冷冲模设计教案(xx年版)

冷冲模设计教案(xx年版) 冷冲模设计教案xx-8-25吴南平绪论（P13）2H冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料（金属或非金属）施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。 （板书后演示）它是一种压力加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。 冷冲压可用于加工金属材料，也可以加工非金属材料，它广泛的用于工业生产中。 冷冲压与切削加工相比之优点 （1）材料经冷冲压变形后其强度、硬度都有提高。 （2）冷冲压为无屑、无需加热的节能加工。 （3）精度高、质量好，能保证产品“一摸一样”。 （4）冷冲压操作简单，生产效率很高。 （5）冲压件成本极低。 冷冲压的主要表现及发展趋势（P1） （1）朝着CAD（计算机辅助设计）/CAM（计算机辅助制造）/CAE（计算机辅助工程）方向发展。 （2）向着新型、高效模具方向发展。 （3）冲压设备朝着多工位、数控方向发展。 （5）向着新材料，热处理新工艺方向发展。 （例LD钢新型高强刃冷作模具钢7cr7mo2v2si代号SRIM LD） （6）朝着标准化、系列化、专业化方向发展。 第一章冷冲压基本知识（P3-P30）第一节塑性变形知识及冷冲压工艺分类（P3-P8） 一、塑性变形知识（P3-P8）（一）主应力和主应变 11、应力与应变应力内力在物体截面上分布的密集程度称为应力。 （即；内力（被除数）除以物体截面积（除数）叫做应力（商）。 内力物体的内部力量，内力=外力。 根据作用反作用，力的平衡原理，结构物体的内力=外力。 外力物体自重及外部所受的力量。 外力通常有物体自身重量、人群活动负载、太阳辐射、引力等。 应变指微小平行六面体素内的“应力变化”的简称或缩写。 正应力垂直于截面的应力称为正应力用（西格马）表示。 如下图所示。 切应力同截面相切的应力称为切应力用（滔）表示。 如下图所示 22、点的应力状态（P3）常用三个面的正应力来表示一个点的主应力。 33、主应力和主应力图主应力指主要应力，常用一个点的三个方向正应力来表示一个主应力。 主应力图可能有下列九种情况44主应变和主应变图主应变指微小平行六面体素内的主要应力变化。 一般认为金属材料在塑性变形时体积不变,因此主应变状态图只有三种。 （二）塑性的概念（P5） 11、塑性与塑性变形塑性指固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整性的能力（即材料具有塑性变形的能力，但此时并没有发生塑性变形，材料只是具备这种塑性性能而已）材料在断裂前发生永久变形的能力叫塑性。 塑性以材料断裂后永久变形的大小来衡量。 塑性指标有延伸率和断面收缩率两种塑性变形指固体材料在外力作用下发生永久变形。 （即材料已经发生塑性变形）固体材料变形达到其弹性极限后，如果继续加载，将发生不可恢复的变形，（但不引起材料断裂）称为塑性变形。 塑性变形的原理金属晶格（晶格表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。 ）在外力作用下，原子（原子指化学反应的基本微粒）之间的距离产生变化，首先是晶体的弹性变形，随着外力的增加、弹性变形增大，当大到一定程度时，晶格中的原子距离就发生变化，晶格原子就较大移动。 当外力去除后、晶格原子就停止移动，晶格原子恢复原状，但是移动了的晶格就不能再回到原来的位置上，这就产生了塑性变形。 塑性变形的特点1）.塑性变形是不可逆的。 （解释当应力超过材料的弹性极限时、则产生变形，在外力去除后不能全部恢复，这种残留的变形是不可逆的塑性变形。 利用塑性变形而使材料成形的加工方法，统称为塑性加工。 ）2）.材料在塑性变形（始）时，会有弹性变形。 当外力去除后、变形部分会保留下来。 材料在变形前的形状和尺寸与变形后是不一样的。 3）.塑性变形时体积基本不变。 4）.具有“最小阻力定律”（欺弱性）解释在塑性变形过程中，如果金属质点（质点不考虑物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，叫做质点）有向几个方向移动的可能时，则金属各质点将向阻力最小的方向移动。 最小阻力定律符合力学的一般原则，它是塑性成形加工中最基本的规律之一。 通过调整某个方向的流动阻力来改变某些方向上金属的流动量，以便合理成形，消除缺陷。 例如，在模锻中增大金属流向分型面的阻力，或减小流向型腔某一部分的阻力，可以保证锻件充满型腔。 2.塑性与变形抗力（P6）塑性变形时，变形金属抵抗塑性变形的力称为变形抗力。 塑性与变形抗力是两种不同的概念。 塑性好、变形抗力就小，对冲压有力。 变形抗力提高，意味着要使金属产生塑性变形必须要加大外力。 合理应用塑性与变形抗力。 （P6例如纯铁在三向压力应力作用下有很好的塑性，但变形抗力很高解释纯铁是很软的金属，有银白色金属光泽，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。 但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了）3.影响金属塑性的主要因素（P6） （11）、变形时材料的内部情况金属塑性变形是与材料内部结构有关。 金属多为多晶体，而多晶体的变形是与单晶体变形为基础的。 变形的基本方式有滑移、孪动两种:滑移滑移是指在切应力的作用下，晶体（见下图）的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生（孪动）晶格绕着一定晶面的转动，这个晶面称为孪生（动）面）滑移和孪生一般以滑移为主，孪生通常是在滑移难以进行时发生，是为了进一步滑移。 化学成分对金属塑性的影响。 一般规律金属的塑性主要取决于基体金属。 碳和杂质元素碳:碳塑性（渗碳体）杂质:杂质塑性磷冷脆性。 强度、硬度塑性硫热脆性。 硫化物和共晶体分布晶界，熔点低氮时效脆性、即兰脆。 温度氮化物析出氢氢脆，间隙固溶体。 白点，扩散聚集微缺陷处氧热脆性。 氧化物、易溶共晶体分布晶界，熔点低合金元素:合金元素加入塑性抗力例如、纯铁是很软的金属，有银白色金属光泽，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。 但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。 （ （2）变形时的外部条件温度对塑性的影响。 总的趋势是随着温度的升高，塑性增加。 变形速度对塑性的影响。 变形速度是指单位时间内应变的变化量，但在冲压生产中不便控制和计量，故以压力机滑块的移动速度来近似反映金属的变形速应力状态对塑性的影响。 压缩应变有利于塑性的发挥（两压一拉）。 三向压应力最好拉伸应变对塑性不利（一压两拉）。 在主应力状态下，压应力个数越多、数值越大，金属的塑性越好。 人们常根据三个主应力的特点来区分各种应力状态。 当三个主应力中有两个为零时，称为单向应力.压应力个数越多、数值越大，则静水压力就越大，材料的塑性越好；反之，拉应力个数越多、.从提高塑性的角度来看，各种应力状态中三向压应力最好，两压一拉次之，两.超塑性材料，1m0.3，一般约在0.5左右.m值越大，塑性越好，延伸率越高.4.塑性的评定（P6）塑性指标用来判定塑性强弱的指标。 塑性指标是通过对材料拉伸试验而获取的（试件拉断后，弹性变形消失，但塑性变形仍保留下来。 工程上用试件拉断后遗留下来的变形表示材料的塑性指标。 伸长率用（德尔塔）表示。 断面收缩率用（普西）表示55加工硬化（P6）金属（正常晶粒图）在冷加工后，由于晶粒被压扁、拉长，晶格歪扭、晶粒变形（变形晶粒图），使金属的塑性降低、强度和硬度增高，把这种现象叫做加工硬化。 意义存在有利和不利两个方面。 有利方面提高强度和硬度，是强化金属材料的主要方法之一，尤其是对不能用热处理方法强化的金属。 不利方面金属的塑性降低，变形抗力提高，使进一步的冷变形困难，必须中间采用退火处理消除加工硬化现象；造成生产成本增加，生产率降低。 （三）.冲压成型的力学特点金属的塑性变形过程包括两种极限状态第一种极限状态是屈服，第二种极限状态是破坏。 屈服是金属由弹性变形转为塑性变形的转折点，是塑性变形过程的开端；破坏则是金属塑性变形的终结。 塑性变形条件变形温度与变形速度屈服条件金属由弹性变形过渡到塑性变形，主要取决于在一定的变形条件下（变形温度与变形速度）金属的物理性质和金属所处的应力状态。 最大切应力是引起材料屈服破坏的主要因素。 1.两个屈服准则（塑性条件） （11）.屈雷斯加（法国人）屈服准则（最大切应力屈服准则）当受力物体（质点）中的最大切应力达到某一定值时，该物体就发生屈服。 （22）.密席斯（德国人）屈服准则（最大切应力屈服准则）当材料中的等效应力达到某一定值时，材料就开始屈服。 （当材料（质点）中的最大剪应力达到某一定值时，材料就屈服）。 大量实验表明，绝大多数金属材料，密席斯准则较屈雷斯准则更接近于实验数据。 这两个屈服准则实际上相当接近，在有两主应力相等的应力状态下两者还是一致的。 为了使用上的方便，工程上常用屈服准则通式来判别变形状态。 2.冲压成形的力学特点及变形趋向性的控制。 （P7） （1）.冲压成形的力学特点冲压成形时、毛坯内的各个应力及应变状态都是不同的，应力致使屈服区域内的材料产生塑性变形，称为变形区。 应力致使材料不能屈服的区域，材料就不能产生塑性变形，称为非变形区。 （2）.变形趋向性的控制材料在各区受力是不一样的，有强、有弱。 根据最小阻力定律可知，材料受力后、往阻力弱小方向流动，应此要事先规划好“强区”“弱区”，想办法减少“弱区”的阻力，使“强区”的材料往“弱区”流动。 二.冷冲压工艺分类（P8）冷冲压的概念冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。 它是一种压力加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。 冷冲压可用于加工金属材料，也可以加工非金属材料，它广泛的用于工业生产中。 名词解释工艺指产品制作的方法和过程。 工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺内容。 工序举例 1、一个工人在一台车床上完成车外圆、端面、空刀槽、螺纹、切断这部分工艺内容。 2、你们这组完成这道冲孔工序。 （P8P9）表1111冷冲压工序分类（照本宣科）第二节冲压材料（P10） 一、板料的基本性能与冲压形成的关系板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。 1.屈服点和屈服比名词解释屈服点材料在受力过程中开始产生显著塑性变形时的最小应力值。 用“”表示。 屈服点又称“屈服极限”或“流动极限”。 屈服比材料的屈服点与抗拉强度的比值复习比值屈服点抗拉强度=屈服点/抗拉强度=屈服点抗拉强度2.伸长率u（德尔塔）指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比。 板料冲压时受外力（拉力）作用后会拉长或变薄，但一般情况下都是在均匀范围内变形，板料变形大小对冲压件质量有直接的影响。 第三节板料的剪裁（P15）板料剪裁是冲压加工的第一道下料工序。 厂家板料宽大、需剪裁后方可使用。 一、平刃剪床剪裁（P15）优点剪裁质量好。 缺点需要较大剪切力。 二、斜刃剪床剪裁优点省力。 缺点；材料容易变形。 三、剪床规格型号（P15）剪床代号作业 1、怎样理解板料的基本性能与冲压成形的关系。 2、板料剪裁是冲压加工的第几道工序？为什么冲压前要剪裁？剪床有哪几种？第四节冲压设备（P16） 一、曲柄压力机曲柄压力机主要参数见表18，讲解表18第一项公称压力（KN（千牛）100解释“牛顿”符号用N表示。 “千牛顿”符号用KN表示。 “吨”符号用t表示。 KN是“千牛顿”的力学表示单位。 牛顿是力的单位，吨是质量单位。 .单位符号的字母一般用小写体。 1吨=1吨力9.80665KN（千牛顿），約等于10千牛（KN）。 1吨等于=9800牛顿1牛顿=0.000102吨1吨9.80665千牛顿（KN）1千牛顿（KN）=0.1019716吨例100（KN（千牛顿）X0.1019716（吨）=10.19716吨滑块行程（mm）行程次数（次min分）最大闭合高度（mm）60145180回答学生问题螺纹底孔怎样计算？普通螺纹底孔计算公式P1mm时D=d-p P1mm时D=d-（11.1）p式中P螺距D螺纹底孔直径d螺纹公称直径普通常用粗牙的螺纹参数（螺纹的公称直径D螺距t t）M50.8M61M81.25M101.5M121.75M142M162M182.5M202.5（一）、规格型号（P17）例JA31160A J压力机A第一次变形设计3列别1组号31闭式单点压力机160（KN）公称压力A改进次数）（二）、主要参数主要参数反映了曲柄压力机的工作能力、生产效率、安装高度。 公称压力（KN（千牛）滑块行程（mm）上、下止点距离行程次数（次min分）滑块每分钟运动次数连杆调节长度（mm）高度调节量闭合高度（mm）滑块极限下点到工作台面距离（要点压力机的最大的闭合高度减去连杆调节长度、即得到压力机最小闭合高度。 ） 二、曲轴压力机的工作原理和结构（P20-P27）曲轴压力机有开式压力机、闭式压力机两种，属通用冲压设备。 11、工作原理（P20）由电机带动大转轮，大转轮又带动曲轴，曲轴转动时带动与其连接的连杆作上、下往复运动。 由于连杆的运动，就可以与其连接的滑块和模具进行冲压工作。 22、结构（P20） （1）、支撑系统、 （2）、传动系统、 （3）、操作系统、 （4）、能源系统、 （5）、工作机构、 （6）、铺助系统组成。 作业曲柄压力机的俗称是什么？主要参数的闭合高度有什么作用？结构由哪些系统组成？ 33、开式压力机用途、可用来冲孔、落料、切边、弯曲、浅拉深和成形等。 特点一般吨位小于100t、C型床身、工作台三面敞开。 优点方便操作。 缺点机床刚性较差（受力时产生角变形、影响模具寿命）。 44、闭式压力机用途、可用来冲孔、落料、切边、弯曲、深拉深和成形等。 特点一般吨位大于100t、框形床身、工作台两面敞开。 优点机床刚性较好（受力时不产生角变形、不容易影响模具寿命）缺点方便不操作。 作业曲柄压力机有哪两种？说出开式压力机的优点、缺点、为什？ 三、摩擦压力机和油压机（P28） 11、摩擦压力机（俗称锻压机）摩擦压力机工作原理摩擦压力机是借螺杆与螺母相对运动的原理而工作的。 电机通过三角带带动传动轴朝一个方向旋，安装在传动轴上的左右两个摩擦盘随传动轴一起旋转。 依靠摩擦，驱动飞轮旋转，通过螺旋机构将飞轮的圆周运动转变为滑块的直线运动。 从而带动滑块及模具作上、下往复运动而进行工作。 用途主要用于模锻、弯曲、校正、精压等工作。 优点设备成本低，不易损坏设备和模具（P28）。 缺点飞轮轮缘磨损大，生产效率低，精度较低。 22、液压机按按8P28讲解补充内容液压机的工作原理液压机是以液体为工作动力，根据密闭液体上的压强，能够大小不变地向各个方向传递的帕斯卡原理（帕斯卡法国人）制成的液体压力机。 液压机一般由本机（主机）、动力系统及液压控制系统三部分组成。 四、冲压设备的选用首先考虑冲压模具适合在那种类型的冲压设备上使用（类型的选择冲压设备有曲轴压力机、摩擦压力机、液压机三种）。 其次选择压力机大、小规格（规格的选择），看哪种压力机适用。 11类型的选择（P29） （1）小型冲压件选用开式机械压力机。 （2）大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机。 （3）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机。 （4）校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机。 （5）薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机。 （6）大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机。 （7）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。 22规格的选择（P29）(1）公称压力压力机的公称压力必须大于压制时所需的压力（计算压力）一般应取计算压力的1.21.3倍左右。 (2）滑块行程长度滑块行程应保证毛坯顺利地放入模具和顺利地从模具中取出。 特别是成形拉深件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件高度的2.53.0倍。 (3）行程次数满足生产要求。 (4）工作台面尺寸工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60100mm，(5）滑块模柄孔尺寸模柄孔直径要与模柄直径相符，模柄孔的深度应大于模柄的长度。 (6）闭合高度压力机最大装模高度应大于冲模的最大闭合高度设计冲模和选择设备时,应使模具的闭合高度与压力机的装模高度符合如下的关系式:Hmax-5mmH+hHmin+10mm6.2.6闭合高度压力机的闭合高度是指滑块处于下止点位置时，滑块底面至工作台面之间的距离。 压力机闭合高度减去垫板厚度的差值，称为压力机的装模高度。 没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。 模具的闭合高度是指模具的工作行程终了时（即模具处于闭合状态下），上模座的上平面至下平面之间的距离。 选择压力机时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间。 压力机最大闭合高度；即连杆调至最短（偏心压力机行程调至最小）时压力机的闭合高度，mm；压力机最小闭合高度；即连杆调至最长（偏心压力机行程调至最大）时压力机的闭合高度，mm；压力机工作垫板厚度。 压力机的最大装模高度。 压力机的最小装模高度。 模具的闭合高度。 作业P30-4第二章，冲裁工艺（P31）冲裁是利用冲模在压力机上使板料相互分离的工序。 冲裁主要分为落料、冲孔两大类工序。 冲裁模主要分为落料模、冲孔模两大类。 例1垫圈由落料、冲孔两付模具完成或由落料、冲孔复合模具完成。 例2教学模具的冲裁模具就是一付落料、冲孔的复合模具。 第一节冲裁变形过程及质量分析（P31） 一、冲裁变形过程（P31P32） 二、冲裁断面质量分析一般来说，冲裁断面质量可划分为四个带区，即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺。 第二章、冲裁间隙（P33）概念间隙凸模与凹模工作部分尺寸的差值称为间隙。 公式ZDd-dp公式中Z冲裁间隙（双边值）（mm）Dd凹模尺寸(mm)Dp凸模尺寸(mm)如图所示过程概述冲裁间隙的过大或过小，对冲裁时上下裂纹的重合与否有直接影响。 冲裁间隙合理时，当凸模向下冲裁板料时，由于板料在上下凸凹模中间受到剪切力，凸模与板料上表面接触由于剪切产生裂纹，凹模与板料下表面接触由于挤压剪切同时产生裂纹，随着凸模继续向下冲裁，上边的裂纹向下延伸，而下边的裂纹向上延伸，当上下裂纹汇交重合时，板料产生分离变形，冲裁过程结束。 从以上分析过程可以看出，裂纹汇交有下列三种情况 1、间隙过小（Z过小）上下裂纹外错，上下裂纹中间一部分材料，随着冲裁进行将被第二次剪切，使断面产生两个光亮带，断面质量差,刃口如果锋利毛刺也非常小。 2、合理间隙（Z适中）上下裂纹汇交重合，断面光亮整齐，制件质量好。 对于普通冲裁来说，间隙过大或过小都会导致上下裂纹不能汇交重合，所以，正确控制凸凹模之间的间隙值， 3、间隙过大（Z过大）上下裂纹内错，拉伸变形大，导致毛刺、圆角带、断裂带加宽，光亮带小，断面质量差。 是冲裁模具设计得一个重要内容。 三、合理间隙值的确定（P34-35）为了减少模具的磨损，提高模具的寿命，在保证质量的前提下，应尽量的选择大间隙。 间隙分为五种；小间隙，较小较小，中等间隙，较大间隙，大间隙。 、间隙值对冲裁工艺的影响（）间隙对模具寿命的影响间隙是影响模具寿命的主要因素，由于冲裁时，凸模与凹模之间，材料与模具之间都存在摩擦。 而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小。 间隙越小，摩擦造成的磨损越严重，模具寿命就越短，而较大的间隙，可使摩擦造成的磨损减少，从而提高了模具的寿命。 （）冲裁对冲压力的影响（）冲裁力随着间隙的增大虽然有一定程度的降低，但当单边间隙在5%10%料厚时，冲裁力降低并不明显，因此，一般来说，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸料力、推件力的影响却较大。 间隙较大时，卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小，从凸模上卸料或从凹模内推料都较为容易，当单边间隙大到15%20%料厚时，卸料力几乎等于零。 综上所述，冲裁间隙较小，冲裁件质量较高，但模具寿命短，冲压力有所增大；而冲裁间隙较大，冲裁件质量较差，但模具寿命长，冲压力有所减少。 因此，选择合理的间隙值的总的原则是在满足冲裁件质量的前提下，间隙值一般取偏大值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。 22、间隙值的确定、合理间隙值的确定方法 1、理论计算方法； 2、查表方法； 3、经验公式法。 （）理论计算方法z/2=(ts)tan=t(1s/t)tan；式中t料厚（毫米）；S产生裂纹时凸模挤入板料的深度（毫米）。 其值可有实验得到；s/t产生裂纹时凸模挤入板料的相对深度；剪切裂纹与垂直线间的夹角。 因为度数变化不大，一般为4度6度。 （）查表方法间隙值可通过查设计手册或表格得到。 不同材料、不同抗剪强度决定不同的间隙值。 详见表MPa解释MPa（读；兆帕）,是压强单位，MPa兆帕Pa帕斯卡M百万MPa兆帕（百万帕斯卡）1MPa1000000Pa1MPa1000000Pa1牛顿平方厘米（19.8）千克力平方厘米（主要参考表）Z Z（最小合理间隙）（最大合理间隙）（）经验公式法C与材料和性能有关的系数，可查表得到。 料厚（mm）总结 一、间隙对断面质量的影响合理间隙，光亮带区域大，断面质量好；过大或过小间隙值，断面质量都不好。 二、冲裁间隙对尺寸精度的影响合理间隙，尺寸稳定，精度高；过大或过小间隙值，尺寸精度不高。 三合理间隙值的确定方法 1、理论计算方法； 2、查表方法； 3、经验公式法。 第三节冲裁模刃口尺寸计算（P3639）冲裁模刃口尺寸计算，实际上就是凸、凹模尺寸大小的计算。 凸、凹模配合有间隙配合的，因此冲裁模刃口尺寸计算要联系到间隙，它是冲裁模设计的一项重要工作。 冲裁件以光亮带的部位为测量标准的。 冲孔时凸模造成光亮带，冲孔凸模决定孔径。 落料时凹模造成光亮带，落料由凹模决定尺寸。 一、刃口尺寸的计算原则（P36） 1、落料模；先计算落料凹模尺寸，再计算落料凸模尺寸。 落料凹模尺寸=落料件的最小极限尺寸（最小极限尺寸=基本尺寸-下偏差）。 落料凸模尺寸=落料凹模尺寸-间隙。 如下图 22、冲孔模先计算落料凸模尺寸，再计算落料凹模尺寸。 冲孔凸模尺寸=最大极限尺寸（最大极限尺寸=基本尺寸+上偏差）。 冲孔凹模尺寸=冲孔凸模尺寸+间隙。 如下图复习 1、基本尺寸-下偏差=最小极限尺寸例；30（基本尺寸）-0.01（下偏差）=29.99（最小极限尺寸） 2、基本尺寸+上偏差=最大极限尺寸例；30（基本尺寸）+0.01（下偏差）=30.01（最大极限尺寸） 二、刃口尺寸的计算方法（P36） 1、分开加工计算法分开加工法是分别给定凸、凹模的基本尺寸和制造公差，将凸、凹模分别进行加工，各自保证凸、凹模的基本尺寸和公差要求，相应就获得了凸、凹模的间隙。 此法是目前模具加工中常用的一种方法。 其公差见（P36） 2、配加工计算法（P36）配制法是过去加工设备精度不高，难以保证凸模间隙而采取的一种放宽加工精度，并且能够保证间隙的一种加工措施。 此法要先将基准件完全做好后才能制造配制件。 故此法生产周期长，管理也麻烦，目前一般不用。 由于线切割加工中的凸、凹模可以采用同一基本尺寸编制程序，补偿获取凸、凹模间隙的方法。 故采用线切割加工的凸、凹模借用了配制法进行。 它加工凸、凹模尺寸是按刃口尺寸的计算原则方法进行。 （1）落料配加工计算法以凹模为基准件配制凸模。 凹模磨损后、按尺寸变大、变小、不变三种情况计算，P38图2-9。 配制加工时、凹模按计算尺寸加工，凸模按凹模尺寸配制。 （2）冲孔配加工计算法以凸模为基准件配制凹模。 凸模磨损后、按尺寸变大、变小、不变三种情况计算，P38图2-9。 配制加工时、凸模按计算尺寸加工，凹模按凸模尺寸配制。 凹模磨损参考图1-磨损前尺寸2-磨损后尺寸思考题问怎样理解落料凹模尺寸=落料件的最小极限尺寸？（基本尺寸-下偏差=最小极限尺寸）冲孔凸模尺寸=最大极限尺寸（基本尺寸+上偏差=最大极限尺寸）。 答；因为凸、凹模工作时存在相互摩擦，凸模会越摩越小，凹模会越摩越大。 如果凸模按最大极限尺寸加工，凹模按最小极限尺寸加工，就可以有一定的磨损量（偏差值看作磨损量），当凸、凹模磨损到一定程度时，还能冲出合格的零件。 复习； 11、冲孔模；孔是由凸模确定的。 冲孔模先确定凸模尺寸，再确定凹模尺寸。 凸模尺寸是制件的最大极限尺寸（凸模尺寸是基本尺寸加上“上偏差”），凹模尺寸是冲孔凸模尺寸加上间隙。 公式d凹=d凸+z双间隙 22、落料模；落料件是由凹模确定的。 落料模先确定凹模尺寸，再确定凸模尺寸。 凹模尺寸是制件的最小极限尺寸（凹模基本尺寸减去“下偏差”），凸模尺寸是落料凹模尺寸减去间隙。 公式D凸=D凹-z双间隙一.填空题1.冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加变形力，使其产生变形或分离，从而获得冲件的一种压力加工方法。 2.因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。 3.冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。 4.冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备5.冷冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工加工，因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无无切屑的加工方法。 6.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成7.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。 8.利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。 它包括主要冲孔、落料、等工序。 9.间隙过小，模具寿命会缩短，采用较大的间隙，可延长模具寿命。 10.冲裁间隙的数值，等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差11.冲孔时，凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。 12.落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。 13.冲孔时，应以凸模为基准配制凹模14.落料时，应以凹模为基准配制凸模二.问答题什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？答；冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。 该间隙的大小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。 当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。 当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。 凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。 间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。 试验版；大包容、串联式教学xx-11-7第三章冲裁模具的结构及设计（P55）冲裁模是利用凸、凹模的刀口对板材进行冲裁分离的一种工艺装备（一种工具），冲裁质量的好、坏，直接关系到产品质量的高、低。 一付好模具应具备质量优、高效率、低成本、寿命长、维修易的特点。 冲裁模的结构有很多种，主要有落料，冲孔两大类模具。 我们仅学习落料、冲孔两类模具。 第一节冲裁模的结构分析名称解释结构-指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 简单的讲就是物体合理的框架。 一、冲裁模的结构分析 11、单工序冲裁模在一付模具上只完成一个工序的模具叫单工序模具。 单工序模具可分为无导向单工序模具，有导向单工序模具。 （11）、无导向单工序模具优点结构简单、制造容易，制造成本低。 缺点；导向差、使用寿命短、安装不方便、工作精度和生产效率都较低。 适用性用于精度不高的小批量生产。 例；落料无导向单工序落料模，其只有凸模、凹模两个工作零件 （22）、有导向单工序模具优点；导向好、使用寿命长、安装方便、工作精度和生产效率都较高。 缺点；结构较复杂简单、制造较困难容易，制造成本高低。 适用性；用于精度较高的大批量生产。 例；落料无导向单工序落料模，其只有凸模、凹模两个工作零件 （33）冲裁模具六个组成部分（有导向单工序模具）1）、工作零件凸模、凹模。 2）、基础零件上、下模座、模柄、固定板、垫板等。 3）、卸料零件卸料板、卸料钉、弹簧、顶料块。 4）、定位零件定位钉、定位块。 5）、导向零件导柱、导套、导钉。 6）、紧固零件定位销、螺杆。 作业 1、什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？ 2、冲裁模由哪六个组成部分？各部分有何主要作用？第二节冲裁模主要零、部件的结构与设计（P5883） 一、模具零件的分类1）、工作零件凸模、凹模。 2）、基础零件上、下模座、模柄、固定板、垫板等。 3）、卸料零件卸料板、卸料钉、弹簧、顶料块。 4）、定位零件定位钉、定位块。 5）、导向零件导柱、导套、导钉。 6）、紧固零件定位销、螺杆。 二.凸、凹的结构设计模具零件的分类之一凸、凹是直接成形产品的工作零件，其质量的好、坏直接影响到产品质量和产品数量。 凸、凹的形状应取决于产品形状。 凸、凹的尺寸精度是产品精度的1314。 凸、凹的材料是合金钢。 11、凸模（P59） （11）、凸模的分类凸模常用有；台阶式、直通式、护套式三种（P59图3-7）。 台阶式凸模特点；加工简单、装配修磨方便、冲裁性能好，但制作高精度复杂凸模困难。 直通式凸模特点；方便线切割及磨削加工，适用于高精度复杂凸模。 护套式凸模特点；适用于凸模细小，刚性较差，需加护套使用。 （22）、凸模的固定方法凸模固定方法分为；普通固定法、快换固定法、其它固定法。 普通固定法；P61图3-9a、b、c。 a为“台阶凸模固定法”；是最常用的凸模固定法。 b为“导向凸模固定法”；级进模常用。 C为“斜块凸模固定法”；中、小凸模常用。 快换固定法；P61图3-9d、e、f、g、h、i。 d为“螺钉凸模固定法”；常用于小凸模、小批量生产。 e、f、g、h、i为“互换性凸模固定法”；常用于小凸模、小批量生产。 其它固定法；P61图3-9j、k、I、m、n、。 j、k为“粘接凸模固定法”；是常用的凸模固定法。 I、m、n为“护套凸模固定法”；常用于细小。 （33）凸模长度计算凸模长度尺寸是根据模具结构的要求来确定，同时还要考虑修磨量。 当选用标注组合时，可查表选取，无标准时可按公式计算。 L=h1+h2+h3+（1020）作业； 22、凹模（P59） （11）、凹模的分类冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。 11）、直筒形刃口优点；刃口强度较高，刃口尺寸不随刃磨平面而改变。 缺点；凹模内容易积工件或废料，刃口直壁部分磨损较快。 适用；形状复杂、精度较高模具。 22）、锥形刃口优点；凹模内不容易积工件或废料，刃口直壁部分磨损较慢。 缺点；刃口强度较差，刃口尺寸随刃磨平面而增大。 适用；适用于工件或废料向下落的模具。 （22）、凹模的固定方法（P63）11）、普通凹模固定法（直接连接法）P62图3-10a优点；用螺钉、销钉直接紧固凹模，紧固可靠。 缺点；凹模淬火后螺钉孔、销钉孔易变形，给装配造成困难。 适用；应用广泛。 22）、凹模压入固定法P62图3-10b、c、d、e、f、g、h、i优点；紧固可靠。 缺点；制造成本较高。 适用；应用于大型及连续冲模。 33、凸、凹材料（P63） （11）、凸、凹钢材选择五要求1）、耐磨性和韧性好；2）疲劳强度和抗压强度高；3）、加工方便；4）、热处理变形小5）、价格便宜。 （P63） （22）、硬质合金材料种类钨钴类硬质合金，其牌号是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）。 钢结类硬质合金GG（烧结成型）。 优点；硬度高（8693HRA，相当于6981HRC）；热硬性好（可达9001000，保持60HRC）；耐磨性好。 缺点；制造成本较高。 适用；应用于生产量很大冲模。 44、凸、凹模尺寸计算（P65） （11）、凸模尺寸计算11）、凸模长度计算凸模长度尺寸是根据模具结构的要求来确定，同时还要考虑修磨量。 当选用标注组合时，可查表选取，无标准时可按公式计算。 L=h1+h2+h3+（1020）22）、凸模固定部分长度尺寸计算（P66图3-12）H1.5d（但H不小于13mm）式中H凸模固定部分长度d凸模直径1.5计算系数33）、凸模全长与固定板的关系（P66图3-12）H=L/3或L3H式中H凸模固定部分长度L凸模总长3等份数 （22）、凹模尺寸计算11）、凹模厚度尺寸计算在设计冲模的时候,由于采用了标准件一般都没有进行强度计算,有时根据估计来决定凹模厚度尺寸;这样就不可避免地造成钢料的浪费。 为了比较可靠地进行计算,推荐采用下面的简单的经验公式:式中N凹模厚度（mm）F最大冲裁力（N）0.1系数但H必须大于10mm，如果冲裁轮廓长度大于51mm，则上式计算值再乘以系数1.11.4。 22）、凹模壁厚尺寸计算凹模壁厚的三种情况；a、凹模形状为曲线时。 W1=1.2H b、凹模形状为直线时。 W2=1.5H c、凹模形状为复杂或带尖角时。 W3=2H式中W凹模壁厚（mm）H凹模厚度（mm）1.22系数33）、凹模周边至螺钉孔中心尺寸计算a、等距孔螺尺寸计算b、不等距孔螺尺寸计算未热处理；a1=1.13D未热处理；a2=1.5D a3=1D热处理；a1=1.25D热处理；a2=1.5D a3=1.18D式中a1等螺孔距（mm）a2长螺孔距（mm）a3短螺孔距（mm）D螺孔大径1.21.18系数44）、凹模、螺孔、销钉之间壁厚最小尺寸表P67表表3310。 55）、凹模板上螺孔距离表P688表表3311，66）、凹模厚度与螺钉尺寸关系表表表3312 三、定位零件的设计模具零件的分类之二（P69-74） 11、定位零件的概念；为保证板料能准确的输送到凸、凹模正确位置的零件称为“定位零件”。 22、定位零件的作用； 1、定距离送料。 2、控制左、右摇摆。 如下图； 33、；定位零件的种类；（P69） （11）、定位销（档料销）档料销为45#钢，淬火硬度为HRC43-48.精度为过渡配合。 档料销有；固定和活动两种。 11）、固定式定位销（档料销；）有三种；（P69）a a、圆柱头定位销；b b、钩形定位销；c c、销柱形定位销；2)、固定式定位销的优、缺点；优点；结构简单、做修容易，定位效果好，使用广泛。 缺点；离凹模刀口较近时，会影响刀口强度。 材料抬起后方可送料、操作不够方便。 33）、固定式定位销定位距离计算定位距离计算原则；节省材料，牢固可靠、方便操作。 作业；定位销的作用是什么？定位销为什么又称为档料销？画出定位销三种类型的装配结构图，并写出固定式定位销定位距离计算公式。 22）、活动）式定位销（档料销）“常用”有两；种；（P69）活动式定位销常用于冲孔落料复合模，使用方便。 a、弹簧弹顶定位销b、橡胶弹顶定位销 （22）、定位板（P70）定位板有“外形定位内孔定位”两种定位板特点；利用制件的“外形”或“内孔”定位，准确可靠。 1、外形定位四种（P70）2、内孔定位三种（P70）a-整体式；P70图3-18a a孔定位；P70图3-19a b-组合式；P70图3-18b b-内孔定位块；P70图3-19b c-模具一体式；P70图3-18c c-模具一体式；P70图3-19c d-定位销式；P70图3-18d 四、卸料与顶料装置模具零件的分类之三（P74-77）用于卸料的板称为卸料板，其属于卸料零件。 卸料板可分为钢性卸料板和弹性卸料板两种。 1、钢性卸料板钢性卸料板卸料力较大，卸料可靠，常用于较厚的板料卸料。 钢性卸料板分为“悬臂式”和“龙门式”两种。 1）、悬臂式卸料板P75图3-27a2）、悬臂式卸料板P75图3-27b钢性卸料板特点；加工简单，卸料可靠，使用广泛，但定距可见性差。 钢性卸料板与凸模配合单面间隙为0.2-0.8毫米之间。 2.弹性卸料板弹性卸料板卸料力较小，常用于较薄的板料卸料。 弹性卸料板特点；材料在压紧下冲裁，卸料平整度好，精度较高，定距可见性好。 但结构较复杂，卸料力较小。 弹性卸料板与凸模单面配合间隙为0.05-0.15毫米之间。 五.导向零件模具零件的分类之四导向零件包括导柱、导套、导钉。 导柱、导套能保证模具快速准确安装。 能保证凸、凹模准确冲裁。 能延长模具的寿命。 导柱、导套一般用20号钢制造，表面参碳处理，参碳层厚为0.8-1.2mm。 参碳淬火硬度为HRC58-62。 淬火后配合部分磨削，表面粗糙度为0.32，其余部分为2.5。 1.导柱、导套的种类导柱、导套有直筒式、台阶式两种。 （1）.直筒式导柱、导套。 特点；加工方便，强度一般。 (2).台阶式导柱、导套。 特点；强度较好、加工不方便。 2.导柱、导套配合尺寸的确定 (1).板料在0.4mm以下时，导柱、导套间隙小于凸、凹间隙。 (2).板料在0.4mm0.8mm时，导柱、导套间隙按H6/h5研配。 (3).板料在0.8mm以上时，导柱、导套间隙按H7/h6研配。 3.导柱长度尺寸的确定 六、基础零件模具零件的分类之五（P77）基础零件包括上、下模座、模柄、固定板、垫板等。 1.模架（模座）（P77）模架结构；由上、下模板、导柱、导套组成。 模架