【正文】 工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 沖壓材料 板料的力學(xué)性能與沖壓成形性能之間的關(guān)系 板料的沖壓成形性能板料對各種沖壓成形加工的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能。沖壓成形性能是個綜合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有兩個主要方面：一方面是成形極限，希望盡可能減少成形工序；另一方面是要保證沖壓件質(zhì)量符 合設(shè)計要求。 沖壓常用材料，多為各種規(guī)格的板料、帶料等。 ⑵ 有色金屬：紫銅、無氧銅、黃銅、青銅、純鋁、硬鋁等。 性能： ：金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，即 用單位面積所能承受的載荷 (外力 )來表示，常用單位為 MPa。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力，即開始產(chǎn)生塑性變形時的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)，用符號 σs 表示，單位為 MPa。 ：金屬試樣在拉力試驗時，拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，用符號σb 表示，單位為 MPa。用符號 δ 表示。 南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 n：鋼材在拉伸中實(shí)際應(yīng)力－應(yīng)變曲線的斜率。 r 值： r 值表示鋼板拉伸時，寬度方向與厚度方向應(yīng)變比之比值。 沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備的發(fā)展 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，中國鍛壓機(jī)床行業(yè)經(jīng)過 技術(shù)引進(jìn)、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運(yùn)作，快速地提升了我國沖壓設(shè)備整體水平。但由于大家都在進(jìn)步，所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。 沖壓設(shè)備類型的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)率、安全操作等因素來確定的 南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 沖裁工藝和沖裁模設(shè) 設(shè)計課題及設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計課題 鐵芯片落料、沖孔復(fù)合模 圖示沖裁件，材料為 08F 鋼 ，厚度為 ，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。 ②零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個直徑為 7的孔，比較適合沖裁。查公差表可得各尺寸公差為： 零件外形： ? mm ? mm mm 32 ? mm ? mm 80 ? mm 結(jié)論：適合沖裁。凸模１與凹模２都具有與制件輪廓一樣形狀的鋒利刃口，凸凹模之間存在一定間隙。如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下三個階段。同時，凸模 稍許擠入板料上部，板料的下部則略擠入凹模洞口，但材料內(nèi)的應(yīng)力末超過材料的彈性極限。凸模擠入板料上部，同時板料下部擠入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。由于凸、凹模間存在有間隙，故在這個階段中板 料還伴隨著彎曲和拉伸變形。 3．?dāng)嗔逊蛛x階段 材料內(nèi)裂紋首先在凹模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生，緊接著才在凸模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生。隨后，凸模將分離的材料推人凹模洞口。通常占全斷面的 1/21/3； 斷裂帶 c ：該區(qū)域是在斷裂階段形成。 毛刺區(qū) d ：毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分是高靜水 壓應(yīng)力狀態(tài)，使裂紋的起點(diǎn)不會在刃尖處發(fā)生，而是在模具側(cè)面距刃尖不遠(yuǎn)的地方發(fā)生，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺， 裂紋的產(chǎn)生點(diǎn)和刃口尖的距離成為毛刺的高度。 對于塑性較好的材料，沖裁時裂紋出現(xiàn)得較遲，因而材料剪切的深度較大，所以得到的光亮帶所占有比例大，圓角和彎彎較大，斷裂帶較窄。 沖裁單 面間隙是指凸模和凹模刃口橫向尺寸的差值的一半，常稱沖裁間隙，用 c 表示。 沖裁模具的間隙 間隙對沖裁件尺寸的精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高。 影響偏差值的因素有：凸模與凹模間隙、材料性質(zhì)、工件形狀與尺寸。 南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 上述因素的影響是在一定的模具制造精 度前提下討論的。 所以，凸、凹模刃口的制造公差一定要按工件的尺寸要求來決定。 間隙對模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重。而較大的間隙可使凸模側(cè)面與材料間的摩擦減小，并減緩由于受到指責(zé)和裝配 精度限制而出現(xiàn)的間隙不均勻現(xiàn)象的不利影響，從而提高模具壽命。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的 5﹪― 20﹪左右時，沖裁力的降低不超過 5﹪― 10﹪。間隙增大后，從凸模上卸料和從凹模里推出零件都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的 15﹪― 25﹪左右時卸料力幾乎為零。 間隙值的確定 由以上分 析可見，凸模、凹模間間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙值增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值 Cmin。 理論確定法的主要依據(jù)是保證上下裂紋會合，以便獲得良好的斷面。對尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件 應(yīng)選用較小間隙值，對斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可用較大間隙值 本論文設(shè)計的產(chǎn)品 經(jīng)查《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中表 得：材料為南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 08F 鋼 ，厚度為 的鐵芯片間隙值為： Zmin =； Zmax = 凸模與凹模刃口尺寸計算 計算原則 ，沖孔時孔的尺寸由凸模決定。 差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。 計算方法 采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙標(biāo)注的尺寸和公差進(jìn)行加工。 要保證初始間隙值小于最大合理間隙 Zmax，必須滿足下列條件： ︳δ p︱ +︱δ d︱≤ ZmaxZmin 若︱δ p︱ +︱δ d︱ ZmaxZmin，可取δ p=﹙ ZmaxZmin﹚、δ d=﹙ ZmaxZmin﹚作為模具的凸模、凹模的制造偏差。此方法是先做好其中的一件（凸模或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來配加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。 落料 （以凹模為基準(zhǔn)配做凸模） 變 大 的尺寸（ A 類） Ad =（ AXΔ ） d??0 變 小 的尺寸（ B 類） Bd =（ B+XΔ ） 0d?? 無變化的尺寸（ C類） C??0 Cd =（ C+）177。2d? C177。2d? 當(dāng)標(biāo)注形式為 +δ d （或 δ d ）δ d =4? 177。 例： 以 凸 模為基準(zhǔn)配做 凹 模 變小的尺寸（ A 類）： Ap1 =(A+XΔ )0p?? =（ 128+ ） ? =? Ap2 =(A+XΔ )0p?? =（ 96+ ） ? =? Ap3 =(A+XΔ )0p?? =（ 16+ ） ? =? Ap4 =(A+XΔ )0p?? =（ 32+ ） ? =? 變大的尺寸（ B 類）： 凸模南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 Bp =(BXΔ ) p??0 =（ ） ? = ? 無變化的尺寸（ C類）： Cp =（ C+）177。2d?=（ 80+ ）?= ? 沖裁力和壓力中心計算 沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了合理地選用沖壓設(shè)備、沖壓模具和檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度。 1. 計算公式： 沖裁力 ： F=Ktlτ F ─ 沖裁力， N ； K ─ 一般取 ；