【正文】 以方便模具制造，延長模具壽命，各種材料的最小圓角半徑見表23。表23 沖裁件的最小圓角半徑工序線段夾角黃銅、紫銅、軟鋼合金鋼落料≥90176。90176。沖孔≥90176。90176。3) 沖裁件的凸出和凹入部分的寬度不宜過小，避免過長的懸臂和窄槽。4) 沖裁件上孔的最小尺寸不能太小，否則會導致凸模的折斷，各種材質下一般沖模的最小孔尺寸見表24。材料凸模無導向凸模精密導向圓形矩形圓形矩形硬鋼軟鋼及黃銅 表24 最小孔尺寸5) 沖裁件上孔與孔的間距不能太小，一般應取a≥2t,并不小于3～4mm。如果間距過小則會降低模具壽命。6) 孔的位置不應距沖裁件的邊緣太近，在彎曲或拉深件上沖孔時，應避開側壁的圓角部分，以提高沖孔質量和模具壽命。7） 沖裁件的精度不宜過高，表25是沖裁件所允許的精度和經濟精度?？拙喙钜姳?6。 表25 沖裁件精度精度等級零件尺寸材料厚度＜11～22～44～6經濟級＜1010～5050～150150～300精密級＜1010～5050～150150～300注：表中數字的分子項為落料件公差值，分母項為孔公差值。 表26 沖裁件的孔距及孔邊距精度基本尺寸料厚～1010～1818～3030～5050～8080～120120～180180～260～1177。177。177。177。177。177。177。177。＞1～177。177。177。177。177。177。177。177。三 彎曲件的工藝性彎曲線對板料軋向的相對位置、彎曲件上孔的位置及孔壁距彎曲線的距離、相對彎曲半徑及彎曲角的大小、選用的材料種類等對彎曲成形的工序安排、毛坯的定位方式、模具結構及材料利用率均有重要的影響。彎曲成形的主要問題是：回彈和最小彎曲半徑?；貜椫苯佑绊憦澢男螤顪蚀_度；最小彎曲半徑既影響回彈的大小，又可能使彎曲件產生開裂。 表27 彎曲工藝性分析主要內容項目產品圖毛坯示意圖彎曲限制彎邊高度增大H彎曲后切至HH≥(R=0)H≥2t+R(一般)彎曲區(qū)臌凸臌凸B=(～)tA=3t臌凸的程度與R的大小有關止 裂破裂A≥RA≥2t(R=0)易破裂D=變形H≤2t+Rθ60176。時不易彎曲彎邊附近有孔變形彎曲線外側H≥+R增大HL≤25,H≥2t+R25L50H≥+R切舌彎曲破裂 破裂W≥H≥2t+R1) 零件的結構特點彎曲件的形狀最好左、右對稱,寬度相同,相應部位的圓角半徑應左、右相等,以保證彎曲時毛坯不會產生側向滑動。2）最小彎曲半徑彎曲件的內圓角半徑與材料厚度的比值，通常稱為相對彎曲半徑，用以代替應變中性層的曲率半徑與材料厚度的比值，近似地表示彎曲件成形時的變形程度。最小彎曲半徑:使彎曲件外緣表面不出現裂紋的內圓角半徑的極限值。其值的大小與材料的種類、彎曲角的大小、板料表面質量、毛坯的邊緣狀態(tài)、毛坯的寬度和厚度，以及板材的軋制方向有關。常用板材的最小彎曲半徑材料退火或正火的冷作硬化的彎曲線位置垂直輾壓紋向垂直輾壓紋向垂直輾壓紋向垂直輾壓紋向硬(軟)1t硬(硬)2t3t3t4t磷青銅1t3t黃銅(半硬)黃銅(軟)紫銅1t2t1t鎂合金MB1加熱到300176?！?00176。C冷作硬化狀態(tài)2t3t6t8t鈦合金B(yǎng)T5加熱到300176。～400176。C冷作硬化狀態(tài)3t4t5t6t注：，視角度的大小，可采用居間的數值，如45176。時可取中間數值；2. 對在沖裁或剪裁時沒有退火的窄毛料的彎曲時，應作為硬化的金屬來使用；3. 彎曲時通常將沖裁件有毛刺的一面放在彎曲圓弧的外層；4. 表列數據適用于彎曲角≥90176。，斷面質量良好狀態(tài)。3）彎曲件的孔邊距彎曲前允許在毛坯上沖制的孔，應位于彎曲變形區(qū)之外?？妆谥翉澢霃街行牡木嚯xL與材料種類、厚度和彎曲方式等因素有關。通常?。寒攖＜2mm時，L≥t。當t≥2mm時，L≥2t（圖114）。如果孔的位置精度要求較高或孔壁距彎曲區(qū)較近，則應彎曲后沖制。4）最小彎邊高度零件的彎邊高度H不宜過小，否則會因彎邊高度不足而影響彎曲質量。彎曲直角的最小彎邊高度應為Hmin≥2t。若彎邊高度小于此值，應允許在彎角處壓槽（圖115）。壓槽 5)切口彎曲彎曲件上的各種切口彎曲工作（圖116），可以在沖切口的同時完成。為使成形后的零件便于從凹模內頂出，彎曲部分應設計成梯形。6）局部彎曲的工藝結構 零件邊緣需進行局部彎曲時，在彎曲部位的交接處應開止裂孔或止裂槽,以避免彎角部位產生裂紋或畸變。 圖116 7）彎曲件的精度彎曲件的精度受多種因素的影響，可參考相關教科書，表29及表210分別為彎曲工藝所能達到的尺寸精度和角度精度，要達到精密級的精度需加整形工序。 表29 彎曲工藝的精度材料厚度ABCABCT/mm經濟級精密級≤1IT13IT15IT16IT11IT13IT131～4IT14IT16IT17IT12IT13～IT14IT13～IT14彎角斷邊尺寸/mm1～66～1010～2525～6363～160160～400經濟級177。(1176。3039?！?176。)177。(1176。3039?！?176。)177。(5039?！?176。)177。(5039。～2176。)177。(2539?！?176。)177。(1539?！?039。)精密級177。1176。177。1176。177。3039。177。3039。177。2039。177。1039。 表210 彎角精度 第四節(jié) 工藝計算一 毛坯展開1。彎曲毛坯長度計算板料彎曲過程中，應變中心層的長度不變，因此，可以根據這一原理來確定彎曲件的毛坯展開尺寸。彎曲件展開長度包括直邊部分和彎曲部分。直邊部分的長度在彎曲前后不發(fā)生變化，而彎曲部分的長度可根據不同的情況計算。rptaxt1) 中心層半徑： ρ=r+x*t 式中：r─彎曲內圓角半徑； x─中心層移動系數； t─被加工材料厚度。 中心層移動系數經驗值(參考)R/tXR/tx2) 180176。彎曲毛坯展開長度計算：L=a+*t二 成形力計算成形力是設計模具和選擇沖床的主要依據之一，然而由于成形力受到材料性能、零件形狀尺寸、模具間隙波動及厚度偏差等的影響，成形力往往是按近示估算。 沖壓成形力計算公式沖壓工藝類型計算公式說明沖裁力平刃沖裁F=*L*t*τT─材料厚度τ─材料抗剪強度L─沖裁輪廓長彎曲力V形件F=*k*b*t*t*σb/(r+t)k─安全系數，可取k=b─彎曲件寬度U形件F=*k*b*t*t*σb/(r+t)σb─材料抗拉強度校正彎曲F=ApA─彎曲件校正部分的投影面積p─單位壓力，見表216拉深力Pmax=3(σs+σb)(Ddrd)tD─拉深件毛坯直徑d─圓形件直徑rd─凹模圓角半徑σs─材料屈服應力料厚鋁黃銅10～2025～35鈦合金（BT1）鈦合金（BT3）＜330～4060～8080～100100～120160～180160～2003～1050～6080～100100～120120～150180～210200～260 表216 校正彎曲單位壓力三 凸凹模間隙 第五章 沖裁沖裁：是利用模具使板料產生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。用它可以制作零件或為彎曲、拉深、成形等工序準備毛胚。一 沖裁變形機理 右圖是模具對板料進行沖裁時的情形。 當凸模下降至與板料接觸時，板料就受到 凸、凹模端面的作用力。由于凸、凹模之間 存在間隙，使凸、凹模施加于板料的力產生一 個力矩M,其值等于凸、凹模作用的合力與稍 大于間隙的力臂a的乘積。力矩使材料產生彎曲，故模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內保持接觸，～。因此，凸、凹模作用于板料的垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而急劇增大，該圖表明了無壓緊裝置沖裁時板料的受力情況，其中： FF5—凸、凹模對板料的垂直作用力； FF8—凸、凹模對板料的側壓力； FF6—凸、凹模端面與板料間的摩插力，其方向與間隙大小有關，但一般系指向模具刃口； FF7—凸、凹模側面與板料間的摩擦力。 沖裁既是分離工序，工件受力時必然從彈 、塑性變形開始，以斷裂告終。當凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產生彈性變形，由于力矩M的存在，使板料產生彎曲，即從模具表面上撓起。隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內應力狀態(tài)滿足塑性條件時，產生塑性變形,變形集中在刃口附近區(qū)域。塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴大，直到在板料的整個厚度方向上產生塑性變形，板料的一部分相對于一部分移動。力矩M將板料壓向切刃的側表面，故切刃相對于板料移動時，這些力將表面壓平，在切口表面上形成光亮帶。當切刃附近材料各層中達到極限應變與應力值時，便產生裂紋，裂紋產生后，沿最大剪應變速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會合，板料就完全分離。020406080100%從曲線可以看出，在變形開始階段，力增加較慢（此時，毛坯受壓，并由切刃嵌入毛坯形成變形區(qū)），然后迅速增加（一部分相對于一部分移動的過程）。在切刃深入到一定深度時，雖然承受剪切力的板料面積減少了，但受材料加工硬化的影響，所以力仍緩慢上升。當剪切面積減少與硬化增加兩種影響相等時，剪切力達最大值，當剪切面積減小與硬化增加兩種影響相等時，剪切力達最大值，以后剪切面積減少的影響超過加工硬化的影響，于是剪切力下降。塑性材料是剪切力達到最大值，然后緩慢下降一段后才發(fā)生裂紋，直至斷裂，沖裁力急劇下降。這類似于拉伸試驗，即塑性材料在應力達到最大剪切應力后，先產生縮頸然后才斷裂。而低塑性材料斷裂前不出現縮頸。 由于沖裁變形的特點，使沖出的工件斷面明顯地分成四個特征區(qū):即圓角帶、光亮帶、斷裂帶與毛刺。沖孔落料 圓角帶：是沖裁中刃口剛壓入材料時，刃口附近材料產生彎曲和伸長變形的結果，軟材料比硬材料的圓角大。影響圓角帶（塌角）大小的因素除材料性質以外，還有工件輪廓形狀，凸模與凹模的間隙等。 光亮帶：是材料塑性變形時，在毛坯一部分相對一部分移動過程中，模具側壓力將毛坯壓平而形成的光亮垂直的斷面。通常，光亮帶占全斷面的1/2～1/3。塑性好的材料，其光亮帶大，同時還與凸、凹模間隙及模具刃口的磨損程度等加工條件有關。 斷裂帶：是由刃口處的微裂紋在拉應力作用下不斷擴展而形成的撕裂面，斷面粗糙，且有斜度。塑性差的材料，斷裂帶大。 毛刺：毛刺產生與凸、凹模刃口側面處產生裂紋的時候。毛刺的大小與材料的機械性能、凸凹模間隙及刀口的銳利程度有關。 要想提高沖裁件切斷面的光潔程度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的高度或采用整修工序來實現。增加光亮帶高度的關鍵是延長塑性變形階段，推遲裂紋的產生。這可以通過增加金屬塑性和減少刃口附近的變形與應力集中來實現。41 / 41