某落料模具设计研究毕业论文(编辑修改稿)

某落料模具设计研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

凸模； 2材料； 3凹模 图 1 冲裁时作用于材料上的力 其中： P１ 、Ｐ ２ —— 凸 、凹模对板料的垂直作用力； Ｆ １ 、Ｆ ２ —— 凸 、凹模对板料的侧压力； μ P１ 、 μ Ｐ２ —— 凸 模端面与板料间摩擦力，其方向与间隙大小有关，但一般指向模具刃口； μ Ｆ１ 、 μ Ｆ２ —— 凸 、凹模侧面与板料间的摩擦力。 图 2 冲裁时板料的应力状态图 冲裁时，由于板料弯曲的影响，其变形区的应力状态是复杂的，且与变形过程有关。 对于无压料板压紧材料的冲裁，其变形区应力状态如图 2 所示，其中： A点 ( 凸 模侧面 )： 凸 模下压引起轴向拉应力 σ ３，板料弯曲与 凸 模侧压力引起径向压应力 σ1 ，而切向应力 σ ２为板料弯曲引起的压应力与侧压邢台职业技术学院毕业论文 第 6 页 共 36 页 力引起的拉应力的合成应力。 B点 ( 凸 模端面 )： 凸 模下压及板料弯曲引起的 三向压缩应力。 C点 (断裂区中部 )：沿径向为拉应力 σ １， 垂直于板平面方向为压应力 σ3。 D点 (凹模端面 )：凹模挤压板料产生轴向压应力 σ ３，板料弯曲引起径向拉应力 σ1 和切向拉应力 σ2。 E点 (凹模侧面 )： 凸 模下压引起轴向拉应力 σ ３，由板料弯曲引起的拉应力与凹模侧压力引起压 应力合成产生应力 σ 1 与 σ2 ，该合成应力可能是拉应力，也可能是压应力，与间隙大小有关。 一般情况下，该处以 拉应力为主。 冲裁是分离变形的冲压工序。 当 凸 模、凹模之间的间隙正常时，工 件受力后必然从弹性变形开始，进入塑性变形，最后以断裂分离告终，如图 3所示。 图 3 冲裁变形过程 ( 一 )弹性变形阶段 由于凸模加压于板料，使板料产生弹性压 缩、弯曲和拉伸 (AB′ ＞ AB)等变形，板料底面相应部分材料略挤入凹模洞口内。 此时，凸模下的板料略有拱弯 (锅底形 )，凹模上的板料略有上翘。 间隙越大，拱弯和上翘越严重。 在这一阶段中，若板料内部的应力没有超过弹性极限时，当凸模卸载后，板料立即恢复原状。 (二 )塑性变形阶段 当凸模继续压入，板料内的应力达到屈服极限时，板料开始产生塑性剪切变形。 凸 模切入板料并将下部板料挤入凹模孔内，形成光亮的剪切断面。 同邢台职业技术学院毕业论文 第 7 页 共 36 页 时，因 凸 、凹模间存在间隙，故伴随着弯曲与拉伸变形 (间隙愈大，变形亦愈大 )。 随着 凸 模的不断压 入，材料的变形程度便不断增加，同时硬化加剧，变形抗力也不断上升，最后在 凸 模和凹模的刃口附近，达到极限应变与应力值时，材料就产生微小裂纹，这就意味着破坏开始，塑性变形结束。 (三 )断裂分离阶段 裂纹产生后，此时凸模仍然不断地压入材料，已形成的微裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延 伸，向楔形那样发展，若间隙合理，上下裂纹则相遇重合，板料就被拉断分离。 由于拉断的结果，断面上形成一个粗糙的区域。 当 凸模再 下行， 凸模将 冲落部分全部挤入凹模洞口，冲裁过程到此结束。 冲裁力与凸模行程曲线如图 4 图 4 冲裁力与凸模行程曲线 图 4 为冲裁时冲裁力与 凸 模行程曲线。 图中 AB 段相当于冲裁的弹性变形阶段， 凸模接触材料后，载何急剧上升，当凸模刃口一旦挤入材料，即进入塑 性变形阶段后，载荷的上升就缓慢下来，如 BC 段所示。 虽然由于 凸 模挤入材料使承受冲裁力的材料面积减小，但只要材料加工硬化的影响超过 受剪面积 减小的影响，冲裁力就继续上升，当两者达到相等影响的瞬间，冲裁力达最大值，即图中的 C点。 此后， 受剪面积 的减少超过了加工硬化的影响，于是冲裁力下降。 凸模继续 下压，材料内部的微裂纹迅速扩张，冲裁力急剧下降，如图 CD 段所示，此为冲裁的断裂阶段。 冲裁件断面质量及其影响因素 ( 一 )断面特征 冲裁件正常的断面特征如图 5所示。 它由圆角带、 光亮带、断裂带和毛刺四个特征区组成。 邢台职业技术学院毕业论文 第 8 页 共 36 页 图 5 冲裁件的断面特征 １．圆角带 该区域的形成主要是当 凸 模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被带 进模具间隙的结果。 ２．光亮带 该区域发生在塑性变形阶段，当刃口切入金属板料后，板料与模具侧面挤压而形成的光亮垂直的断面。 通常占全断面的 1／２～１／３。 ３．断裂带 该区域是在断裂阶段形成。 是由刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面其断面粗糙，具有金属本色，且带有斜度。 ４．毛刺毛刺 的形成是由于在塑性变形阶段后期， 凸 模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口正面材料被压缩，刃尖部分是高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。 在普通冲裁中毛刺是不可避免的。 在四个特征区中，光亮带剪切面的质量最佳。 各个部分，在整个断面上所占的比例，随材料的性能、厚度、模具冲裁间隙、刃口状态及摩擦等条件的不同而变化。 (二 )材料的性能对断面质量的影响 对于塑性较好的材料，冲裁时裂纹出现 得较迟，因而材料剪切的深度较大。 所以得到的光亮带所占比例大，圆角大， 穹弯大 ，断裂带较窄。 而塑性差的材料，当剪切开始不久材料便被拉裂，光亮带所占比例小，圆角小，穹弯小 ，而大部分是有斜度的粗糙断裂带。 (三 )模具冲裁间隙大小对断面质量的影响 冲裁单面间隙是指 凸 模和凹模刃口横向尺寸的差值的一半，常称间隙用 邢台职业技术学院毕业论文 第 9 页 共 36 页 C 表示。 间隙值的大小，影响上、下裂纹的会合；影响变形应力的性质和大小。 当间隙过小时，如图 6a 所示，上、下裂纹互不重合。 两裂纹之间的材料，随着冲裁的进行将被第二次剪切在断面上形成第二光亮带 ，该光亮带中部有残留的断裂带 (夹层 )。 小间隙会使应力状态中的拉应力成分减小，挤压作用增大，使材料塑性得到充分发挥，裂纹的产生受到抑制而推迟。 所以，光亮带宽度增加，圆角、毛刺、斜度翘曲、 拱弯等 弊病都有所减小，工件质量较好，但断面的质量也有缺陷，像中部的夹层等。 当间隙过大时，如图 6c 所示，上、下裂纹仍然不重合。 因变形材料应力状态中的拉应力成分增大、材料的弯曲和拉伸也增大，材料容易产生微裂纹，使塑性变形较早结束。 所以，光亮带变窄，剪裂带、圆角带增宽、毛刺和斜度较大， 拱弯 翘曲现象显著，冲裁 件质量 下降。 并且拉裂产生的斜度增大，断面出现二个斜度，断面质量也是不理想的。 当间隙合适时，如图 6b 所示，上、下裂纹能会合成条线。 尽管断面有斜度，但零件比较平直，圆角、毛刺斜度均不大。 有较好的综合断面质量。 当模具间隙不均匀时， 冲裁件会出现 部分间隙过大，部分间隙过小的断面情况。 这对冲裁件断面质量也是有影响的，要求模具制造和安装时必须保持间隙均匀。 图 6 间隙大小对冲裁件断面质量的影响 a)间隙过小； b)间隙合适； c)间隙过大 (四 )模具刃口状态对断面质量的影响 刃口状态对冲裁过程中的应力状态有较大影响。 当模具刃口磨损成圆角时，挤压作用增大，则冲裁件圆角和光亮带增大。 钝的刃口，即使间隙选择合理，在冲裁件上将产生较大毛刺。 凸模钝时 ，落料件产生毛刺；凹模钝时，冲孔件产生毛刺。 邢台职业技术学院毕业论文 第 10 页 共 36 页 2 落料模具的冲压工艺性分析 冲压工艺规程 表 工艺规程卡片 车间 产品型别 工艺规程 零件名称： 落料模 零件号： 15B363 工艺室主任 车间主任 主管工艺员 总工艺师 版次 年 月 日 批准 表 工序卡片 车间 工作程 序 型别 材料 毛料种类 零件名称 零件号 第 页 DC01 板料 落料模 15B636 第 页 工序号 工序名称 工作地 页次 设备名称 设备类别 工作等级 工时定额 附注 1 切料 剪床 2 冲裁 开式双柱可倾冲床 J2363 3 去毛刺 4 检验 游标卡尺等 更改单号 编号 签字 日期 更改单号 编号 签字 日期 工艺员 车间主任 邢台职业技术学院毕业论文 第 11 页 共 36 页 表 检验卡片 车间 检验图表 型别 零件名称 零件号 工序号 第 页 落料模 1 第 页 材料 硬度 Q235 项目号。