第2章冲裁工艺及模具设计 一、要点解析 基本概念 冲裁是使材料一部分相对另一部分发生分离，是冲压加工方法中的基础工序，应用极为 广泛，它既可以直接冲压出所需的成形零件，又可以为其他冲压工序制备毛坯。 落料是若冲裁的目的是为获取有一定外形轮廓和尺寸的冲落部分，则称为落料工序，剩 余的带孔部分就成为废料。 冲孔是若冲裁的目的是为了获取一定形状和尺寸的内孔，此时，冲落部分成废料，带孔 部分即为工件，则称为冲孔工序。 (一)冲裁过程分析 1.弹性变形阶段当凸模卸载 第一阶段 后，材料即恢复原状。 第三阶段 2,塑性变形阶凸模的不断压 第二阶段 入，材料变形抗力不断增加，硬化加 剧，刃口附近产生应力集中，达到材 图2一1冲裁变形过程 料抗拉强度时，塑性变形阶段结束。 3.断裂分离阶段刃口侧面产生裂纹，并沿最大切应力方向往材料内层扩展，使材料 分离。 (二)冲裁断面特征 ①塌角带（又称塌角）：其大小与材料塑性和模具间隙有 关。 ②光亮带（又称光面）：光亮且 毛刺 垂直于端面，普通冲裁占整个断面的 毛面 1/3以上。光面是制件测量的基准。 光面 ③断裂带（又称毛面）：粗糙且 硬度上升 烟角 有锥度。 ④毛刺：成竖直环状，是模具拉挤的结果。 图2-2冲裁断面特征 (三)冲裁间隙与冲裁断面质量的关系 第1页共3页
第 1 页 共 3 页 第 2 章 冲裁工艺及模具设计 一、要点解析 基本概念 冲裁是使材料一部分相对另一部分发生分离，是冲压加工方法中的基础工序，应用极为 广泛，它既可以直接冲压出所需的成形零件，又可以为其他冲压工序制备毛坯。 落料是若冲裁的目的是为获取有一定外形轮廓和尺寸的冲落部分，则称为落料工序，剩 余的带孔部分就成为废料。 冲孔是若冲裁的目的是为了获取一定形状和尺寸的内孔，此时，冲落部分成废料，带孔 部分即为工件，则称为冲孔工序。 （一）冲裁过程分析 1.弹性变形阶段 当凸模卸载 后，材料即恢复原状。 2 .塑性变形阶 凸模的不断压 入，材料变形抗力不断增加，硬化加 剧，刃口附近产生应力集中，达到材 料抗拉强度时，塑性变形阶段结束。 3 .断裂分离阶段 刃口侧面产生裂纹，并沿最大切应力方向往材料内层扩展，使材料 分离。 （二）冲裁断面特征 ①塌角带（又称塌角）：其大小与材料塑性和模具间隙有 关。 ②光亮带（又称光面）：光亮且 垂直于端面，普通冲裁占整个断面的 1／3 以上。光面是制件测量的基准。 ③断裂带（又称毛面）：粗糙且 有锥度。 ④毛刺：成竖直环状，是模具拉挤的结果。 （三）冲裁间隙与冲裁断面质量的关系
1.模具间隙 22 Z/ Zn dr D 光面 imstn 图2-3凸凹模间隙 (a) (b) (c) Z一冲裁间隙，mm; D,一凹模刃口尺寸，mm; 图2-4冲裁裂纹与断面变化 d,一凸模刃口尺寸，mm。 (a)间隙过小(b)间隙适合，(c)间隙过大 2.冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 (1)选用中等间隙时（普通冲裁合理间隙） 冲裁件断面光亮带区域较大，而塌角和毛刺较小，断裂锥度适中，零件表面较平整 (2)选用较小间隙时 上、下两裂纹不重合，随着凸模的下降产生二次剪切，形成第二条光亮带 (3)选用较大间隙时 光亮带变小，毛刺和锥度较大，塌角有所增加，断面质量更差 (四)合理间隙值得确定 ①当冲裁件尺寸精度要求不高或对断面质量无特殊要求时，为了提高模具使用寿命和减小冲压 力，从而获得较大的经济效益，一般采用较大的间隙值。 ②当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙值。 ③在设计冲裁模刃口尺寸时，考虑到模具在使用过程中的磨损，会使刃口间隙增大，应按合理 间隙值中的最小间隙值来计算刃口尺寸。 确定冲裁模具间隙时，可使用经验公式与查表法。 冲裁工艺与有关工艺计算 模具主要零部件的结构设计 模具结构设计冲模设计步骤及 实例内容见教材 二、要点解析 (一)填空 第2页共3页
第 2 页 共 3 页 1.模具间隙 2.冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 （1）选用中等间隙时（普通冲裁合理间隙） 冲裁件断面光亮带区域较大，而塌角和毛刺较小，断裂锥度适中，零件表面较平整 （2）选用较小间隙时 上、下两裂纹不重合，随着凸模的下降产生二次剪切，形成第二条光亮带 （3）选用较大间隙时 光亮带变小，毛刺和锥度较大，塌角有所增加，断面质量更差 （四）合理间隙值得确定 ①当冲裁件尺寸精度要求不高或对断面质量无特殊要求时，为了提高模具使用寿命和减小冲压 力，从而获得较大的经济效益，一般采用较大的间隙值。 ②当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙值。 ③在设计冲裁模刃口尺寸时，考虑到模具在使用过程中的磨损，会使刃口间隙增大，应按合理 间隙值中的最小间隙值来计算刃口尺寸。 确定冲裁模具间隙时，可使用经验公式与查表法。 冲裁工艺与有关工艺计算 模具主要零部件的结构设计 模具结构设计 冲模设计步骤及 实例内容见教材 二、要点解析 （一）填空
1、 是在平板毛坯上沿封闭轮廓进行，被分离下来的一块称为 2、 是以落料件或其它成形件为工序件，完成各种形状孔的 3、对成形件进行冲裁，以获得工件要求的形状和尺寸，称为 4、冲裁变形过程分为 阶段。 5、冲裁时板料最大的 集中在以凸模与凹模刃口连线为中线的内。 (二)选择（对√错×） 1、落料常用于制备工序件() 2、板料变形是纯剪切() 3、冲裁断面不存在加工硬化现象() 4、纺锤形区或不冲裁时出现的() 5、由于间隙才产生了有害的弯曲变形() (三)问题 1、冲裁有哪些工序？ 2、简述冲裁断面？ 答案： (一)1、落料冲裁落料件2、冲孔冲裁加工3、修边4、弹性变形塑性变形断 裂分离5、塑性变形纺锤形 (二)1、√2、×3、×4、×5、√ (三)1、落料冲孔修边冲槽冲缺口切断切舌剖切：2、塌角，光亮带，断裂带和毛刺 第3页共3页
第 3 页 共 3 页 1、________是在平板毛坯上沿封闭轮廓进行________，被分离下来的一块称为________。 2、________是以落料件或其它成形件为工序件，完成各种形状孔的__________。 3、对成形件进行冲裁，以获得工件要求的形状和尺寸，称为_________。 4、冲裁变形过程分为________，__________，__________阶段。 5、冲裁时板料最大的______________集中在以凸模与凹模刃口连线为中线的_______内。 （二）选择（对√错×） 1、落料常用于制备工序件（ ） 2、板料变形是纯剪切（ ） 3、冲裁断面不存在加工硬化现象（ ） 4、纺锤形区或不冲裁时出现的（ ） 5、由于间隙才产生了有害的弯曲变形（ ） （三）问题 1、冲裁有哪些工序？ 2、简述冲裁断面？ 答案： （一）1、落料 冲裁 落料件 2、冲孔 冲裁加工 3、修边 4、弹性变形 塑性变形 断 裂分离 5、塑性变形 纺锤形 （二）1、√ 2、× 3、× 4、× 5、√ （三）1、落料 冲孔 修边 冲槽 冲缺口 切断 切舌 剖切；2、塌角，光亮带，断裂带和毛刺