模具间隙的影响课件.ppt

1、情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析内容简介内容简介： 冲裁是最基本最基本的冲压工序。任务是本课程的重点重点。在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，介绍冲裁工艺计算、工艺方案制定和冲裁模设计。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、间隙确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析1了解冲裁变形规律、冲裁件质量及影响因素；2掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。3掌握冲裁工艺性分析、冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等

2、设计计算方法。4认识冲裁模典型结构及特点，了解模具标准，掌握模具零部件设计及模具标准应用方法，能查阅相关资料。学习目的与要求学习目的与要求：情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2刃口尺寸计算原则和方法；3冲裁工艺性分析与工艺方案制定；4冲裁模典型结构及特点；5冲裁模结构设计及模具标准应用；6冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。重点重点：难点难点：1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；2刃口尺寸计算原则和方法；3模具结构设计及模具标准应用；4冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 给出产品3件 产品1名称：圆垫片材料： Q235 厚度： 1.5mm 产品精度 13级产

3、品2名称：十字垫片材料： 铝 厚度： 1 mm产品精度 13级产品3产品3名称：梅花垫片材料： 铝 厚度： 1 mm产品精度 普通级任务2.1.1 冲裁模设计程序1.冲裁件工艺性分析。2.确定冲裁工艺方案。3.选择模具的结构形式。4.进行必要的工艺计算。5.选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸。6.校核模具闭合高度及压力机有关参数。7.绘制模具总装图及零件图。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析一、冲裁模设计的一般步骤 冲裁模详细步骤任务2.1.1 冲裁模设计程序 冲裁方案确定之后，模具类型模具类型（单工序模、复合模、级进模等）即选定。就可确定模具的各个部分的具体结构，包括模模架架及导向方式

4、导向方式、毛坯定位方式毛坯定位方式、卸料卸料、压料压料、出件方式出件方式等。 在进行模具结构设计时，还应考虑模具维修、保养和吊装的方便方便，同时要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全安全等。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析三、选择模具的结构形式任务2.1.1 冲裁模设计程序1.排样设计与计算2.计算冲压力，初步选取压力机的吨位3.计算模具压力中心4.计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差5.弹性元件的选取与计算6.必要时，对模具的主要零件进行强度的验算情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析四、进行必要的工艺计算任务2.1.1 冲裁模设计程序 模具主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定

5、位零件、卸料和出件零件、导向零件以及连接与固定零件的结构结构形式形式和固定方法固定方法。 在设计时，要考虑到零部件的加工工艺性加工工艺性和装配工艺性装配工艺性。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析 五、模具的主要零部件设计任务2.1.1 冲裁模设计程序冲裁模总体结构尺寸总体结构尺寸必须与所选用的压力机相适应: 模具的总体平面尺寸应与压力机工作台或垫板和滑块下平面尺寸相适应； 模具的封闭（闭合）高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析六、校核模具闭合高度及压力机有关参数模具的其它外形结构尺寸其它外形结构尺寸也必须与压力机相适应: 模具外形平面尺寸与压力机的

6、滑块底面及工作台面尺寸； 模具的模柄与滑块的模柄孔尺寸； 模具下弹顶装置的平面尺寸与压力机工作台面孔的尺寸。任务2.1.1 冲裁模设计程序1绘制模具总装图 应清楚表达各零件之间的装配关系装配关系以及固定连接方式固定连接方式。1）主视图 剖剖视图，闭合闭合状态，闭合高度尺寸闭合高度尺寸，条料和工件剖切面涂红涂红/ /黑黑2）俯视图 俯视可见可见部分，未见部分可用虚线表示，平面轮廓尺寸平面轮廓尺寸，图中排样图轮廓线用双点划线双点划线表示。3）侧视图、局部视图和仰视图 一般不要求，必要画时出，宜少勿多宜少勿多。 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析七、绘制模具总装图和零件图任务2.1.1 冲裁模设计

7、程序4）冲裁零件图 按比例按比例，与冲压方向一致一致，注明零件名称名称、材料材料、厚度厚度及有有关技术要求关技术要求。5）排样图 对于落料模、含有落料的复合模及级进模，必须绘出排样图排样图。6）标题栏和明细表 所有零件(含标准件)都要详细详细填写在明细表中。7）技术要求 简要注明对本模具的使用使用、装配装配等要求和应注意的事项。当模具有特殊要求特殊要求时，应详细注明有关内容。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析七、绘制模具总装图和零件图（续）任务2.1.1 冲裁模设计程序 模具零件图是模具加工的重要依据，应符合如下要求：1）视图要完整完整，且宜少勿多宜少勿多。2）尺寸标注要齐全齐全、合理合理、

8、符合国家标准符合国家标准。3）制造公差制造公差、形位公差、表面粗糙度表面粗糙度选用要适当。4）注明所用材料牌号材料牌号、热处理要求热处理要求以及其他技术要求其他技术要求。 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析七、绘制模具总装图和零件图2绘制模具零件图达到目的：得到如下图纸主视图俯视图冲裁零件图排样图局部视图任务2.1.2 工艺分析情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析模具类型模具类型:使用使用冲裁模冲裁模：冲裁冲裁：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。产品为普通精度要求，使用普通

9、冲裁模具任务2.1.3 冲裁变形过程分析情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析一、冲裁变形时板材变形区受力情况分析四对力 冲裁时作用于板料上的力 1-凸模 2-板材 3-凹模 了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。 凸、凹模间隙存在，产生弯矩弯矩。 间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段： 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析二、冲裁变形过程1弹性变形阶段弹性变形阶段 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、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。

10、 3断裂分离阶段断裂分离阶段 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 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析冲裁变形过程冲裁件质量：情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析三、冲裁件质量及其影响因素垂直、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断面状况、尺寸精度尺寸精度和形状误差形状误差。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析三、冲裁件质量及其影响因素（续）1、冲裁件断面质量及其影响因素断面特征圆角带圆角带a a： 刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区

11、域。断裂带断裂带c：裂纹形成及扩展。毛刺区毛刺区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。情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况a）冲孔件 b）落料件 1.冲裁件断面质量影响因素情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析()材料性能的影响三、冲裁件质量及其影响因素（续）()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()模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会

12、产生毛刺。a、b、d大，c小情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析间隙对剪切裂纹与断面质量的影响）间隙过小 ）间隙合理 ）间隙过大 情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析凸、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 2.冲裁件尺寸精度及其影响因素情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析三、冲裁件质量及其影响因素（续）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 3冲裁件形状误差及

13、其影响因素情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析三、冲裁件质量及其影响因素（续）冲裁件的形状误差：翘曲翘曲：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。任务2.1.3 冲裁模间隙情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析一、间隙的重要性冲裁间隙Z： 指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。 任务2.1.3 冲裁模间隙情境2

14、.1 冲裁模设计步骤 产品分析一、间隙的重要性1.间隙对冲裁件质量的影响2.间隙对冲裁力的影响 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。间隙是影响冲裁件质量的主要因素。任务2.1.4 冲裁模间隙情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析一、间隙的重要性（续）3.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命和模具总寿命模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损磨损、变形变形、崩刃崩刃、折断折断和涨裂涨裂。 小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏

15、。 所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值较大的间隙值是十分必要的。 在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 ZminZmin情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析二、冲裁模间隙值的确定1.理论法确定法2.经验确定法较小间隙值（表2.3.2）较大间隙值（表2.3.3）tan12tan200ththtZ1、请查表确定所给零件（3选1）的冲裁间隙、完成模具设计的工艺分析、冲裁方案确定步骤。2、课本图2-1、2-2、2-3所示零件的冲裁间隙。3、讨论总结规律4、预习排样设计内容学生训练：情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析总结本讲所讲内容如下：1、模具设计的基本步骤与要求2、冲裁过程分析、产品质量及其影响因素3、冲裁间隙的作用、取值方法及其应用情境2.1 冲裁模设计步骤 产品分析