第二章冲裁工艺与冲裁模设计

1、2.1 冲裁模设计程序冲裁模设计程序2.2 审图与冲裁工艺性分析审图与冲裁工艺性分析2.3 冲裁工艺方案制定冲裁工艺方案制定2.4 冲裁排样设计冲裁排样设计2.5 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算2.6 冲压定位方式冲压定位方式2.7 冲压力与压力中心计算冲压力与压力中心计算2.8 凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计2.9 冲裁模总体结构设计冲裁模总体结构设计2.1 2.1 冲裁模设计程序冲裁模设计程序审图审图冲裁工艺性分析冲裁工艺性分析冲裁工艺方案制定冲裁工艺方案制定排样排样刃口尺寸计算刃口尺寸计算冲压力及压力中心计算冲压力及压力中心计算凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计总体结构设计总体结构

2、设计冲压设备选择冲压设备选择冲裁模装配图绘制冲裁模装配图绘制非标零件图绘制非标零件图绘制1 1审图审图 收集并分析收集并分析冲压件的产品图及技术条件；原冲压件的产品图及技术条件；原材料的尺寸规格、性能；产品的生产批量；材料的尺寸规格、性能；产品的生产批量； 此外，工厂现有的冲压设备条件；工厂现有此外，工厂现有的冲压设备条件；工厂现有的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等也的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等也应作为设计的资料。应作为设计的资料。例：工件名称：手柄例：工件名称：手柄生产批量：中批量生产批量：中批量材料：材料：Q235-A钢钢材料厚度：材料厚度：1.2mm 2 2冲裁工艺性分

3、析冲裁工艺性分析 应充分研究设计要求，了解产品用途，并进应充分研究设计要求，了解产品用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析，改进冲行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析，改进冲压件结构或工艺性。压件结构或工艺性。 例：零件的三个安装孔有精确的位置要求，而外例：零件的三个安装孔有精确的位置要求，而外形是无关紧要的，因此在对零件的外形由形是无关紧要的，因此在对零件的外形由A变为变为B。在不影响零件精度的条件下，提高材料利用在不影响零件精度的条件下，提高材料利用率和生产率。率和生产率。 3 3冲裁工艺方案制定冲裁工艺方案制定 在冲压工艺性分析的基础上，拟定出可能的在冲压工艺性分析的基础上，拟定出可

4、能的几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，确定一个技术经济性最佳的工艺方案。确定一个技术经济性最佳的工艺方案。例：例： 根据已确定的冲压工艺方案，综合考虑冲压根据已确定的冲压工艺方案，综合考虑冲压件的质量要求、生产批量大小、冲压加工成本以件的质量要求、生产批量大小、冲压加工成本以及冲压设备情况、模具制造能力等生产条件，选及冲压设备情况、模具制造能力等生产条件，选择模具类型。择模具类型。 4 4排样排样 排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方排样是指冲裁件在条料或板

5、料上的布置方法。法。在冲压零件的成本中，材料费用占在冲压零件的成本中，材料费用占6060以以上，因此材料的经济利用是一个重要问题，而上，因此材料的经济利用是一个重要问题，而材料的经济利用又与排样方式有关。材料的经济利用又与排样方式有关。 例：例：冲压件排样实物冲压件排样实物5 5刃口尺寸计算刃口尺寸计算 间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响。凸、凹模刃口尺寸及其公差决定了模很大影响。凸、凹模刃口尺寸及其公差决定了模具的合理间隙，更直接影响冲裁件的尺寸精度。具的合理间隙，更直接影响冲裁件的尺寸精度。6 6冲压力及压力中心计算冲压力及压力中心计算 冲

6、裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压冲裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压为保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。力中心与压力机滑块的中心线相重合。7 7冲压设备选择冲压设备选择 冲压设备选择关系

7、到其合理使用、安全、产冲压设备选择关系到其合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率及成本等。品质量、模具寿命、生产效率及成本等。 设备类型的选择主要取决于冲压的工艺要求设备类型的选择主要取决于冲压的工艺要求和生产批量。设备选择主要包括设备类型和规格和生产批量。设备选择主要包括设备类型和规格两个方面。两个方面。 设备规格主要取决于冲压力，变形功、模具设备规格主要取决于冲压力，变形功、模具闭合高度和模板平面轮廓尺寸等。闭合高度和模板平面轮廓尺寸等。8 8凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计 根据冲件的形状和尺寸，冲模的加工以及装根据冲件的形状和尺寸，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实

8、际生产中使配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸、凹模结构形式很多。用的凸、凹模结构形式很多。9 9总体结构设计总体结构设计 良好模具结构是实现工艺方案的可靠保证。良好模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲裁模结构是否合理、先进，直接影响到生产效冲裁模结构是否合理、先进，直接影响到生产效率及冲模本身的使用寿命和操作的安全、方便性率及冲模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。等。1010冲压模装配图绘制冲压模装配图绘制 在模具的总体结构及其相应的零部件结构形在模具的总体结构及其相应的零部件结构形式确定后，便可绘制模具装配图和零件图。装配式确定后，便可绘制模具装配图和零件图。装配图和零件图

9、均应严格按照制图标准绘制。考虑到图和零件图均应严格按照制图标准绘制。考虑到模具图的特点，可采用一些常用的习惯画法。模具图的特点，可采用一些常用的习惯画法。 1111非标零件图绘制非标零件图绘制 模具零件图是模具加工的重要依据，因此模模具零件图是模具加工的重要依据，因此模具总装图中的非标准零件，需分别画出零件图，具总装图中的非标准零件，需分别画出零件图，一般的工作顺序也是先画工作零件图，再依次画一般的工作顺序也是先画工作零件图，再依次画其他各部分的零件图。其他各部分的零件图。模具模具装配图装配图的一般布置情况的一般布置情况课后思考课后思考1、说明冲裁模设计的程序。、说明冲裁模设计的程序。案例案例

10、电机转子电机转子生产批量：大批量生产批量：大批量材料：电工硅钢片材料：电工硅钢片厚度厚度：0.35mm电机定子电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片生产批量：大批量；材料：电工硅钢片; ;厚度厚度：0.35mm机芯自停杆机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：生产批量：大批大量；材料：钢钢10；料厚：；料厚：0.8mm电位器接线片电位器接线片生产批量：大批量；材料：生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：钢带；料厚：0.4mm2.2 审图与冲裁工艺性分析审图与冲裁工艺性分析学习目标：学习目标： 了解冲裁件的工艺性的概念，良好的冲裁工了解冲裁件的工艺性的概念，良好的冲裁工艺性应满足的条件。艺性

11、应满足的条件。 理解决定冲裁件工艺性的因素，如冲裁件的理解决定冲裁件工艺性的因素，如冲裁件的形状和尺寸、尺寸精度和粗糙度和材料等。形状和尺寸、尺寸精度和粗糙度和材料等。教学要求：教学要求： 熟悉冲裁件的结构工艺性要求，普通冲裁件熟悉冲裁件的结构工艺性要求，普通冲裁件的经济精度和材料的选择原则。的经济精度和材料的选择原则。2. .2. .1 审图审图 审查所给工件的尺寸是否齐全，各尺寸公差审查所给工件的尺寸是否齐全，各尺寸公差和形位公差的精度等级；审查所给工件的材料牌和形位公差的精度等级；审查所给工件的材料牌号、材料厚度、生产批量。号、材料厚度、生产批量。 冲压件上未注公差尺寸，要根据工件的公冲

12、压件上未注公差尺寸，要根据工件的公差等级，进行公差标注。差等级，进行公差标注。标准步骤：标准步骤：1.1.根据冲压件的公差等级与基本尺寸，查找冲压根据冲压件的公差等级与基本尺寸，查找冲压基准件公差数值表，找到对应的公差，一般采基准件公差数值表，找到对应的公差，一般采取单性偏差；取单性偏差；2.2.判断该尺寸的偏差方向；判断该尺寸的偏差方向； 采用采用“入体原则入体原则”、可先画出该冲压件的假、可先画出该冲压件的假想磨损图。所示工件的假想磨损图用双点划线画想磨损图。所示工件的假想磨损图用双点划线画出，再根据以下方法进行判断。如该尺寸磨损后出，再根据以下方法进行判断。如该尺寸磨损后变小为负偏差；变

13、大为正偏差；不变则为正负偏变小为负偏差；变大为正偏差；不变则为正负偏差。差。 案例分析：案例分析：1 1电机转子电机转子生产批量：大批量生产批量：大批量 材料：电工硅钢片材料：电工硅钢片 厚度厚度：0.35mm2 2电机定子电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片生产批量：大批量；材料：电工硅钢片; ;厚度厚度：0.35mm3 3机芯自停杆机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：生产批量：大批大量；材料：钢钢10；料厚：；料厚：0.8mm4.4.电位器接线片电位器接线片生产批量：大批量；材料：生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：钢带；料厚：0.4mm2.2.2 2.2.2 冲冲裁工艺性要求

14、裁工艺性要求 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法应性。所谓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，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。得到质量合格的冲裁件。1结构工艺性要求结构工艺性要求（1）冲裁件的形状应尽可能简单、对称，以圆）冲裁件的形状应尽可能简单、对称，以圆形、矩形等规则几何形状组成的几何图形为较形、矩形等规则几何形状组成的几何图形为较佳，这样使排样时废料最少。佳，这样使排样时废料最少。 （2）无过长的悬臂、狭槽，所谓悬臂、狭槽，）无过长的悬

15、臂、狭槽，所谓悬臂、狭槽，即其宽度即其宽度b2t；（3）孔间距、孔边距不能太小，所谓过小孔间）孔间距、孔边距不能太小，所谓过小孔间距，即指距，即指b22t，所谓过小孔边距，即指所谓过小孔边距，即指b11.5t；（4） 冲裁件的外形或内孔的转角处应避免存在冲裁件的外形或内孔的转角处应避免存在尖锐的尖角，采用圆角过渡为较佳，一般在圆尖锐的尖角，采用圆角过渡为较佳，一般在圆角处应使角处应使R0.5t。（5） 冲孔制件的孔不能太小。冲孔制件的孔不能太小。2 2冲裁件的尺寸精度和粗糙度冲裁件的尺寸精度和粗糙度（1）普通冲裁：）普通冲裁： 冲裁件的内外形的冲裁件的内外形的经济精度不高于经济精度不高于IT1

16、1级，级，（2）冲孔精度（最好低于冲孔精度（最好低于IT9级）比落料精度级）比落料精度（最好低于（最好低于IT10级）高一级。级）高一级。（3 3）冲裁件的冲裁件的粗糙度粗糙度Ra一般一般低于低于6.3m，但高于，但高于12.5m ；3 3冲裁材料冲裁材料（1）冲裁材料冲裁材料金属材料（钢、铝、各种贵重金属及各种合金）金属材料（钢、铝、各种贵重金属及各种合金）非金属材料（纸板、塑料板、胶合板等非金属材料（纸板、塑料板、胶合板等)复合材料（涂层板、复合板等）复合材料（涂层板、复合板等）（2）冲裁件材料选取原则）冲裁件材料选取原则1）对冲裁材料机械性能的要求）对冲裁材料机械性能的要求 有一定强度和

17、韧性，避免过硬、过软、过脆。有一定强度和韧性，避免过硬、过软、过脆。案例案例1、2为电工硅钢，材料较硬较脆；为电工硅钢，材料较硬较脆；案例案例3、4为低碳钢，具有较好的冲裁性能为低碳钢，具有较好的冲裁性能2）对材料规格的要求）对材料规格的要求 材料厚度公差应符合国家标准，厚薄均匀，材料厚度公差应符合国家标准，厚薄均匀，避免采用边角料。避免采用边角料。3）冲裁件材料的选取原则）冲裁件材料的选取原则廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色 4个案例制件均为黑色材料个案例制件均为黑色材料案例分析：案例分析：1 1电机转子电机转子生产批量：大批量生产批量：大批量 材料：电工

18、硅钢片材料：电工硅钢片 厚度厚度：0.35mm2 2电机定子电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片生产批量：大批量；材料：电工硅钢片; ;厚度厚度：0.35mm3 3机芯自停杆机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：生产批量：大批大量；材料：钢钢10；料厚：；料厚：0.8mm4.4.电位器接线片电位器接线片生产批量：大批量；材料：生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：钢带；料厚：0.4mm课后思考课后思考1、提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效、提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效措施有哪些？措施有哪些？2、什么是冲裁件的工艺性，分析冲裁件的、什么是冲裁件的工艺性，分析冲裁件的工艺性有何实际意

19、义？工艺性有何实际意义？2.3 2.3 冲裁工艺方案制定冲裁工艺方案制定学习目标：学习目标： 了解制定冲裁工艺方案的重要性，熟练掌握了解制定冲裁工艺方案的重要性，熟练掌握冲裁工艺方案的确定方法。冲裁工艺方案的确定方法。教学要求：教学要求： 根据冲裁件图纸，能够确定出其基本工序的根据冲裁件图纸，能够确定出其基本工序的性质，并分析出各工序的数目和顺序，制定出可性质，并分析出各工序的数目和顺序，制定出可行的工艺方案。行的工艺方案。 能够通过分析比较各工艺方案，得出最佳的能够通过分析比较各工艺方案，得出最佳的工艺方案。工艺方案。 2.3.1 基本工序的确定基本工序的确定 （1）基本工序的性质）基本工序

20、的性质 冲孔、切废料、冲缺、冲槽、落料、切断、切冲孔、切废料、冲缺、冲槽、落料、切断、切口等；口等；案例分析：电机转子案例分析：电机转子工序性质：工序性质： 冲孔、落料、切口冲孔、落料、切口案例分析：案例分析：电机定子电机定子工序性质：工序性质： 冲孔、落料冲孔、落料案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆工序性质：工序性质： 冲孔、落料冲孔、落料案例分析：案例分析：电位器接线片电位器接线片工序性质：工序性质： 落料落料（2）基本工序的数目）基本工序的数目案例分析：案例分析： 案例案例1为为3个；个； 案例案例2和案例和案例3为为2个；个； 案例案例4为为1个。个。（3）基本工序的顺序）基本工

21、序的顺序 案例分析：案例分析： 案例案例1：冲孔：冲孔切口切口落料落料 或或 落料落料冲孔冲孔切口切口 案例案例2：冲孔：冲孔落料落料 或或 落料落料冲孔冲孔 案例案例3：冲孔：冲孔落料落料 或或 落料落料冲孔冲孔2.3.22.3.2 基本工序的排列与组合基本工序的排列与组合 对多种方案进行分析比较，得出较佳方案。对多种方案进行分析比较，得出较佳方案。案例分析：电机转子案例分析：电机转子（1）单工序工艺）单工序工艺 即用落料、冲孔、切口三副模具分别完成即用落料、冲孔、切口三副模具分别完成三种工序。三种工序。（2）级进工艺）级进工艺（3）复合工艺复合工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。即采用一副

22、复合模一次冲裁完成。分析比较：分析比较：（1）单工序工艺：模具结构简单，制造成本较）单工序工艺：模具结构简单，制造成本较低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低。所占用设备及工人较多，生产效率低。（2）级进工序工艺：制件内外形位置精度较易）级进工序工艺：制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。但模具结构较复杂，制造成本较高。（3）复合工序工艺：制件内外形位置精度高，）复合工序工艺：制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结

23、构复杂，制造困难。生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。案例分析：电机定子案例分析：电机定子（1 1）单工序工艺）单工序工艺 即用落料、冲孔两模具分别完成两种工序即用落料、冲孔两模具分别完成两种工序（2 2）级进工序工艺）级进工序工艺（3）复合工序工艺）复合工序工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较：分析比较：（1）单工序工艺）单工序工艺 模具数目增加，加工精度低，生产效率低。模具数目增加，加工精度低，生产效率低。（2）级进工序工艺）级进工序工艺 可通过制件的不同排布方式，节约原材料，可通过制件的不同排布方式，节约原材料，以降低制件成本。以降低制件成本。（3

24、）复合工序工艺）复合工序工艺 模具制造复杂，加工困难。模具制造复杂，加工困难。工艺方案分析练习工艺方案分析练习1.机芯自停杆机芯自停杆2.2.电位器接线片电位器接线片测验题测验题问问 分析下图所示零件（材料：分析下图所示零件（材料：65Mn，料厚为，料厚为1，未，未注尺寸公差为注尺寸公差为IT12）的冲裁工艺性，确定其工序性质及）的冲裁工艺性，确定其工序性质及组合方式，画出冲裁工序图。组合方式，画出冲裁工序图。课后思考课后思考1、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？工艺的工序组合方式根据什么来确定？ 2、怎样确定冲裁的工艺方案

25、？、怎样确定冲裁的工艺方案？2.4 冲裁排样设计冲裁排样设计学习目标：学习目标： 了解排样与材料利用率的关系，熟悉排样的了解排样与材料利用率的关系，熟悉排样的分类方法，理解搭边在冲压工艺上的作用。分类方法，理解搭边在冲压工艺上的作用。教学要求：教学要求： 能够根据冲裁件的形状确定排样形式，会能够根据冲裁件的形状确定排样形式，会查查表确定搭边值，利用公式计算材料利用率。表确定搭边值，利用公式计算材料利用率。2.4. 1 冲裁排样的方式冲裁排样的方式 排样排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式指冲裁件在板料或条料上的布置方式。（1）按有无废料分）按有无废料分1）有废料排样有废料排样：指排样时，制件

26、与制件之间、：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有余料存在。制件与条料边缘之间均有余料存在。特点：冲裁件质量完全由冲模保证，精度高，且特点：冲裁件质量完全由冲模保证，精度高，且搭边保护模具，但材料利用率低。搭边保护模具，但材料利用率低。1-结构废料结构废料 2-工艺废料工艺废料2 2）少无废料排样少无废料排样：指制件与制件之间、制件与：指制件与制件之间、制件与条料边缘之间存在较少或没有余料。条料边缘之间存在较少或没有余料。特点特点：模具结构简化、冲裁力降低、材料利用率：模具结构简化、冲裁力降低、材料利用率提高，但受板料和定位影响，工件精度降低，且提高，但受板料和定位影响，工件精度降

27、低，且凸模单边受力，易被破坏，加剧模具磨损，影响凸模单边受力，易被破坏，加剧模具磨损，影响冲裁件的断面质量。冲裁件的断面质量。 当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。两个冲件，有利于提高劳动生产率。案例分析：电机转子案例分析：电机转子（1）少废料排样）少废料排样案例分析：电机定子案例分析：电机定子（1）有废料排样）有废料排样（2）少废料排样）少废料排样（2 2）按排列形式分）按排列形式分1 1）直排法直排法：适用于外形为方、矩形冲件。：适用于外形为方、矩形冲件。案例分析：电机定子案例分析：电机定子2 2）斜排法斜

28、排法：适用椭圆形、：适用椭圆形、T T形、形、L L形、形、S S形冲件。形冲件。3 3）直对排法直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、：适用于梯形、三角形、半圆形、T T形、形、形、形、形冲件。形冲件。案例分析：电位器接线片案例分析：电位器接线片4）斜对排斜对排：适用适用T T形形冲冲件，且比直对排节省材料。件，且比直对排节省材料。5）混全排法混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状冲件的套排。不同形状冲件的套排。 案例分析：电机定子、电机转子案例分析：电机定子、电机转子6 6）多行排法多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆：适用于大批量生产中尺寸不

29、大的圆形、六角形、方形、矩形等形、六角形、方形、矩形等冲冲件。件。案例分析：电机转子案例分析：电机转子7）整裁余料整裁余料(搭边搭边)法法：适用于尺寸较小且形状较：适用于尺寸较小且形状较简单的简单的冲冲件。件。 案例分析：案例分析：电位器接线片电位器接线片8 8）分次裁切余料分次裁切余料( (搭边搭边) )法法：适用于尺寸较小且：适用于尺寸较小且形状较复杂的冲件。形状较复杂的冲件。案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆2.4.2 搭边搭边搭边搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料缘之间的余料。（1 1）搭边的作用）搭边的作用1 1）能够补偿

30、定位误差，保证冲出合格的制件；）能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；2 2）能保持条料具有一定的刚性，便于送料；）能保持条料具有一定的刚性，便于送料；3 3）能起到保护模具的作用。）能起到保护模具的作用。（2）搭边值的选取）搭边值的选取案例分析：电机转子案例分析：电机转子案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆案例分析：电位器接线片案例分析：电位器接线片级进模排样设计：级进模排样设计： 1）尽量减少工位数，以减少工位积累误差；）尽量减少工位数，以减少工位积累误差；2）零件较大或零件虽小但工位较多，应尽量减零件较大或零件虽小但工位较多，应尽量减少工位数，可采用连续一复合排样法；少工位数，可采用

31、连续一复合排样法； 3）孔间距小的冲件，要分步冲孔；）孔间距小的冲件，要分步冲孔；4）工位间凹模壁薄的，应增设空步）工位间凹模壁薄的，应增设空步 ；5 5）外形复杂的冲件应分步冲出，以简化凸、凹）外形复杂的冲件应分步冲出，以简化凸、凹模形状，增强其强度，便于加工和装配；模形状，增强其强度，便于加工和装配；6 6）冲裁级进模，一般是先冲孔后落料或切断。）冲裁级进模，一般是先冲孔后落料或切断。先冲出的孔可作后续工位的定位孔，若该孔不适先冲出的孔可作后续工位的定位孔，若该孔不适合于定位或定位精度要求较高时，则应冲出辅助合于定位或定位精度要求较高时，则应冲出辅助定位工艺孔（导正销孔）；定位工艺孔（导正

32、销孔）； 2.4.3 2.4.3 材料利用率的计算材料利用率的计算（1 1）条料宽度尺寸的确定）条料宽度尺寸的确定1 1）有侧压装置：）有侧压装置：B=(L+2b)-2）无侧压装置：无侧压装置：B=(L+2b+C) 式中：式中：L制件垂直于送料方向的最大尺寸；制件垂直于送料方向的最大尺寸； 条料的宽度公差；条料的宽度公差； b侧面搭边值；侧面搭边值； C送料保证间隙：送料保证间隙： B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。3）采用侧刃：采用侧刃：B=(L+1.5b+nF) 式中：式中：L制件垂直于送料方向的最大尺寸；制件垂直于送料方向的最大尺寸； n侧刃数；侧刃数； F侧刃裁切

33、宽度；侧刃裁切宽度； 条料的宽度公差；条料的宽度公差； b侧面搭边值；侧面搭边值； B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。侧压装置侧压装置案例分析：电机转子案例分析：电机转子（1）有侧压：）有侧压：B=50.8-0.5 （2）无侧压：无侧压：B=51.8-0.5 （2 2）材料利用率的计算）材料利用率的计算式中：式中：A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点 的距离的距离(mm)； B条料宽度条料宽度(mm)； S一个步距内制件的实际面积一个步距内制件的实际面积(mm2)； S0一个步距所需毛坯的面积一个步距所需毛坯的面积(mm2)。%1

34、00%1000BASSS案例分析：电机转子案例分析：电机转子%01.41%1008 .502 .481909.1004%1000SS案例分析：电机定子（横排）案例分析：电机定子（横排）%11.39%1006 .63851091.2114%1000SS%77.39%1006 .88601091.2114%1000SS案例分析：电机定子（竖排）案例分析：电机定子（竖排）%66.58%1006 .88601909.10041091.2114%1000SS案例分析：电机定子、电机转子案例分析：电机定子、电机转子案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆( 直排）直排）%46.26%1003 .637 .

35、134749.229%1000SS%39.27%10075.426 .194749.229%1000SS案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆( ( 斜排）斜排）案例分析：电位器接线片案例分析：电位器接线片( ( 直排）直排）%88.39%10071.189 . 7944.58%1000SS%81.57%10071.189 .102944.58%1000SS案例分析：电位器接线片案例分析：电位器接线片( ( 直对排）直对排）测验题测验题判断判断 1、搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚、搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。（度，保证零件质量和送

36、料方便。（ ）课后思考课后思考1、什么叫排样？排样的合理与否对冲裁工、什么叫排样？排样的合理与否对冲裁工作有何意义？作有何意义？2、排样的方式有哪些？各适合什么场合？、排样的方式有哪些？各适合什么场合？3、什么是搭边？对制件的精度及材料利用、什么是搭边？对制件的精度及材料利用率分别有什么影响？率分别有什么影响？2.5 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算学习目标：学习目标： 能够确定合理间隙，能够掌握刃口尺寸计算能够确定合理间隙，能够掌握刃口尺寸计算的基本原则，能熟练掌握刃口尺寸计算的方法。的基本原则，能熟练掌握刃口尺寸计算的方法。教学要求：教学要求： 会用查表法或经验法确定合理间隙，能根据会

37、用查表法或经验法确定合理间隙，能根据冲裁件的形状，确定冲裁件的形状，确定凸、凹模凸、凹模刃口刃口的加工方法；的加工方法；根据冲裁件与凸模或凹模刃口之间的关系，判断根据冲裁件与凸模或凹模刃口之间的关系，判断基准件磨损方向，从而正确计算刃口尺寸。基准件磨损方向，从而正确计算刃口尺寸。2.5.1 2.5.1 冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙：冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。：冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。单边间隙单边间隙：凸模与凹模每一侧的间隙：凸模与凹模每一侧的间隙(c)(c)。双边间隙双边间隙：凸模与凹模两侧间隙之和：凸模与凹模两侧间隙之和(Z)(Z)。（1 1）冲裁间隙影响的因素）冲裁间隙影

38、响的因素 1 1）冲裁件断面冲裁件断面光亮带：在材料被挤入凹模光亮带：在材料被挤入凹模( (或凸模挤入材料或凸模挤入材料) )时时所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个光亮带。断裂，形成两个光亮带。塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大，则塌角愈大。隙愈大，则塌角愈大。断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，面上形成

39、粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。带。毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。2）冲裁件尺寸精度冲裁件尺寸精度 间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸； 间隙过小，材料产生压缩弹性变形，使制件的间隙过小，材料产生压缩弹性变形，使制件的外形尺寸大于凹模尺寸，内形尺寸

40、小于凸模尺寸。外形尺寸大于凹模尺寸，内形尺寸小于凸模尺寸。3）冲压力冲压力 间隙的增大，将使冲压力有所减小。间隙的增大，将使冲压力有所减小。4）模具寿命模具寿命 过小的间隙对模具寿命极为不利。过小的间隙对模具寿命极为不利。 较大间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，较大间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，则有助于提高模具寿命。则有助于提高模具寿命。（2）合理间隙合理间隙值确定的原则值确定的原则合理间隙合理间隙:能得到合格工件的间隙范围能得到合格工件的间隙范围, Zmin Zmax。 1）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降

41、低冲压力角无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。度出发，一般采用较大间隙。 2）当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量）当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙。有较高要求时，应选择较小的间隙。 3）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。来计算刃口尺寸。（3）间隙值确定方法）间隙值确定方法 1）经验法）经验法 2）查表法（行业、料厚、精度）查表法（行业、料厚、精度）案例分析：电机转子案例分析：电机转

42、子最高精度：最高精度： 、 为为IT89级级0.0340.0071000.0547.2由表由表2-2可得：可得：(716) % t 由经验法可得：由经验法可得：(610) % t 所以取所以取(710) % t ；得：得：Zmin=0.350.07 =0.0245mm Zmax=0.350.1 =0.035mm取：取：Zmin =0.025mmZmax =0.035mm案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆精度：均为精度：均为IT1314级；属一般精度要求。级；属一般精度要求。由表由表2-2可得：可得：(1420) % t ；由经验法可得：由经验法可得：(69) % t；综合考虑得：综合考虑

43、得：Zmin=0.80.14=0.112mm Zmax=0.80.2=0.16mm取：取： Zmin =0.11mm；Zmax=0.80.2=0.16mm2.5.2 刃口尺寸计算刃口尺寸计算（1）刃口尺寸计算应遵循的原则）刃口尺寸计算应遵循的原则 1）落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，）落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得；减小凸模刃口的尺寸来取得； 2）冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，）冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过以凸模为

44、基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口的尺寸来取得；增大凹模刃口的尺寸来取得； 3）设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸）设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；公差范围内的较小尺寸； 4）设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取制件尺寸）设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；公差范围内的较大尺寸； 5）初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合）初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；理间隙值； 6）刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向）刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体内部；金属实体内部； 7）模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算

45、方）模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算方法亦不同。法亦不同。（2）凸、凹模采用互换法加工）凸、凹模采用互换法加工适用：适用于圆形等简单形状的冲裁件。适用：适用于圆形等简单形状的冲裁件。要求：设计时需在图纸上分别标注凸、凹模的要求：设计时需在图纸上分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。刃口尺寸及制造公差。满足条件：满足条件：或取或取 minmaxZZdpminmax6 . 0ZZdminmax4 . 0ZZp1)1)落料落料2)2)冲孔冲孔max0ddDDx 0min0maxminpppdDDZDxZ 0minppddx min0minmin0dddpddZdxZ 例：工件如右图所示例：工件如

46、右图所示 t=1mm，IT14级级采用互换法计算其刃口尺寸采用互换法计算其刃口尺寸查表可得：查表可得：Zmin=0.20mm；Zmax=0.25mm查表可得：查表可得：20 d=+0.025；p=-0.020 10 d=+0.020；p=-0.020落料落料冲孔冲孔0.025max000200.5 0.5219.74dddDDx 000min0.0219.740.2019.54pppdDDZ000min0.02100.5 0.3610.18pppddx 0.02min00010.180.210.38dddpddZ 3)3)孔心距孔心距式中式中 Dd落料凹模基本尺寸落料凹模基本尺寸(mm)； D

47、max落料件最大极限尺寸落料件最大极限尺寸(mm)； dp冲孔凸模基本尺寸冲孔凸模基本尺寸(mm)； dmin冲孔件孔的最小极限尺寸冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)； Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； LminLd的最小极限尺寸的最小极限尺寸(mm) p凸模下偏差凸模下偏差(mm)，一般取一般取/5； d凹模上偏差凹模上偏差(mm)，一般取一般取/4；min0.50.125dLL Zmin凸凹模最小初始双向间隙凸凹模最小初始双向间隙(mm)；Zmax凸凹模最大允许双向间隙凸凹模最大允许双向间隙(mm)； x凸、凹模磨损系数；凸、凹模磨损系数； 制件尺寸公差值；制

48、件尺寸公差值； Dp落料凸模基本尺寸落料凸模基本尺寸(mm)； dd冲孔凹模基本尺寸冲孔凹模基本尺寸(mm)；冲裁件精度冲裁件精度x值值IT10以上以上 1IT11130.75IT140.5（3 3）凸、凹模采用配合加工）凸、凹模采用配合加工配合加工方法：指先按照工件尺寸计算出凸（或配合加工方法：指先按照工件尺寸计算出凸（或凹模）的公称尺寸及公差尺寸并进行加工；然后凹模）的公称尺寸及公差尺寸并进行加工；然后按基准件实际尺寸，并根据冲裁间隙配做另一个按基准件实际尺寸，并根据冲裁间隙配做另一个相配件凹相配件凹( (或凸或凸) )模。模。特点：冲裁间隙易于得到保证；可放大基准件的特点：冲裁间隙易于得

49、到保证；可放大基准件的制造公差，并且无需校核；简化了模具设计。制造公差，并且无需校核；简化了模具设计。要点：要点：1 1）设计时，）设计时，只需详细标注基准件刃口尺寸及制只需详细标注基准件刃口尺寸及制造公差；相配件标注基准件的名义尺寸，并在说造公差；相配件标注基准件的名义尺寸，并在说明中注明与基准件配制的间隙值明中注明与基准件配制的间隙值。2 2）刃口尺寸的分类）刃口尺寸的分类 按基准件磨损后尺寸变化方向分类。按基准件磨损后尺寸变化方向分类。 A A类类磨损后刃口尺寸变大；磨损后刃口尺寸变大； B B类类磨损后刃口尺寸变小；磨损后刃口尺寸变小； C C类类磨损后刃口尺寸不变。磨损后刃口尺寸不变

50、。3）基准件刃口尺寸计算公式）基准件刃口尺寸计算公式落料：落料： 冲孔：冲孔：式中：式中：Ad、Bd、Cd凹模刃口尺寸；凹模刃口尺寸； Ap、Bp凸模刃口尺寸；凸模刃口尺寸； Aman工件上对应尺寸的最大尺寸；工件上对应尺寸的最大尺寸； Bmin工件上对应尺寸的最小尺寸；工件上对应尺寸的最小尺寸； C平均平均工件上对应尺寸的平均尺寸；工件上对应尺寸的平均尺寸；max0ddAAx 0mindxBBdmax0ppAAx 0minpxBBp0.125dCC平均案例分析：案例分析： 电机转子电机转子落料：落料： A类尺寸：类尺寸：47.247.2 3232 2323 R1R1 2 2 2020 B类尺

51、寸：类尺寸：4545 R1.5R1.5 2020 3 3 C类尺寸：类尺寸：4242 3434 3030 120120冲孔：冲孔： A类尺寸：无类尺寸：无 B类尺寸：类尺寸： C类尺寸：无类尺寸：无0.0070.03410计算计算A A类刃口尺寸类刃口尺寸0.620.15540047.247.20.5 0.6246.89d0.6205 0.6231.69d0.520.1340023230.5 0.5222.74d0.250.06240011 0.5 0.250.875dR0.250.062400220.5 0.251.875d计算计算B B类刃口尺寸类刃口尺寸0155

52、. 00462. 031.4562. 05 . 04545d0125. 00452. 026.2052. 05 . 02020d0062. 00425. 0625. 125. 05 . 05 . 15 . 1dR0062. 00425. 0125. 325. 05 . 033d0007. 004027. 0994. 9027. 01967. 910p案例分析：电机定子案例分析：电机定子落料：落料：A A类尺寸：类尺寸：6060 B B类尺寸：类尺寸：R3R3C C类尺寸：类尺寸：7474 4040 5050 636300.0584冲孔：冲孔： A A类尺寸：类尺寸：R5R5 R1.5R1.5

53、B B类尺寸：类尺寸： ； ； ；R3R3 6969 C C类尺寸：类尺寸：542854280.05048.254计算计算A A类刃口尺寸类刃口尺寸185. 00474. 0063.6974. 05 . 06060d0125. 00405. 0095.8305. 018484d075. 0043 . 0085. 43 . 05 . 055pR062. 00425. 00375. 125. 05 . 05 . 15 . 1pR计算计算B B类刃口尺寸类刃口尺寸000.250.0624330.5 0.253.125dR000.30.0754440.5 0.34.15p000.30.0754550.

54、5 0.35.15p000.050.012448.248.2 1 0.0548.25p 000.250.0624330.5 0.253.125pR000.740.185469690.5 0.7469.37p计算计算C C类刃口尺寸类刃口尺寸 74 74d d=74=740.1250.1250.74=740.74=740.0920.092 40 40d d=40=400.1250.1250.62=400.62=400.0770.077 50 50d d=50=500.1250.1250.74=500.74=500.0920.092 63 63d d=63=630.1250.1250.74=630

55、.74=630.0920.092 54 54d d=54=540.1250.1250.74=540.74=540.0920.092 28 28d d=28=280.1250.1250.52=280.52=280.0650.065案例分析：机芯自停杆案例分析：机芯自停杆落料：落料：A A类尺寸：类尺寸：2.44.892.44.89R1617.81.52R1617.81.52 B B类尺寸：类尺寸：0.80.530.80.53R2R1R2R1 C C类尺寸：类尺寸：17.350.916.57.68.510717.350.916.57.68.5107 单边增大：单边增大：32610.332610.3

56、冲孔：冲孔：A A类尺寸：无类尺寸：无 B B类尺寸：类尺寸：1 1；5 5； C C类尺寸：无类尺寸：无1.42.8；计算计算A A类刃口尺寸类刃口尺寸062. 00425. 00275. 225. 05 . 04 . 24 . 2d075. 0043 . 0065. 43 . 05 . 08 . 48 . 4d09. 00436. 0082. 836. 05 . 099d062. 00425. 00875. 025. 05 . 011dR09. 00436. 0082. 636. 05 . 066d062. 00425. 00875. 025. 05 . 011d09. 00436. 00

57、62. 736. 05 . 08 . 78 . 7d062. 00425. 00375. 125. 05 . 05 . 15 . 1d062. 00425. 00875. 125. 05 . 022d计算计算B B类刃口尺寸类刃口尺寸0062. 00425. 0925. 025. 05 . 08 . 08 . 0d0062. 00425. 0625. 025. 05 . 05 . 05 . 0d0062. 00425. 0125. 325. 05 . 033d0062. 00425. 0125. 225. 05 . 022dR0062. 00425. 0125. 125. 05 . 011dR

58、0062. 00425. 0125. 125. 05 . 011p0075. 0043 . 015. 53 . 05 . 055p0062. 00425. 0425. 125. 05 . 04 . 14 . 1p0062. 00425. 0925. 225. 05 . 08 . 28 . 2p计算计算C C类刃口尺寸类刃口尺寸1 1d d=1=10.1250.1250.25=10.25=10.0310.031 7.3 7.3d d=7.3=7.30.1250.1250.36=7.30.36=7.30.0450.045 5 5d d=5=50.1250.1250.3=10.3=10.0370.0

59、37 0.9 0.9d d=0.9=0.90.1250.1250.25=0.90.25=0.90.0310.031 16.5 16.5d d=16.5=16.50.1250.1250.43=16.50.43=16.50.0540.0547.67.6d d=7.6=7.60.1250.1250.36=7.60.36=7.60.0450.045 8.5 8.5d d=8.5=8.50.1250.1250.36=8.50.36=8.50.0450.045 10 10d d=10=100.1250.1250.36=100.36=100.0450.045 7 7d d=7=70.1250.1250.36

60、=70.36=70.0450.045计算单边增大刃口尺寸计算单边增大刃口尺寸0.250.0318000.30.30.25 0.250.237d0.250.03180011 0.25 0.250.937d0.30.037800660.25 0.35.925d0.620.07780032320.25 0.6231.845d刃口尺寸计算刃口尺寸计算练习：练习： 以配合加工法计算以配合加工法计算电位器接线片的凸、凹电位器接线片的凸、凹模刃口尺寸。模刃口尺寸。测验题测验题填空填空 1、普通冲裁件断面具有、普通冲裁件断面具有 四个明显区域。四个明显区域。判断判断1、普通冲裁最后分离是塑性剪切分离。（、普通