冲压工艺与模具设计课件(出版社)

1、第第2 2篇篇 冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计第第3 3章章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与模具设计第第4 4章章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第第5 5章章 拉深工艺与模具设计拉深工艺与模具设计第第6 6章章 成形工艺与模具设计成形工艺与模具设计第第7 7章章 冲压模具设计方法及设计实例冲压模具设计方法及设计实例第第3 3章章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与模具设计3.1 3.1 冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析3.2 3.2 冲裁件质量分析及控制冲裁件质量分析及控制3.3 3.3 冲裁工艺计算冲裁工艺计算3.4 3.4 冲裁工艺设计冲裁工艺设计3.5 3.5 冲裁模总体结构设计冲

2、裁模总体结构设计3.6 3.6 模具主要零件的设计与标准的选用模具主要零件的设计与标准的选用3.7 3.7 冲裁设备的选择与校核冲裁设备的选择与校核3.8 3.8 冲裁模设计举例冲裁模设计举例 能力要求能力要求能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因，能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因， 熟悉解决的措施。熟悉解决的措施。能独立完成单工序冲裁模、能独立完成单工序冲裁模、23工序复合的复工序复合的复 合冲裁模、合冲裁模、3 3工位左右的级进冲裁模模具设计。工位左右的级进冲裁模模具设计。冲裁结束的标志：凸模冲裁结束的标志：凸模穿过板料进入凹模穿过板料进入凹模这就是这就是“冲裁冲裁”冲裁的概念冲裁的

3、概念冲裁的概念冲裁的概念规则形状规则形状不规则形状不规则形状封闭轮廓封闭轮廓不封闭轮廓不封闭轮廓冲裁冲裁就是利用模具使板料的一部分与另一部分沿着一定的轮廓就是利用模具使板料的一部分与另一部分沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。简单地说形状产生分离的一种冲压工序。简单地说冲裁就是利用模具冲裁就是利用模具使板料产生分离的过程。使板料产生分离的过程。主要基本冲裁工序主要基本冲裁工序：落料和冲孔落料和冲孔落料与冲孔均是利用模具使板料的一部分与另一部分沿落料与冲孔均是利用模具使板料的一部分与另一部分沿一一封闭封闭的轮廓线的轮廓线相分离。相分离。 落料的目的是得到封闭轮廓线以内的部分。落料的目的是得

4、到封闭轮廓线以内的部分。 冲孔的目的是得到封闭轮廓线以外的部分。冲孔的目的是得到封闭轮廓线以外的部分。落料落料冲孔冲孔冲裁用的模具叫冲裁模冲裁用的模具叫冲裁模冲裁模特点：冲裁模特点：凸、凹模之间有间隙凸、凹模之间有间隙刃口锋利刃口锋利冲裁分类冲裁分类根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：普通冲裁普通冲裁精密冲裁精密冲裁微冲裁微冲裁本章主要讨论普通冲裁本章主要讨论普通冲裁3.1.1 冲裁过程板料受力情况分析冲裁过程板料受力情况分析3.1 3.1 冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析模具与板料开始接触瞬间模具与板料开始接触瞬间 冲裁过程中冲裁过程中 3.1.2 3.1

5、.2 冲裁变形过程冲裁变形过程1.弹性变形阶段弹性变形阶段2.塑性变形阶段塑性变形阶段3.断裂分离阶段断裂分离阶段模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。 1.1.弹性变形阶段弹性变形阶段 初始塌角（圆角）初始塌角（圆角） 材料翘曲材料翘曲2.2.塑性变形阶段塑性变形阶段更大的塌角更大的塌角塑性剪切塑性剪切光亮带光亮带内部应力达到极限内部应力达到极限刃口附近出现微裂纹刃口附近出现微裂纹3.3.断裂分离阶段断裂分离阶段 产生粗糙而带有锥度的断裂带产生粗糙而带有锥度的断裂带 毛刺形成毛刺

6、形成重要结论重要结论(不考虑弹性回复）不考虑弹性回复）落料件尺寸落料件尺寸= = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸冲孔件尺寸冲孔件尺寸= = 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸凸模行程凸模行程冲冲裁裁力力Fmax冲裁过程力的变化冲裁过程力的变化3.1.3 冲裁变形区位置冲裁变形区位置 冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区冲裁件质量指：冲裁件质量指：断面质量断面质量: : 垂直、光洁、毛刺小垂直、光洁、毛刺小 尺寸精度尺寸精度: :图纸规定的公差范围内图纸规定的公差范围内 形状误差形状误差: :外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小3.2

7、3.2 冲裁件质量分析及控制冲裁件质量分析及控制塌角带塌角带a： 刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。光亮带光亮带b： 塑性剪切变形。质量最好的区域。塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带断裂带c：裂纹形成及扩展。裂纹形成及扩展。毛毛 刺刺d： 间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。正常间隙下，冲裁件断面由四个部分组成：正常间隙下，冲裁件断面由四个部分组成：3.2.1 冲裁件断面特征及其影响因素冲裁件断面特征及其影响因素 1.冲裁件的断面特征冲裁件的断面特征冲裁件断面特征实物图片冲裁件断面特征实物图片质量最好的部分：光

8、亮带质量最好的部分：光亮带毛刺产生的位置毛刺产生的位置 裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位置裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位置2.2.影响冲裁件断面质量的因素影响冲裁件断面质量的因素( () )材料性能的影响材料性能的影响( () )模具间隙的影响模具间隙的影响间隙过小，出现二次间隙过小，出现二次剪裂，产生第二剪裂，产生第二光亮带光亮带间隙过大，断面质量最差间隙过大，断面质量最差间隙合适，上下裂纹重合，断面质量好间隙合适，上下裂纹重合，断面质量好间隙偏小，断面质量较好间隙偏小，断面质量较好间隙偏大，断面质量下降间隙偏大，断面质量下降间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙对剪切

9、裂纹与断面质量的影响间隙合理间隙合理间隙过小间隙过小间隙过大间隙过大( () )模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产 生毛刺。生毛刺。凸模磨钝凸模磨钝凹模磨钝凹模磨钝凸、凹模均磨钝凸、凹模均磨钝冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本 尺寸之差。尺寸之差。影响

10、因素：影响因素：该该差值包括两方面的偏差差值包括两方面的偏差： 一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差； 二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。 （1）冲模的制造精度（模具零件加工和装配）冲模的制造精度（模具零件加工和装配）（2）材料的性质）材料的性质（3）冲裁间隙冲裁间隙3.2.2 冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的形状误差冲裁件的形状误差：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。指翘曲、扭曲、变形等缺陷。翘曲翘曲是指冲裁件呈曲面不平现象。是指冲裁件呈曲面不平现象。变形变形是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，是由于坯料的边缘冲孔或孔距

11、太小等原因， 因挤压而产生的。因挤压而产生的。3.2.3 冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件形状误差及其影响因素 3.2.4 冲裁件质量控制冲裁件质量控制1. 模具工作部分尺寸偏差的控制模具工作部分尺寸偏差的控制2. 模具间隙的控制模具间隙的控制 3. 冲裁材料的控制冲裁材料的控制4. 其他方面因素的控制其他方面因素的控制 3.3 3.3 冲裁工艺计算冲裁工艺计算 3.3.1 排样设计排样设计 1.排样与材料利用率排样与材料利用率 排样排样是指是指冲裁件冲裁件在板料或条料上的布置方法。在板料或条料上的布置方法。 合理的排样：合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量提高材料利用率、降低成

12、本，保证冲件质量 及提高模具寿命。及提高模具寿命。排样的优劣如否，排样的优劣如否，如何衡量？如何衡量？（1 1）排样）排样（2 2）材料利用率）材料利用率材料利用率材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。 一个步距内的材料利用率一个步距内的材料利用率%100BSA一张板料一张板料( (或带料、条料或带料、条料) )上总的材料利用率：上总的材料利用率： 废料的种类：废料的种类： 结构废料：结构废料：由工件的结构需要而产生，如冲孔废料由工件的结构需要而产生，如冲孔废料 工艺废料：工艺废料：为完成冲压工艺而需要设置的废料，为完成冲压工艺而需要设置

13、的废料， 包括工件与工件之间，工件与条料侧边包括工件与工件之间，工件与条料侧边 之间，定位孔、料头、料尾等。之间，定位孔、料头、料尾等。（3）提高材料利用率的方法）提高材料利用率的方法 减少工艺废料的措施减少工艺废料的措施 设计合理的排样方案；设计合理的排样方案； 选择合适的板料规格和合理的裁板法选择合适的板料规格和合理的裁板法( (减少料头、料尾和减少料头、料尾和 边余料）；边余料）； 利用废料作小零件等。利用废料作小零件等。利用结构废料的措施利用结构废料的措施当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的 冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲

14、制出来。冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材 料利用率。料利用率。改变结构形状提高材料利用率改变结构形状提高材料利用率哪种结构更有利于节省材料？哪种结构更有利于节省材料？2.2.排样类型排样类型排样形式排样形式排样形式的选择排样形式的选择 零件的形状零件的形状 零件精度零件精度 材料利用率材料利用率 模具结构模具结构 模具寿命模具寿命 操作的方便与安全操作的方便与安全搭边：搭边：排样时，工件与工件之间，排样时，工件与工件之间， 工件与条（板）料边缘工件与条（板）料边缘 之间的工艺余料。有搭边之

15、间的工艺余料。有搭边a1和侧搭边和侧搭边a之分。之分。（1）搭边及其作用）搭边及其作用3 3搭边、进距及料宽的确定搭边、进距及料宽的确定 用于定位；用于定位；补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；提高模具寿命。提高模具寿命。搭边的作用搭边的作用AB搭边值的确定搭边值的确定确定原则：满足作用的前提下取最小值，具体的可确定原则：满足作用的前提下取最小值，具体的可查阅相关的设计资料，如书中表查阅相关的设计资料，如书中表3-33-3（1）材料的力学性能：）材料的力学性能

16、： 硬材料的搭边值可小一些；软材料、硬材料的搭边值可小一些；软材料、 脆材料的搭边值要大一些。脆材料的搭边值要大一些。（2）材料厚度：）材料厚度： 材料越厚，搭边值也越大。材料越厚，搭边值也越大。 （3）冲裁件的形状与尺寸：）冲裁件的形状与尺寸： 零件外形越复杂，圆角半径零件外形越复杂，圆角半径 越小，搭边值取大些。越小，搭边值取大些。（4）送料及挡料方式：）送料及挡料方式： 用手工送料，有侧压装置的搭边值用手工送料，有侧压装置的搭边值 可以小一些。可以小一些。（5）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 （2 2）进距的确定）进距的确定 进距进

17、距也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。 （3 3）料宽的确定）料宽的确定条料宽度的确定与条料在模具中条料宽度的确定与条料在模具中的定位方式有关的定位方式有关:导料板和挡料销定位导料板和挡料销定位u导料板内带侧压装置导料板内带侧压装置u导料板内不带侧压装置导料板内不带侧压装置导料板和侧刃定位导料板和侧刃定位挡料销挡料销导料板导料板条料始终靠一边的导料板送进，故：条料始终靠一边的导料板送进，故：1 1）有侧压装置时条料宽度的确定有侧压装置时条料宽度的确定00)2(aDB裁板误差裁板误差00)2(CaDB2 2）无侧压装置时条料

18、宽度的确定）无侧压装置时条料宽度的确定理想送料状态理想送料状态实际送料状态实际送料状态3）侧刃定位时条料宽度的确定）侧刃定位时条料宽度的确定 000)5 . 1()2(nbaLnbaLB4 4）裁板方式）裁板方式分别计算分别计算纵纵、横横, 比较取大者。比较取大者。实际生产中还需考虑生产效率和操作方便等。实际生产中还需考虑生产效率和操作方便等。可纵裁可纵裁 , 亦可横裁亦可横裁轧制方向轧制方向5 5）排样图的绘制）排样图的绘制一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距S、工件间搭边和、工件间搭边和侧搭边。排样图通常画在总装配图右上角侧搭边。排样图通常画在总

19、装配图右上角 。模具装配图的绘制要求模具装配图的绘制要求3.3.2 冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力主要包括：冲裁工艺力主要包括： 冲裁力冲裁力 卸料力卸料力 推件力推件力 顶件力顶件力 冲裁力冲裁力是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F F一般一般按下式计算：按下式计算：注：注： F F 冲裁力；冲裁力； L L 剪切长度；剪切长度； t t 材料厚度；材料厚度； 材料抗剪强度；材料抗剪强度； K K 安全系数。一般取安全系数。一般取K K1.

20、3 1.3 F1.1.冲裁力的计算冲裁力的计算 “L L” 的含义的含义剪切长度剪切长度2.2.卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力卸料力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下来所需的力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下来所需的力 。推件力推件力是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。 顶件力顶件力是指从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力。是指从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力。 K卸卸、K推推、K顶顶卸料力、推件力、顶件力系数，见表卸料力、推件力、顶件力系数，见表3-83-8； n同时卡在凹模刃口

21、内的冲裁件同时卡在凹模刃口内的冲裁件(或废料或废料)数。数。thn 式中式中 h凹模洞口的直刃壁高度；凹模洞口的直刃壁高度； t板料厚度。板料厚度。 卸料力卸料力推件力推件力顶件力顶件力F卸卸=K卸卸FF推推=nK推推FF顶顶=K顶顶F卸料力、推件力及顶件力的计算公式卸料力、推件力及顶件力的计算公式3.3.压力中心的计算压力中心的计算压力中心压力中心就是冲压合力的作用点。就是冲压合力的作用点。形状对称的冲裁件，其压力中心形状对称的冲裁件，其压力中心位于冲裁轮廓的几何中心上。位于冲裁轮廓的几何中心上。复杂形状工件复杂形状工件或或多凸模冲裁件多凸模冲裁件的冲裁的冲裁压力中心，可按力矩平衡原理压力中

22、心，可按力矩平衡原理进行解析计算。进行解析计算。1）按比例将冲裁工件的冲裁轮廓画）按比例将冲裁工件的冲裁轮廓画出。出。2）建立直角坐标系）建立直角坐标系xoy。3）将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干）将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线段和圆弧段直线段和圆弧段L1、L2、 L3Ln等基等基本线段。本线段。4）计算各基本线段的长度及其重心）计算各基本线段的长度及其重心到坐标轴到坐标轴x、y的距离的距离y1、y2、y3yn和和x1、x2、x3xn。5）计算压力中心坐标）计算压力中心坐标xc、yc。nnnclllxlxlxlx212211nnnclllylylyly212211单凸模冲压复杂形状冲裁件压力中心

23、计算单凸模冲压复杂形状冲裁件压力中心计算多凸模冲压时压力中心的计算多凸模冲压时压力中心的计算1）按比例将各凸模的轮廓画出）按比例将各凸模的轮廓画出2）建立直角坐标系）建立直角坐标系xoy3）求出每个凸模的重心坐标（）求出每个凸模的重心坐标（xi，yi）4）计算各凸模的冲切长度）计算各凸模的冲切长度Li5）计算压力中心坐标）计算压力中心坐标xc、ycnnncLLLxLxLxLx212211nnncLLLyLyLyLy2122113.4 3.4 冲裁工艺设计冲裁工艺设计冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性分析冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定 冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性冲裁件的

24、工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从产品设计角度提出的要求。产品设计角度提出的要求。 冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。 冲裁件的工艺性由其结构形状、精度要求、形位公差和技冲裁件的工艺性由其结构形状、精度要求、形位公差和技术要求等方面决定。术要求等方面决定。 1.1.冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 （1）冲裁件的结构尽可能简单、对称，尽可能有利于材料）冲裁件的结构尽可能简单、对称，尽可能有利于材

25、料 的合理利用。的合理利用。对比两对比两种结构种结构（2）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角，宜有适当的）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角，宜有适当的 圆角。圆角。tR5 . 0（3）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出 和凹入部分的宽度和凹入部分的宽度B 应大于或等于板厚应大于或等于板厚t 的的1.5 倍，即倍，即B1.5 t。 （4）孔边距、孔间距）孔边距、孔间距 应大于或等于板厚应大于或等于板厚t 的的1.5 倍。倍。（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持 一定距离。一定距离。（

26、6）冲孔时，孔的尺寸不应太小。）冲孔时，孔的尺寸不应太小。2.2.冲裁件的尺寸精度（冲裁件的尺寸精度（表表3-113-11部分部分）（ GB/T13914-2002 ）共分为共分为11级，用符号级，用符号ST表示，从表示，从ST1到到ST11逐级降低逐级降低 。表表3-12 普通冲裁件公差等级选用普通冲裁件公差等级选用（GB/T13914-2002）3.冲裁件的断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度 例例3-3 图示冲裁件，材料图示冲裁件，材料Q235，料厚，料厚2mm，试分析其冲裁，试分析其冲裁 工艺性。工艺性。分析：分析：（1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁）该冲裁件结构对称，无凹

27、槽、悬臂、尖角等，符合冲裁 工艺要求工艺要求（2）由表）由表3-11和表和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔 心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即 可冲出。可冲出。（3）由图）由图3-42和表和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间 距尺寸均满足最小值要求距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。可以采用复合冲压。（4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。 综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。综上

28、所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。 在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等方面综合考虑，需解决：方面综合考虑，需解决：基本冲压工序基本冲压工序基本冲压工序的组合基本冲压工序的组合冲裁顺序的安排冲裁顺序的安排3.4.2 工艺方案的确定工艺方案的确定1.基本工序数的确定基本工序数的确定冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判断。冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判断。落料落料冲孔冲孔落料落料落料落料冲孔冲孔基本工序数确定举例基本工序数确定举例2.基本冲压工序的组合基本冲压工序的组合单工序冲裁单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完成一

29、道冲压工序：在冲床的一次行程中，只能完成一道冲压工序复合冲裁复合冲裁：只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时：只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时 完成两道或两道以上的冲压工序。完成两道或两道以上的冲压工序。级进冲裁级进冲裁：在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多：在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多 个工位上同时完成多道冲压工序。个工位上同时完成多道冲压工序。 与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁模和级进冲裁模模和级进冲裁模只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道

30、以上的冲裁工序的模具。两道或两道以上的冲裁工序的模具。 复合冲裁模复合冲裁模在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲裁工序的模具。个工位上同时完成多道冲裁工序的模具。 级进冲裁模级进冲裁模三种类型模具的比较三种类型模具的比较工序是否复合，如何选择？工序是否复合，如何选择？u结构、尺寸结构、尺寸u生产效率生产效率u精度精度u操作方便、安全操作方便、安全u生产批量生产批量u模具成本模具成本一般原则是：一般原则是：大量生产时采用复合或级进冲大量生产时采用复合或级进冲 压，小批量生产时宜采用单工压，小批量生产时宜采用单工 序模生产。序模

31、生产。大型尺寸宜采用单工序或复合模大型尺寸宜采用单工序或复合模小尺寸且精度要求高，即使批量小尺寸且精度要求高，即使批量 小也宜采用复合或级进模生产小也宜采用复合或级进模生产（1）级进冲裁的顺序安排）级进冲裁的顺序安排 1）先冲孔（缺口或工件的结构废料），最后落料或切断，）先冲孔（缺口或工件的结构废料），最后落料或切断， 将工件与条料分离。将工件与条料分离。 2）采用定距侧刃时，侧刃切边工序一般安排在前，与首次）采用定距侧刃时，侧刃切边工序一般安排在前，与首次 冲孔同时进行，以便控制送料进距，采用两个定距侧刃冲孔同时进行，以便控制送料进距，采用两个定距侧刃 时，也可安排成一前一后。时，也可安排成

32、一前一后。 （2 2）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排: : 1 1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。 2 2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形， 应先冲大孔后冲小孔。应先冲大孔后冲小孔。 3.冲裁顺序的安排冲裁顺序的安排级进冲压的工序顺序安排举例级进冲压的工序顺序安排举例 4. 冲裁工艺方案确定的基本步骤冲裁工艺方案确定的基本步骤分析产品的冲裁工艺性分析产品的冲裁工艺性列出所需的基本冲压工序列出所需的基本冲压工序列出可能的若干个方案列出可能的

33、若干个方案分析比较得出最佳方案分析比较得出最佳方案冲压方案确定方法举例冲压方案确定方法举例例例3-4 冲制图示零件，年产量冲制图示零件，年产量300万件，要求制定其冲压万件，要求制定其冲压 工艺方案。工艺方案。 1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁 工艺要求。工艺要求。 2）由表）由表3-11和表和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔 心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即 可冲出。可冲出。 3）由图）由图3-42和表和表3-9可知，

34、所冲孔的尺寸及孔边距和孔间可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间 距尺寸均满足最小值要求距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲裁。可以采用复合冲裁。 4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。 综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。（1）分析冲压工艺性）分析冲压工艺性该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可 以列出以下三种工艺方案：以列出以下三种工艺方案： 方案一：采用单工序模生产，即先落料，后冲孔。方案一：采用单工序模生

35、产，即先落料，后冲孔。 方案二：采用复合模生产，即落料方案二：采用复合模生产，即落料-冲孔同时进行。冲孔同时进行。 方案三：采用级进模生产，即冲孔方案三：采用级进模生产，即冲孔-落料连续完成。落料连续完成。 （2）确定冲压工艺方案）确定冲压工艺方案（3）分析比较）分析比较方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低，方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低，难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具，冲难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具，冲裁件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率比方案一高，但裁件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率比方案一高，但

36、模具结构较方案一复杂，操作较不方便。方案三也只需要一副模具结构较方案一复杂，操作较不方便。方案三也只需要一副模具，操作方便安全，生产率最高，模具结构较方案一复杂，模具，操作方便安全，生产率最高，模具结构较方案一复杂，冲出的零件精度介于方案一和方案二之间，但由于产品本身的冲出的零件精度介于方案一和方案二之间，但由于产品本身的精度要求不高，因此能满足产品的精度要求。通过对上述三种精度要求不高，因此能满足产品的精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3.5 冲裁模总体结构设计冲裁模总体结构设计3.5.1 冲裁模具的分类冲裁

37、模具的分类模具装配模具装配图的一般图的一般画法：画法：明细表明细表标题栏标题栏技术要求技术要求3.5.2 冲裁模的典型结构冲裁模的典型结构 看图方法与步骤：看图方法与步骤：模具结构图的看图方法模具结构图的看图方法看标题栏，了解模具名称看标题栏，了解模具名称看工件图看工件图看排样图，了解送料方向，进而知道定位零件的大概位置看排样图，了解送料方向，进而知道定位零件的大概位置看主视图看主视图找涂黑的料和工件找涂黑的料和工件找使板料成形的工作零件找使板料成形的工作零件找定位零件，结合俯视图找定位零件，结合俯视图找出件零件找出件零件找导向零件找导向零件找固定零件找固定零件 单工序模单工序模也叫简单模，是

38、指在压力机的一次行程中只也叫简单模，是指在压力机的一次行程中只 完成一道冲压工序的模具。完成一道冲压工序的模具。1单工序模典型结构单工序模典型结构带刚性卸料装带刚性卸料装置的落料模置的落料模 带弹性卸料装带弹性卸料装置的落料模置的落料模 带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模有分离现象产生有分离现象产生冲孔模冲孔模 侧向冲孔模侧向冲孔模 斜楔式水平侧向冲孔模斜楔式水平侧向冲孔模模具的零件分类模具的零件分类(根据功用的不同可分为根据功用的不同可分为)2.级进模的典型结构级进模的典型结构级进模级进模又称连续模或跳步模，是指在压力机一次行程中，又称连续模或跳步模，是

39、指在压力机一次行程中， 在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲 压工序的模具压工序的模具冲孔、落料级进模冲孔、落料级进模用导正销定用导正销定距的冲孔落距的冲孔落料级进模料级进模 双侧刃定距双侧刃定距的冲孔落料的冲孔落料级进模级进模侧刃和导正销联合侧刃和导正销联合定距的级进冲裁模定距的级进冲裁模 复合模复合模是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时 完成两道或两道以上的冲压工序的模具完成两道或两道以上的冲压工序的模具 倒装复合模倒装复合模 正装复合模正装复合模 3.3.复合模的典型结构复合模的典

40、型结构正、倒装复合模比较正、倒装复合模比较正装式复合模正装式复合模1-打杆打杆 2-模柄模柄 3-推板推板 4-推杆推杆 5-卸料螺钉卸料螺钉 6-凸凹模凸凹模 7-卸料板卸料板 8-落料凹模落料凹模 9- -顶件块顶件块 10- -带肩顶杆带肩顶杆 11- -冲孔凸模冲孔凸模 12- -挡料销挡料销 13- -导料销导料销 1-下模座下模座 2-卸料螺钉卸料螺钉 3-导柱导柱 4-固定板固定板 5-橡胶橡胶 6-导料销导料销 7-落料凹模落料凹模 8-推件块推件块 9-固定板固定板 10-导套导套 11-垫板垫板 12、20-销钉销钉 13-上模座上模座 14-模柄模柄 15-15-打杆打杆

41、 1616、21-21-螺钉螺钉 17-17-冲孔凸模冲孔凸模 18-18-凸凹模凸凹模 19-19-卸料板卸料板 22-22-挡料销挡料销 倒装式复合模倒装式复合模切边冲孔复合模切边冲孔复合模 带有刚带有刚-弹性推件装置的倒装复合模弹性推件装置的倒装复合模 3.5.3 冲裁模的类型选择冲裁模的类型选择 对于单工序模，由于正装结构的模具出件方便，优先采用对于单工序模，由于正装结构的模具出件方便，优先采用正装结构；正装结构； 对于复合模，由于倒装复合模操作方便安全，实际生产中对于复合模，由于倒装复合模操作方便安全，实际生产中优先考虑倒装结构。当所冲板料较薄、孔间距稍小、对工件的优先考虑倒装结构。

42、当所冲板料较薄、孔间距稍小、对工件的平面度又有要求时，应选择正装结构的复合模。平面度又有要求时，应选择正装结构的复合模。 在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进模，以节省人工并提高生产效率。模，以节省人工并提高生产效率。3.6 模具主要零件的设计与标准的选用模具主要零件的设计与标准的选用工艺结构零件：工艺结构零件：工作零件：凸模、凹模、凸凹模、侧刃工作零件：凸模、凹模、凸凹模、侧刃定位零件：导料板、挡料销、导正销等定位零件：导料板、挡料销、导正销等卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件

43、块、废料切断刀 辅助结构零件：辅助结构零件：导向零件：导柱、导套、导板导向零件：导柱、导套、导板固定零件：固定板、垫板、模柄、上模座、下模座、螺钉、固定零件：固定板、垫板、模柄、上模座、下模座、螺钉、 销钉等销钉等3.6.1 工作零件的设计与标准的选用工作零件的设计与标准的选用凸模凸模凹模凹模凸凹模凸凹模侧刃侧刃作用是使材料产生分离，得到所需冲裁件形状和尺寸作用是使材料产生分离，得到所需冲裁件形状和尺寸（这里根据习惯仍将侧刃放在定位零件一节讲授）（这里根据习惯仍将侧刃放在定位零件一节讲授）1模具间隙的确定模具间隙的确定 冲裁模具间隙冲裁模具间隙是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的是指冲裁模具

44、中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号距离，用符号c表示，是指单面间隙表示，是指单面间隙 。（。（GB/T16743-2010） （1）间隙对冲裁过程的影响）间隙对冲裁过程的影响 1）间隙）间隙C对零件质量的影响对零件质量的影响 适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。2）间隙）间隙C对冲裁工艺力的影响对冲裁工艺力的影响 C增大增大 ，冲裁力，冲裁力F 冲冲有一定程度降低。有一定程度降低。 C增大，增大，F卸卸、 F推推 、 F顶顶减小，则总的冲压力下降。减小，则总的冲压力下降。 反之，当反之，当 Z 减小时，各冲裁工艺力都会增加，则总减小时，各

45、冲裁工艺力都会增加，则总 冲压力增加。冲压力增加。 模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。 间隙间隙C C主要影响模具的磨损、刃口涨裂。主要影响模具的磨损、刃口涨裂。C 增大时，由于冲裁工艺力均减小，使得模具的磨损减小，增大时，由于冲裁工艺力均减小，使得模具的磨损减小，凹模刃口涨裂减小，因此寿命提高。反之寿命缩短。凹模刃口涨裂减小，因此寿命提高。反之寿命缩短。 3 3）间隙）间隙C C对模具寿命的影响对模具寿命的影响分析结果：分析结果：提高制件质量需要较小的模具间隙。提高制件质量需要较小的模具间隙。降低冲压力需要较大的模具间隙。降低

46、冲压力需要较大的模具间隙。提高模具寿命需要较大的模具间隙。提高模具寿命需要较大的模具间隙。 ？（2）合理间隙值的确定）合理间隙值的确定1 1）合理间隙值的理论计算）合理间隙值的理论计算依据：上下刃口处产生的裂纹重合，模具间隙合理依据：上下刃口处产生的裂纹重合，模具间隙合理2 2）查表确定法）查表确定法 表表3-193-19 表表3-203-20tan)1 (ctht表表3-19 金属板料冲裁间隙分类金属板料冲裁间隙分类表表3-20 金属板料冲裁间隙值金属板料冲裁间隙值（GB/T16743-2010） （3）冲裁间隙选用方法）冲裁间隙选用方法 选用金属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、选用金

47、属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、使用特点和特定的生产条件等因素，首先按表使用特点和特定的生产条件等因素，首先按表3-19确定拟采用的间隙类别，然后按表确定拟采用的间隙类别，然后按表3-20相应选取该相应选取该类间隙值。类间隙值。 新模具的间隙应取间隙值中的最小值新模具的间隙应取间隙值中的最小值2.凸、凹模刃口尺寸及公差的确定凸、凹模刃口尺寸及公差的确定 （1）凸、凹模刃口尺寸的计算原则）凸、凹模刃口尺寸的计算原则 ）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃 口尺寸得到。口尺寸得到。 2）冲孔时，选凸模

48、作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃）冲孔时，选凸模作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃 口尺寸得到。口尺寸得到。 3）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；取磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸。取磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸。对磨损前后尺寸不发生变化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。对磨损前后尺寸不发生变化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。 4）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原则上按）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原

49、则上按“入体入体”原则标注为原则标注为单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。（2）刃口尺寸计算方法）刃口尺寸计算方法 刃口尺寸计算方法与模具加工方法有关，模具加工方法刃口尺寸计算方法与模具加工方法有关，模具加工方法常见的有两种：常见的有两种： 分别加工法分别加工法 配合加工法配合加工法两种模具加工方法比较两种模具加工方法比较1）凸模与凹模分别加工）凸模与凹模分别加工磨损系数磨损系数x

50、值值表2.12磨损系数x材料材料厚度厚度t/mm非圆形工件非圆形工件x值值圆形工件圆形工件x值值10.750.50.750.5工工 件件 公公 差差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.300.30刃口尺寸计算举例刃口尺寸计算举例例例3-7 冲制图冲制图3-73所示零件，材料所示零件，材料Q235，料厚，料厚t=2mm。计。计 算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。 解：由图解：由图3-73可知，该零件需要落料、冲孔两道冲裁工序完成，可知，该零件需要落料、冲孔两道冲裁工序完成， 下面分别计算其模具刃口尺寸及公差。下面分别计算其模具刃口尺寸及公差。1）落料）落料 以凹模为基准，由于形状规则，其模具采用分别加工法进行以凹模为基准，由于形状规则，其模具采用分别加工法进行加工。加工。查表查表3-19和表和表3-20得得c=（7%10%）t，即：，