冲裁工艺与冲裁件的工艺性 教案_冲裁件的工艺性

冲裁工艺与冲裁件的工艺性 教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“冲裁件的工艺性”。

《模具工程技术基础》电子教案[3]

[课题编号] 1-2①

[课题名称] 冲裁工艺与冲裁件的工艺性 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础，北京：高等教育出版社，2002。

[教学目标与要求]

一、知识目标

1、掌握冲裁工艺及其种类；

2、了解冲裁的变形过程及冲裁件的断面特征；

3、掌握冲孔工序和落料工序的组合方式；

4、了解冲裁件的排样；

5、理解冲裁件的工艺性要求。

二、能力目标

1、能区分落料与冲孔；

2、能对影响冲裁件断面特征的因素进行分析；

3、学会看和查冲裁件的工艺性的有关表格。[教学重点]

1、冲裁工艺及其种类；

2、冲孔工序和落料工序的组合方式；

3、冲裁件的排样。[分析学生]

1、对冲裁工艺的感性认识不足。

2、运用工程力学知识分析冲裁件的断面特征会感到理论性过强。[教学思路设计] 利用冲裁件实物和图片、动画进行讲解，对理论性过强的内容尽可能降低其难度，启发学生积极思考。

[教学资源] 冲裁件实物、图片等。[教学安排] 2课时（90分钟）教学策略：利用冲裁件实物进行分析，创设教学情景，启发学生思考与讨论，特别注重知识与生活实际经验相联系，讲、演、提问、讨论交叉进行，及时归纳总结。

[教学过程] ※复习： 冲压加工得到的零件称为冲压件。

※导入新课：展示不同冲压工艺得到的制件，引出冲压工艺与冲压件的分类。新课内容： 引言：

冲压工艺与冲压件对应关系：

冲裁工艺——冲裁件（落料件、冲孔件等）；

弯曲工艺——弯曲件（简单弯曲件、复杂弯曲件等）； 拉深工艺——拉深件（圆筒拉深件、矩形拉深件等）； 成形工艺——翻边件、胀形件、缩口件等； 挤压工艺——挤压件（正挤压件、反挤压件等）。

一、冲裁工艺

1、基本知识：

（1）冲裁工艺：是利用冲裁模在压力机的作用下，使板料分离的一种冲压工艺。其特征是将所冲工件与坯料分离。

（2）冲裁工艺的种类：包括冲孔、落料、切断、切口等多种工序，一般冲裁工艺中冲孔和落料用得最多。除直接在板料上进行冲裁外，还可在弯曲、拉深等工序后的半成品制件上进行冲裁，因此冲裁是冲压工艺中应用最多的工序。

※分析：落料与冲孔的区分：落料时，冲裁封闭曲线以内的部分为制件；冲孔时，冲裁封闭曲线以外的部分为制件。如冲制一个垫圈，中央孔的冲裁为冲孔工序，垫圈外轮廓的冲裁为落料工序。

2、冲裁分析

（1）冲裁变形过程：

※按教材图1－4讲解：凸模1与凹模3对板料2进行冲裁，凸模在压力机滑块的作用下下行，对支承在凹模上的板料2进行冲裁，使板料发生变形分离得到工件4。冲裁过程经历了弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段。

（2）冲裁件的断面特征： ※按图1－5讲解：

①塌角带：是在冲裁过程中弹性变形后期和塑性变形开始阶段形成的。②光亮带：产生于塑性变形阶段。

③断裂带：产生于冲裁变形后期的断裂阶段。④毛刺：在塑性变形阶段后期，材料在模具刃口的侧面由于摩擦、应力集中、材料的加工硬化使材料的塑性降低，逐渐产生了微裂纹，微裂纹的产生与不断扩展使材料分离，与此同时也形成了毛刺。

（3）影响冲裁件的断面特征的因素

①塑性好的材料，光亮带大，断裂带小，塌角带和毛刺较大。②对同一种材料，若凸模与凹模的间隙小，刃口锋利，其冲裁件的光亮带较大，断裂带较小，塌角带和毛刺也较小。

表1－1是冲裁模双面间隙Z。表1－1中双面间隙分三类，第工类适用于冲裁件精度和断面质量均要求较高的制件，第Ⅱ类适用于一般要求的制件，第Ⅲ适用于要求不高的制件（表中双面间隙下限为Zmin称最小双面间隙；上限为Zmax，称最大双面间隙）。

※查表练习：采用低碳钢

10、一般要求的制件，其冲裁模双面间隙为多少？

3、冲孔工序和落料工序的组合方式 ※引导：如何提高冲裁的生产效率？ 冲孔和落料是单工序冲裁，为了提高冲裁生产效率和工件精度，可将冲孔工序和落料工序组合在一副模具内完成。

（1）级进冲裁：

※举例讲解：垫圈的级进冲裁

①图1－6a是要冲裁的垫圈；图1－6b是单工序落料，在落料模中可获得落料件D尺寸；在落料件上用冲孔模冲出直径为d的孔，见图1－6c。

②图1－6d是级进冲裁方式，冲裁开始时条料送到Ⅰ位置，冲孔凸模1可在条料上冲出孔径为d的孔，在上模回程后，将条料送到Ⅱ的位置，孔径d的中心刚好对准落料凸模2的中心；上模再次下冲，冲孔凸模1又在条料上冲出孔径为d的孔，同时落料凸模2进行落料，得到工件外形直径D，即获得一个完整的工件。在图1－6d的冲裁方式中，凸模在不同的工位上逐步冲出工件，且每冲一次就可获得一个工件，因此称为级进冲裁。

（2）复合冲裁：

※举例讲解：垫圈的复合冲裁 如图1－9e为垫圈的复合冲裁，其与级进冲裁方式的区别是冲孔和落料都在同一工位进行。件7外形是落料的凸模，内孔又是冲孔的凹模，故零件称为凸凹模。件7是冲孔凸模，件6是落料凹模。

当凸凹模下行时，冲孔凸模1与凸凹模7的内孔对材料进行冲孔，得到孔径为d的孔，凹模6与凸凹模7的外形对材料进行落料，得到尺寸为D的外形，即在同一位置对材料进行冲孔和落料，可获得一个完整的冲裁件。

（3）级进复合冲裁。

4、冲裁件的排样

（1）排样：冲裁件在条料上的布置形式称为排样。

（2）排样图：表达冲裁件在冲裁时进程的图称排样图，排样图能直接反映出冲裁的材料利用率、冲裁件的质量、生产效率、模具结构与模具寿命等内容。

（3）排样的形式：

※结合表1－2进行讲解：

①从有无废料分，排样有废料排样和少无废料排样。

※分析：有废料排样所得到的制件质量、精度和模具寿命要比少无废料排样的高，但材料利用率低。

②从制件的布排形式分，排样有直排、斜排、对排、多排、混合排和裁搭边等形式。采用何种排样形式应根据制件的形状、材料种类、制件精度、批量大小、材料利用率、模具结构等内容进行综合分析。

※举例：图1－7是一个有废料排样图，工件在条料的布排形式为斜排，在图中影阴线部分是凸模冲裁的工作位置，尺寸A是条料在模具上每次送进的距离，称为步距；尺寸a、b是搭边值，它是制件与制件之间（b值）和制件与板料边缘之间（a值）的余料。

搭边值的大小对冲裁工艺有较大影响，搭边可以起到补偿定位误差的作用，可以使条料具有一定的强度和刚度，便于送料。其值可根据条料的宽度、工件的材料、形状和大小参考表1－3。

※课堂练习：观察图1－6中的几种冲裁排样图，分析属于什么排样形式？

二、冲裁件的工艺性

1、冲裁件的工艺性：是指冲裁件的结构形状、尺寸大小、工件精度等在冲裁时的难易程度。良好的冲裁件工艺性是保证冲裁件质量、简化模具结构、减少材料消耗、提高生产效率、降低冲裁件制造成本的重要前提。

2、冲裁件的工艺性要求

（1）冲裁件的形状：冲裁件的形状应简单、对称，便于冲裁排样。①冲裁件的内外转角处圆角R>0.25t（t为材料厚度），圆角R过小或清角、尖角都不利于模具的制造与使用。

②冲裁件上过长的悬臂和凹槽都会削弱凸模强度及刚度，一般槽宽和槽深数值B不应大于表1－4中所列的数值，悬臂长度1≤5B。

※对表1－4进行解释。

（2）冲裁件的尺寸：冲裁件孔与孔之间和孔与边缘之间的距离、凸模在自由状态下冲的最小孔径都不能过小，过小就会削弱模具强度，会使模具结构复杂化。

①凸模在自由状态下冲孔的最小孔径见表1－5；孔距、孔边距可参考图1—8。

※对图1－4进行解释。

②复合冲裁时凸凹模的最小壁厚可查表1—6。（3）冲裁件的精度和表面粗糙度

普通冲裁能得到冲裁件的尺寸精度都在IT12－IT10以下，表面粗糙度值Ra大于12.5um。

工件边缘的毛刺高度正常情况下小于0.15mm。冲孔件可比落料件尺寸精度高一级。对于精度要求高的冲裁件，可通过整修或精密冲裁方法获得。

小结：

1、冲裁工艺包括冲孔、落料、切断、切口等多种工序；

2、冲孔工序和落料工序的三种组合方式：级进冲裁、复合冲裁、级进复合冲裁。

3、排样的形式：从有无废料分，排样有废料排样和少无废料排样；从制件的布排形式分，排样有直排、斜排、对排、多排、混合排和裁搭边等形式。

4、冲裁件的工艺性是指冲裁件的结构形状、尺寸大小、工件精度等在冲裁时的难易程度。良好的冲裁件工艺性是保证冲裁件质量、简化模具结构、减少材料消耗、提高生产效率、降低冲裁件制造成本的重要前提。

课后作业：

1、冲裁件的断面有哪些特征，影响冲裁件质量的因素有哪些?

2、从工序的组合形式分，冲裁有哪些工序？

3、冲裁模间隙对冲裁件的尺寸精度和形状精度有何影响?

4、冲裁模间隙对模具寿命有何影响?

5、冲裁排样有哪些形式？搭边值对冲裁工艺有何影响?

6、为什么要限定普通冲裁模冲孔的最小孔径和凸凹模的最小壁厚? 教学后记：