单位N； k—系数； L—冲裁件周边长度，单位㎜； t—板料厚度，单位㎜；τ b——材料抗剪强度，单位为MPa；系数k是考虑到实际生产中各种因素对冲裁力的影响。根据经验，一般取k＝1.3。抗剪强度τ 的数值，取决于材料的种类和状态，可在有关手册中查取。一般取τ b＝0.8σ b。估算冲裁力公式： F＝Ltσ
Ap A K T
0
p
0 绪论一、冲压概念
② 凸模磨损后尺寸增大。
B p B K
Tp 0
③ 凸模磨损后尺寸没有变化。（根据工件尺寸的标注形式不同其计算也各异）工件尺寸为正偏差标注，如C+0Δ，可按下式计算。 T 即 C p C 0.5 2p 工件尺寸为负偏差标注，如，可按下式计算。 Tp C C 0 . 5 即 p 2 工件尺寸为对称偏差标注，如，可按下式计算。即 C p C Tp 2 式中， Ap、Bp、Cp——凸模刃口尺寸； A、B、C——工件孔的基本尺寸。
0 绪论
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
2.2.1 冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切面的近似表面粗糙度值件见表2-2。 2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件，其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。

冲裁模具平面示意图

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图2-20 正装式复合模
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图2-21 倒装式复合模
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图2有废料排样和少、无废料排样的主要形式
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有废料排样和少、表2-8 有废料排样和少、无废料排样的主要形式
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表2-9 最小搭边值
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表2-9 最小搭边值
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图2-37 圆形凸模
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螺孔(或沉孔或沉孔)、表2-26 螺孔或沉孔、销孔之间及至刃壁的最小距离
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表2-27(a) 冲裁凹模刃口形式
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表2-27(a) 冲裁凹模刃口形式
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凹模厚度系数k 表2-28 凹模厚度系数
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表2-29 倒装复合模的凸凹模最小壁厚δ
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冲裁件外形与内孔尺寸公差△ 表2-4 冲裁件外形与内孔尺寸公差△
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表2-5 冲裁件孔中心距公差
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图2-9 无导向开式单工序冲裁模
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图2-10 导板式侧面冲孔模
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图2-(10) 导板式单工序冲裁模
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图2-11 斜楔式水平冲孔模
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图2-(11) 全长导向结构的小孔冲模
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图2-12 导柱式落料模
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图2-35 复杂形状凸模压力中心
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冲裁模初始双面间隙值Z(一表2-21 冲裁模初始双面间隙值一)
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冲裁模初始双面间隙值Z(一表2-21 冲裁模初始双面间隙值一)
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冲裁模初始双面间隙值Z(二表2-22 冲裁模初始双面间隙值二)
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冲裁模初始双面间隙值Z(二表2-22冲裁模初始双面间隙值二) 冲裁模初始双面间隙值

第二章第一节冲裁过程变形分析

第一节冲裁过程变形分析一、冲裁过程冲裁变形过程可分为三个阶段：第一阶段：弹性变形阶段(图2一la)图2-1 冲裁变形过程凸模与材料接触后，先将材料压平，继而凸模及凹模刃口压人材料中，由于弯矩M的作用，材料不仅产生弹性压缩且略有弯曲，随着凸模的继续压入，材料在刃口部分所受的应力逐渐增大，直到h1深度时，材料内应力达到弹性极限，此为材料的弹性变形阶段。

图 2-2凸模压力与冲裁过程A—压平材料之应力OC—弹性区域B—材料弹性变形之应力CD—塑性区域C—屈服应力E—整个板厚被切断D—材料最大强度第二阶段：塑性变形阶段(图2—1b)凸模继续压人，压力增加，材料内的应力达到屈服点，产生塑性变形。

随着塑性变形程度的增大，材料内部的拉应力和弯矩随之增大，变形区材料硬化加剧，当压入深度达到h2时，刃口附近材料的应力值达到最大值，此为塑性变形阶段。

第三阶段：断裂阶段(图2一1c)凸模压入深度达到h3时，先后在凹、凸模刃口侧面产生裂纹，裂纹产生后沿最大切应力方向向材料内层发展，当凹、凸模刃口处的裂纹相遇重合时，材料便被切断分离。

冲裁变形的三个阶段，可以在剪切曲线图中得到验证，如图2—2所示。

料厚为4.8mm。

板料切断后，冲裁件与孔断面的形状，如图2—3所示。

现将切断面各部分加以说明。

图2—3中的口塌角约为5％t，t为板料厚度。

它是凸模压人材料时，刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果：b为光亮带，约为1/3t，其表面光滑，断面质量最佳；c为剪裂带，约为62％t，表面倾斜且粗糙；d 为毛刺，其高度约为(5％～l0％)t ，它是在出现裂纹时形成的。

二、变形过程力学分析在无压边装置冲裁时，材料所受外力如图2—4所示。

主要包括：p F 、d F ——凸、凹模对板材的垂直作用力；21F F 、——凸、凹模对板材的侧压力；dP F F μμ、——凸、凹模端面与板材间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，但一般指向模具刃口，其中，μ是摩擦系数，下同。

冲裁工艺概述

冲裁时作用于板料的力
Fp，Fd 分别是凸、凹模对板料的垂直作用力；
F1，F2 是凸、凹模对板料的侧压力；
μFp，μFd 是凸、凹模断面与板料之间的摩擦力，其方向和间隙的大小有关； μF1，μF2 是凸、凹模侧面与板料之间的摩擦力。
3．冲裁变形时的应力状态
冲裁时，由于板料弯曲的影响，其剪切区的应力状态复杂，与变形过程有关。其裁剪区板料的应力状态如图所示。
冲裁变形过程
（a）弹性变形阶段（b）塑性变形阶段（c）裂纹扩展阶段（d）断裂分离阶段
弹性变形阶段弹性变形阶段
当凸模开始接触板料并且下压时，变形区内产生弹性压缩、拉深、弯曲等变形，板料被稍微挤入凹模洞孔中，凸模下端面的板料产生弯曲，凹模断面的板料向上翘曲。间隙越大，弯曲和翘曲就越严重。随着凸、凹模刃口压入板料，刃口处的材料所受到的应力逐渐变大，直到达到板料的弹性接线。若卸去凸模压力，板料能够恢复原状，不会产生永久变形。
塑性变形阶段
凸模继续下压，板料的内应力达到屈服极限，板料在与凸、凹模刃口接触处产生塑性变形，此时凸模切入板料，板料挤入凹模，产生塑性剪切变形，形成光亮的剪切断面。随着塑性变形加大，变形区的材料硬化加剧，冲裁变形力不断增大，当刃口附近的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，说明塑性变形阶段结束。
冲裁变形过程弹性变形阶段弹性变形阶段当凸模开始接触板料并且下压时变形区内产生弹性压缩拉深弯曲等变形板料被稍微挤入凹模洞孔中凸模下端面的板料产生弯曲凹模断面的板料向上翘曲
冲裁工艺概述
3.2 冲裁工艺
冲裁加工示意图
冲裁工艺是冲压分离工序的总称，是利用模具在压力机上使板料的一部分沿着一定的轮廓形状与另一部分产生分离的一种冲压工序。

简述冲裁变形的四个过程

简述冲裁变形的四个过程冲裁变形是利用模具对金属材料进行压力加工的一种方式，其过程中金属材料受到压力和切削力的作用，从而产生各种形状和尺寸的变形。

一般而言，冲裁变形可以分为四个过程，包括拉伸、壁厚变化、弯曲和拉伸-压缩。

下面将对这四个过程进行简要介绍。

第一个过程是拉伸。

在冲裁变形中，拉伸是最容易发生的变形形式。

当在金属材料上施加水平方向的力时，材料在这个方向上会逐渐延长，这个过程就可以描述为拉伸。

拉伸过程中，材料中纵向的细小晶粒会发生变形，最终形成某些形状，例如杯子、盖子等。

第二个过程是壁厚变化。

在这个过程中，厚度不均匀的金属材料受到强力的重压，使之锯齿状分布的边缘被不断折叠，最终可形成规律的表面线条纹路和边缘。

同时，由于材料的物理性质的不同，在不同部位的压力会不同，从而形成不同的形状。

第三个过程是弯曲。

当材料受到垂直于其面的压力时，将产生弯曲变形。

弯曲的过程中，金属材料表面的拉伸程度为零，因此在弯曲部分的壁厚比较均匀。

此外，材料在弯曲过程中会遇到最大应力，因此需要考虑弯曲角度和弯曲半径以避免断裂。

第四个过程是拉伸-压缩。

在这个过程中，材料同时受到水平和竖直方向上的压力，产生拉伸-压缩变形。

这个过程中，材料的塑性和强度受到决定性影响，而且受到材料组织成分的影响。

拉伸-压缩过程中金属的壁厚也会发生变化，不规则的边缘被拉伸和压缩来产生规则的形状。

总之，冲裁变形是一种高效、精确的加工方法，可以制造各种形状的零部件，如金属盖板、钣金件、汽车钣金件等，广泛应用于航空、航天、汽车、工程机械等领域。

要进行高质量的冲裁加工，需要掌握各种材料的物理性质及其冲裁过程中的变形特点。

冲裁的变形过程

冲裁的变形过程一、引言冲裁是一种常见的金属加工方法，用于在金属板材上制作各种形状的孔、凹槽和凸起。

冲裁的变形过程是指在冲裁过程中金属板材的形状和结构发生变化的过程。

本文将从冲裁前的材料准备、冲裁过程中的变形现象、变形机理以及冲裁后的材料性能等方面展开讨论。

二、冲裁前的材料准备在进行冲裁前，需要选择合适的金属板材，并根据冲裁件的要求进行切割和整形。

通常，冲裁件的材料可以是钢、铝、铜等金属材料。

在材料准备阶段，需要保证材料的平整度和表面光洁度，以确保冲裁过程中的准确性和质量。

三、冲裁过程中的变形现象在冲裁过程中，金属板材会经历一系列的变形现象。

首先，当冲压机的冲头下压时，金属板材会发生弹性变形，即在外力作用下产生临时变形，当冲头离开后可以恢复原状。

其次，随着冲头的继续下压，金属板材进入塑性变形阶段，即金属发生不可逆的塑性变形，形成所需的孔、凹槽或凸起。

最后，在冲裁完成后，金属板材会出现边缘拉伸、变形区域周围的硬化等现象。

四、冲裁过程中的变形机理冲裁过程中的变形主要是通过塑性变形来实现的。

当冲头施加压力时，金属板材受到应力的作用，超过其屈服强度时，金属开始发生塑性变形。

在冲裁过程中，金属板材受到剪切力和压力的作用，导致金属原子发生位移和重新排列，从而改变了金属板材的形状和结构。

五、冲裁后的材料性能冲裁后的材料性能会发生一定的变化。

首先，冲裁过程中金属板材的硬度会有所增加，这是由于冲裁过程中金属发生冷变形而导致的。

其次，冲裁过程中金属板材的强度也会有所增加，尤其是在冲裁边缘和变形区域周围。

此外，冲裁过程中还会产生一定的残余应力，这可能会对材料的稳定性和可靠性产生影响。

六、总结冲裁的变形过程是一个复杂而精细的工艺过程，涉及到材料的选择、准备和冲裁过程中的变形现象和机理。

通过对冲裁前的材料准备、冲裁过程中的变形现象、变形机理以及冲裁后的材料性能的研究，可以更好地理解冲裁过程，并优化冲裁工艺，提高冲裁件的质量和效率。