典型冷冲模设计-课件全套 项目1-4 六角形铜片单工序冲裁模设计- 筒形件拉深模设计

《冷冲模设计》1、项目一六角形铜片单工序冲裁模设计2、项目二变压器铁芯冲压件复合模设计

3、项目三

弹簧吊耳弯曲模设计

4、项目四

筒形件拉深模设计《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定1、冷冲压工艺概述第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现说出六角铜片冲压件的冲压方式

一、任务呈现学习目标1、能掌握冷冲压的基本概念2、能对冷冲压基本工序进行分类二、冷冲压的基本概念冷冲压的概念

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。它是压力加工方法的一种，是机械制造中先进的加工方法之一冲压生产场景冲压模具冷冲压特点及其应用冷冲压工艺与其它加工方法相比，有以下特点：①用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其它加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。②冷冲压件的尺寸稳定、互换性好。③材料利用率高，工件重量轻、刚性好、强度高。④易于实现机械化和自动化，生产率高。⑤冲压加工生产周期较长、小批量生产成本高。

二、冷冲压的基本概念三、冷冲压基本工序的分类

冷冲压基本工序的分类

两大类：分离工序和成形工序分离工序：指板料按一定的轮廓线分离而获得一定的形状、尺寸和切断面质量的冲压件（冲载件）的工序。成形工序：指坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。三、冷冲压基本工序的分类分离工序包括：1.落料、2.冲孔、3.切边、4.切断、5.剖切等加工方法。三、冷冲压基本工序的分类成形工序包括：1.弯曲、2.卷圆、3.拉深、4.翻边等加

工方法。冲裁件弯曲件拉深件四、任务示范六角铜片冲压件的冲压方式为落料。五、小结冷冲压的概念冷冲压工序的分类六、作业指出给定冲压件的冲压工序名称

《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定2、冷冲压变形基础知识第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现说出影响金属塑性和变形抗力的因素一、任务呈现学习目标1、能掌握塑性、变形抗力等基本概念2、能解释硬化现象二、塑性力学的基本概念塑性变形：物体在外力作用下会产生变形，如果外力被取消后，物体不能恢复到原始的形状和尺寸，这样的变形称为塑性变形；塑性；物体具有塑性变形的能力称为塑性；变形抗力：在一定的加载条件和一定的变形温度、速度条件下，引起塑性变形的单位变形力称为变形抗力。

二、塑性力学的基本概念影响金属塑性和变形抗力的因素

①金属组织

一般来说，组成金属的化学成分越复杂，对金属的

塑性及变形抗力的影响也越大。

②变形温度

在塑性范围内，温度增加主要影响金属的软化作用

并使金属发生物理化学变化。二、塑性力学的基本概念应力状态

在变形物体中取一个微小的单元六面体，在六面体上画出所受的应力和方向，这种图称为应力状态图。

应力状态对塑性的影响很大，主应力图中压应力的个数越多。数值越大，则塑性越好。二、塑性力学的基本概念加工硬化

随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，同时塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。

有利的是板材的硬化能够减少过大的局部集中变形，使变形趋向均匀，增大成形极限，尤其对伸长类变形有利；不利的是变形抗力的增加，使变形变得困难，进一步变形可能导致材料破裂。其函数关系如下：

σ＝Aεn式中：σ—实际应力（Pa)；

A—材料系数；ε—应变；n—硬化指数。表1－2各种材料的A与n值四、小结1.塑性变形、塑性、变形抗力的概念2.加工硬化的概念五、作业1.说出影响金属塑性和变形抗力的因素2.解释铁丝反复弯曲就可以折断的现象《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定3、冲压材料及性能第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现鉴别给定冲压材料的种类一、任务呈现学习目标1、能掌握冲压对材料的基本要求2、能了解常用材料的种类和力学性能二、冲压对材料的基本要求1、冲压对材料的基本要求

冲压用材料的基本要求主要有以下两方面：

①冲压件的功能要求

冲压件必须具有一定的强度此外，有的冲压件还

有一些特殊的要求，例如电磁性、防腐性、传热性、

和耐热性等。

②冲压工艺的要求

冲压用材料必须具有良好的冲压工艺性能要求。

一般说来，伸长率大、屈强比小、弹性模量大、

硬化指数高和厚向异性系数大有利于各种冲压成形工序。冷冲压常用材料有金属非金属黑色金属有色金属按材料种类二、冲压对材料的基本要求2、冲压常用材料及其力学性能

二、冲压对材料的基本要求常用的黑色金属材料有：

①普通碳素钢钢板如Q195,Q235等。

②优质碳素结构钢钢板如08,08F,10,20等。

③低合金结构钢钢板如Q345(16Mn),Q295(09Mn2）等。

④电工硅钢钢板如DT1,DT2o

⑤不锈钢钢板如1Cr18Ni9Ti,1Cr13等。

二、冲压对材料的基本要求2、冲压常用材料及其力学性能（续）

常用的有色金属有铜及铜合金

牌号有T1、T2、H62、H68等，其塑性、导电性与导热性

均很好；还有铝及铝合金，常用的牌号有1060,1050A、

3A21、2A12等，有较好的塑性，变形抗力小且轻。

非金属材料

胶木板、橡胶、塑料板等。二、冲压对材料的基本要求二、冲压对材料的基本要求轧制精度（钢板厚度精度）表面质量等级拉深等级二、冲压对材料的基本要求3、常用材料的表示方法四、小结1.塑性变形、塑性、变形抗力的概念2.加工硬化的概念五、作业1.冷冲压对材料有什么基本要求？2.请说明标号为

的含义2.《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定4、冲裁模分类及典型结构第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现1、说出模具分类的特征类型有哪些2、说出给定冲孔模的工作过程一、任务呈现学习目标1、看到模具图后，能说出模具的类型（单工序、

级进模或复合模）2、看到模具图后，能说出模具结构形式及工作原理二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁模的分类

冲裁模的结构类型很多，一般可按下列不同特征分类：(1）按工序性质分类，可分为落料模、冲孔模、切断模、切

口模、切边模等。(2）按工序组合程度分类，可分为单工序模、级进模、复合

模等。(3）按模具导向方式分类，可分为开式模、导板模、导柱模

等。

二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁模的分类(续）

(4）按模具专业化程度分类，可分为通用模、专用模、

自动模、组合模、简易模等。(5）按模具工作零件所用材料分类，可分为钢质冲模、

硬质合金冲模、锌基合金冲模、橡胶冲模、钢带冲

模等。(6）按模具结构尺寸分类，可分为大型冲模和中小型冲

模等。二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。1）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲

压工序的模具。二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。2）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一工位上同时

完成两道或两道以上冲压工序的模具。二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。3）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同的工位上同

时完成两道或两道以上冲压工序的模具。二、常用冲压模具的类型

完成一个冲压工序的模具。2、冲裁模零件的分类

根据模具零件的不同作用可将其分成两大类：(1)工艺零件

包括工作零件、定位零件、压卸料零件。

(2)结构零件

包括导向零件、固定零件、紧固零件、其它零件。三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。1、落料模

三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。1、落料模（续）

1）工作零件（直接对毛坯进行加工的成形零件）

凸模17、凹模152）定位零件（用以确定加工中毛坯正确位置的零件）

导料销18、挡料销13）压料、卸料及出件零件

卸料板14、卸料螺钉11和橡胶64）导向零件（保证上、下模之间的正确相对位置）

导柱4、导套55）支承零件上模座12、下模座3、模柄10、凸模固定板7、垫板136）紧固零件（用以承装模具零件或将模具安装固定到压力机上）

螺钉（9、16）、销钉（1、8）7）其它零件三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。1、落料模（续）

模具的工作原理

条料沿导料销18送至挡料销1进行定位，上模下行，由于橡胶6力的作用，卸料板14先压住条料，上模继续下压时进行冲裁分离，此时橡胶被压缩，上模回程时，橡胶恢复推动卸料板把箍在凸模上的边料卸下，冲压件由凹模孔向下排出，完成一次冲压过程。三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。2、冲孔模（续）

三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。2、冲孔模（续）

1）工作零件（直接对毛坯进行加工的成形零件）

凸模（6、7、8、15）、凹模42）定位零件（用以确定加工中毛坯正确位置的零件）

定位圈53）压料、卸料及出件零件

卸料板21、卸料螺钉12和弹簧104）导向零件（保证上、下模之间的正确相对位置）

导柱3、导套95）支承零件上模座11、下模座1、模柄16、凸模固定板13、垫板146）紧固零件（用以承装模具零件或将模具安装固定到压力机上）

螺钉（19、20）、销钉（18、17）7）其它零件三、典型冲裁模结构的分析

完成一个冲压工序的模具。2、冲孔模（续）

模具的工作原理

空心件（坯料）由定位圈5进行定位，上模下行，由于弹簧力的作用，卸料板先压住空心件，上模继续下压时进行冲裁分离，此时弹簧被压缩，上模回程时，弹簧恢复推动卸料板把箍在凸模上的空心件卸下，冲孔废料由凹模孔向下排出，完成一次冲压过程。四、小结1.冷冲模的分类2.冷冲模零件的分类3.典型模具结构的分析五、作业1.确定铁芯冲件模具类型（单工序、级进模

或复合模）2、确定铁芯冲件模具结构形式及工作原理

谢谢《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定5、冲裁件的工艺性分析第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现分析六角铜片冲压件的工艺性一、任务呈现学习目标1、冲裁件的结构工艺性2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度3、冲裁件尺寸标注二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁件的结构工艺性

①冲裁件的形状应力求简单、对称，有

利于材料的合理利用。

②冲裁件内形及外形的转角处应以圆弧

过渡（如右上图）。

③冲裁件上凸出的悬臂和凹槽尽量避免

冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽，悬

臂和凹槽宽度也不宜过小（如右下上

图）。

lmax=5b。二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁件的结构工艺性（续）

④冲裁件的孔边距与孔间距为避免工件变形和保证模具强

度，孔边距和孔间距不能过小。其最小许可值如下左图所

示。bmin=1.5tc≥(1~1.5)t

c′≥(1~1.5)t

⑤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，L≥R+0.5t，以免冲孔时凸模受水平推力而折断，如

图下右所示。二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁件的结构工艺性（续）

⑥冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则

凸模易折断或压弯。用无导向凸模和有导向的凸模所能冲

制的最小尺寸，分别下表和下一页的表二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。1、冲裁件的结构工艺性（续）材料圆形（直径d）矩形（孔宽b）硬钢软钢及黄铜铝、锌0.5t0.35t0.3t0.4t0.3t0.28t二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度

冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。(1）冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落

料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9

级。

二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度（续）(2）当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗

糙度Ra一般可达12.5-3.2μm。

二、冲裁件的工艺性分析

完成一个冲压工序的模具。3、冲裁件尺寸标注

冲裁件尺寸的基准应尽可

能与其冲压时定位基准重合，

并选择在冲裁过程中基本上不

变动的面或线上。三、任务示范

（一）零件工艺性分析六角铜片为落料件，材料为铜H62，材料厚度0.4mm，生产批量为大批量。其工艺性分析内容如下：1．材料分析H62是黄铜，塑性很高，具有良好的冲压成形性能。三、任务示范2．结构分析零件为直径Ф16的圆所内接的正六角形，厚度0.4mm，结构简单左右对称，受力均匀，对冲裁较为有利。3．精度分析根据冲压件图纸的精度公差Ф160—0。43其精度为IT14级，精度较低。普通冲裁的精度为IT13级以上，因此普通冲裁就可以满足零件的精度要求，不需采用其它的工艺措施。四、小结1.冲裁件的结构工艺性2.冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度3.冲裁件尺寸标注五、作业分析铁芯冲件的工艺性

谢谢《冷冲模设计》(项目一)第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定5、冲裁工艺方案确定第一讲六角形铜片单工序冲裁模总体方案确定

一、任务呈现确定六角铜片冲件的冲压工艺方案一、任务呈现学习目标能确定给定冲压件的模具类型（单工序、级进模

或复合模）二、冲裁模工艺方案的确定

冲裁模冲裁模工艺方案的确定完成一个冲压工序的模具。1、根据生产批量来确定

一般来说，小批量和试制生产采用单工序，中大批量

生产采用复合模或级进模，生产批量与模具类型的关系见下

表。

冲裁模工艺方案主要指模具类型的选择二、冲裁模工艺方案的确定

冲裁模冲裁模工艺方案的确定完成一个冲压工序的模具。2、根据冲裁件尺寸和精度等级来确定

复合冲裁得到的冲裁件尺寸精度等级高，级进冲裁比

复合冲裁精度等级低，单工序模最低。

3、根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定

冲裁件的尺寸较小时，考虑到单工序送料不方便和生

产效率低，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的

冲裁件，由于制造多副单工序模具的费用比复合模昂贵，

则采用复合冲裁；当冲裁件上的孔与孔之间或孔与边缘之

间的距离过小，不宜采用复合冲裁或单工序冲裁，宜采用

级进冲裁。二、冲裁模工艺方案的确定

冲裁模冲裁模工艺方案的确定完成一个冲压工序的模具。4、根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来

确定

对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用级进

冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整比较容易，且成本

较低。

5、根据操作是否方便与安全来确定

复合冲裁出件或清除废料较困难，工作安全性较差，

级进冲裁较安全三、任务示范1、工艺方案的确定

零件为一落料件，只有一道工序，生产批量为大批量，所用工艺方案为一套单工序落料模生产该零件。三、任务示范2、确定模具结构形式

模具总体结构是一套单工序落料模，模具结构如左图：四、小结1.根据生产批量来确定

2.根据冲裁件尺寸和精度等级来确定3.根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定4.根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定5.根据操作是否方便与安全来确定冲裁模类型的确定因素五、作业确定铁芯冲件模具类型（单工序、级进模、或复合模）

谢谢《冷冲模设计》第二讲冷冲模的冲压工艺计算（三）第三部分凸、凹模刃口尺寸的确定第二讲冷冲模的冲压工艺计算（三）一、任务呈现能够确定冲裁件的凸、凹模刃口尺寸一、任务呈现凹模与凸模的刃口尺寸计算定义：

什么叫刃口尺寸：

刃口尺寸指在凹模和凸模零件图上分别标注尺寸及公差值，这个值与冲压产品尺寸精度有关。

一、任务呈现学习目标

掌握凸、凹模刃口计算作用掌握凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则掌握凸、凹模刃口尺寸计算的方法二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定1、冲裁模凸、凹模刃口计算的作用冲裁件的尺寸精度主要取决于凸、凹模的刃口部分尺寸。并且合理的冲裁间隙也靠凸、凹模刃口尺寸保证。所以冲裁模刃口设计是冲裁模设计的重点。

凸模刃口尺寸示意图

凹模刃口尺寸示意图二、冲裁模凸、凹模刃口的确定2、凸、凹模刃口尺寸计算的依据在生产实践中发现：a．由于凸凹模之间存在间隙，冲裁件断面都带有锥度。依据：①光亮带是冲压件测量和使用部位；②落料件的光亮带，是因凹模刃口挤切材料产生的；③冲孔件的光亮带，是因凸模刃口挤切材料产生的；④落料件的大端（光亮带）尺寸等于凹模尺寸；⑤冲孔件的小端（光亮带）尺寸等于凸模尺寸。b．凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。

结论：在计算冲裁模刃口尺寸时，应按落料、冲孔两种情况分别进行计算。二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定3、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（一）(1)设计落料模先确定凹模刃口尺寸

以凹模为基准，间隙取在凸模上，即

冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得；

设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸

以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定4、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（二）（2）根据冲模在使用过程中的磨损规律：

设计落料模时：

凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；

设计冲孔模时：

凸模基本尺寸则取接近或等于冲件孔的最大极限尺寸。理由：凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定5、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（三）(3)凹模和凸模制造公差主要与冲裁件的精度有关

①一般冲模精度较零件精度高3～4级；②形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6～IT7级来选取，或查表；③形状复杂的刃口制造偏差可按零件相应部位公差值的1／4来选取；④刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的l／8并冠（±）；

⑤若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。

二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定6、冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算原则（四）(4)零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差“入体”原则：指标注零件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差；零件公差是双向偏差标注的，则应换算成单向标注。凹模（内表面）刃口尺寸制造偏差取正值（＋δd）；凸模（外表面）刃口尺寸制造偏差取负值（-δp）；尺寸磨损后不变化的尺寸，制造偏差取双向偏差（＋δd、-δp）。二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定7.冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定方法计算方法依冲模加工方法的不同而不同（1）凸、凹模分别加工时的计算法（2）凸模和凹模配合加工用于简单形状（圆、矩、方形）凸、凹模；必须严格限制冲模制造公差，所以冲模制造困难用来冲制薄料或形状复杂工件的冲模模具间隙由配制保证，工艺简单，制造容易，广泛应用两种加工方法对比：凸、凹模分别加工法（按互换原则生产）：具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。按配合加工生产：Zmin易保证，无互换性。二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定(1)、凸、凹模分别加工设落料外形尺寸为，

冲孔内形尺寸为根据刃口尺寸计算原则，可得二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必需满足下列条件：

二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定

a.配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中—个（一般落料先加工出凹模，冲孔先加工出凸模），然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。

b.采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验c.设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而另一非基准件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图样上注明：“凸（凹）、模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配作，保证最小双面合理间隙值”。d.由于复杂形状零件其各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损情况也不同。关键是：首先要正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大、变小还是不变这三种情况，然后基准件的刃口尺寸分别按不同的方法计算。(2)、凸、凹模配合加工二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定①落料

落料时以凹模为基准，配作凸模。设落料件的形状与尺寸如图1-19a所示，图1-19b为落料凹模刃口的轮廓图，图中双点画线表示凹模磨损后尺寸的变化情况。

图1－19落料件与落料凹模

a)落料件b)落料凹模刃口轮廓二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定

表1-19以落料凹模为基准的刃口尺寸计算工序性质落料件尺寸落料凹模尺寸落料凸模尺寸落料A类尺寸：

按凹模实际刃口尺寸配作，保证间隙

～

范围内

B类尺寸：

C类尺寸：

、、、、

二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定②冲孔冲孔时以凸模为基准，配作凹模。设冲压件孔的形状与尺寸如图1-20a所示，图1-20b为冲孔凸模刃口的轮廓图，图中双点画线表示凸模磨损后尺寸的变化情况。图1－20冲孔件与冲孔凸模

a)冲孔件b)冲孔凸模刃口轮廓二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定表1-20以冲孔凸模具为基准的刃口尺寸计算工序性质冲压件孔尺寸冲孔凸模尺寸冲孔凹模尺寸冲孔a类尺寸：

按凸模实际刃口尺寸配作，保证间隙

～b类尺寸：

c类尺寸：

二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定

1.从图1－19中可看出，凹模磨损后刃口尺寸的变化有增大、减小和不变三种情况，

凹模磨损后变大的尺寸（如图中A类尺寸），按一般落料凹模尺寸公式计算：

凹模磨损后变小的尺寸（如图中B类尺寸），因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，故按一般冲孔凸模尺寸计算；

凹模磨损后不变的尺寸（如图中C类尺寸），可按凹模型孔中心距尺寸公式计算。

2.从图1－20中可看出，冲孔凸模刃口尺寸的计算同样要考虑三种不同的磨损情况：

凸模磨损后变大的尺寸（如图中a类尺寸），因它在凸模上相当于落料凹模尺寸，故按一般落料凹模尺寸公式计算；

凸模磨损后变小的尺寸（如图中b类尺寸），按一般冲孔凸模尺寸公式计算；

凸模磨损后不变的尺寸（如图中c类尺寸）按凹模型孔中心距尺寸公式计算。三、小结确定冲裁模凸、凹模刃口尺寸的作用

冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定方法

四、作业1.什么叫凸、凹模的刃口尺寸？计算凸、凹模刃口尺寸有什么作用？2.说出冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则。3.冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算方法有哪些？各有什么特点？五、作业计算下列产品图凸模和凹模的刃口尺寸

《冷冲模设计》第二讲冲裁排样（四）邓卫国第四部分冲裁排样第二讲冲裁排样（四）一、任务呈现能够确定冲裁件的排样图一、任务呈现定义：

什么叫排样：冲裁件在板料（条料或带料）上的布置方法称为冲裁工作的排样。合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。

排样方案是模具结构设计的依据之一。

一、任务呈现学习目标

掌握冲裁排样图设计方法能够计算冲裁排样的材料利用率根据冲裁件能够设计排样图二、冲裁排样材料的合理利用1、材料的利用率计算

材料利用率：是衡量排样经济性的指标。它是指冲裁零件的实际面积Sa与冲裁这个零件所用板料面积S的百分比，即：

一个步距内的材料利用率

二、冲裁排样材料的合理利用

一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率二、冲裁排样材料的合理利用要提高材料利用率，就要减少废料面积。冲裁时产生的废料分为工艺废料与结构废料两种，如图2－22所示。搭边和余量属于工艺废料，它取决于排样形式及冲压方式；结构废料是由零件本身的形状特点决定的，一般不能改变。图2－22废料分类

2．提高材料利用率的方法三、冲裁排样的方法

3.排样方法根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：1.有废料排样（a）2.少废料排样（b）3.无废料排样（c、d）三、冲裁排样的方法

四、冲裁排样的搭边4.搭边排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。搭边的作用：（1）补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；（2）增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；（3）搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。四、冲裁排样的搭边5.搭边值确定四、冲裁排样的搭边6.条料宽度及导料板间距（1）有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离条料宽度：导料板间距离：四、冲裁排样的搭边（2）无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离条料宽度：导料板间距离：四、冲裁排样的搭边（3）用侧刃定距时条料的宽度与导料板间距离条料宽度：导料板间距离：五、冲裁排样图7.排样图六、小结冲裁排样的材料利用率计算方法

冲裁排样搭边的确定方法冲裁排样图设计方法

七、作业1.什么叫冲裁排样图？2.排样的废料分为哪二种？各有什么特点？3.什么叫搭边？起什么作用？七、作业根据下列产品图，设计排样图

《冷冲模设计》第二讲冲裁力和压力中心的计算（五）邓卫国第五部分冲裁力和压力中心计算第二讲冲裁力和压力中心计算（五）一、任务呈现能够确定冲裁件的冲裁力和压力中心一、任务呈现定义：

什么叫冲裁力：冲裁力是使材料在冲裁工序中完成其分离所必需的作用力和其他附加力的总称。它包括冲裁力、卸料力、推出力和顶件力。

计算冲裁工艺力的目的是为了合理地选用压力机和为设计模具提供重要依据。

什么叫压力中心：冲压力合力的作用点称为压力中心。

为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须使冲摸的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带模柄的中小型冲模就是要使其压力中心与模柄轴心线重合。

一、任务呈现学习目标

掌握冲裁力的计算方法掌握压力机公称压力的确定方法降低冲裁力的方法二、冲裁力的计算方法1.冲裁力的计算方法

用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：注：F——冲裁力；

L——冲裁周边长度；

t——材料厚度；——材料抗剪强度；K——系数。一般取K＝1.3

二、冲裁排样材料的合理利用

2.卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力：推件力：顶件力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。

将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。二、冲裁力的计算方法卸料力推件力顶件力式中——卸料力、推件力、顶件力系数，见表

n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。式中

h——凹模洞口的直刃壁高度；

t——板料厚度。

二、冲裁力的计算方法

3.总冲压力采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：三、降低冲裁力的方法

4.降低冲裁力方法方法一：阶梯凸模冲裁方法二：斜刃冲裁方法三：加热冲裁四、压力中心计算5.压力中心计算压力中心的确定方法有解析法、悬挂法和图解法等。（1）简单形状冲件模具压力中心的位置1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形几何中心。2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置如图所示，按下式计算：四、压力中心计算（2）对于形状复杂的冲件，压力中心确定用解析法四、压力中心计算(3)多凸模冲裁时的压力中心,压力中心确定用解析法。六、小结冲裁力的计算方法

减少冲裁力的方法压力中心计算方法

七、作业计算下列零件图的冲裁力和压力中心《冷冲模设计》第三讲冲裁模所用设备选择

刘志生3、冲裁模所用设备选择

第三讲冲裁模所用设备选择一、任务呈现选择铁心冲件冲裁模的冲压设备（见下图）一、任务呈现学习目标

能合理选择冲压设备

能计算压力机的公称压力能确定模具最大、最小闭合高度二、冲压设备简介常见的冲压设备有：机械压力机，国家标准：用J表示液压机，国家标准：用Y表示二、冲压设备简介1、压力机分类（1）按驱动方式分类机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为：曲柄式和摩擦式（2）按工艺用途分类按工艺用途分离，曲柄冲压机可分为通用压力机和专用压力机两大类。机械通用曲柄压力机又称冲床。二、冲压设备简介（3）按机身结构分类按机身结构形式不同，曲柄压力机又可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机结构如图3-2所示；闭式压力机结构如图3-3所示.图3-2开式压力机二、冲压设备简介2、曲柄压力机的主要技术参数（1）公称压力曲柄压力机的公称力（或称额定压力）就是滑块所允许承受的最大作用力。例如JC23-63压力机的公称力为63吨，即630kN。公称压力是初选压力机的主要依据。二、冲压设备简介（2）闭合高度压力机的闭合高度：是指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。为了安装模具方便，压力机的闭合高度可通过调节连杆长度在一定范围内变化。二、冲压设备简介①最大闭合高度当连杆调至最短时，滑块底面到工作台上平面之间的距离为压力机的最大闭合高度。如图3-4Hmax所示②最小闭合高度当连杆调至最长时，滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间的距离为压力机的最小闭合高度。如图3-3Hmin所示、图3-4闭合高度示意图二、冲压设备简介③模具的闭合高度模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离，如图3-4h所示。三者之间关系式为：

Hmin-H1-M≤h≤Hmax-5（公式3-1）式中：h--模具的闭合高度

Hmin--最小闭合高度Hmax--最大闭合高度

M--连杆调节量H1--垫板厚度二、冲压设备简介（3）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。（4）行程次数行程次数即滑块每分钟运行（冲击）的次数，应根据材料的变形要求和生产率来考虑。常用压力机的技术参数可查阅有关手册，下表2-5列出了开式机械压力机的部分结构参数。三、冲压设备的选用

压力机应根据冲压工序的性质、生产批量的大小、模具的外形尺寸以及现有设备等情况进行选择。压力机的选用包括选择压力机类型和压力机规格型号两项内容。三、冲压设备的选用1、压力机类型的选择①中、小型冲裁件选用开式机械压力机；②大、中型冲裁件选用双柱闭式机械压力机；③导板模或要求导套不离开导柱的模具选用偏心压力机；④大量生产的冲裁件选用高速压力机或多工位自动压力机；三、冲压设备的选用⑤校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机；⑥薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；⑦形状复杂的大型拉深件选用双动或三动压力机；⑧小批量生产的大型厚板件的成形工序多采用液压机。三、冲压设备的选用2、压力机规格型号的选择根据计算的总的冲压力（冲裁力、卸料力、推件力、顶件力）利用下面公式（公式3-2）来选择相应压力机的规格。

F压

=K×F总（式3-2）式中：F压—压力机公称压力

F总—冲压成形需要的总冲裁力

K—安全系数，一般为1.3四、任务示范制品如下图3-5所示，试合理选择冲压设备。图3-5六角铜片四、任务示范1、压力机类型选择分析图3-5，可知属于小型零件，根据压力机类型选择原则第1条，所以选择压力机类型为：开式压力机，如图3-6所示图3-6开式压力机四、任务示范2、压力机规格型号选择根据上次课内容（模块2冲压工艺计算）可知六角铜片总的冲裁力F总=8167.4N。利用公式3-2可得压力机公称压力：

F压

=K×F总=1.3×8167.4=10617.62N≈10.7kN≈1.1（吨）由计算结果F压=1.1吨，查表2-5，比较接近计算结果的压力机型号为J23-3.15.

所以选择压力机型号：J23-3.15，其部分技术参数如图3-6所示。五、小结六、作业布置选择铁芯冲件冲裁模的冲压设备（冲压件见下图）《冷冲模设计》第四讲冷冲模工作零件的设计1、凸模的工作条件分析第四讲冷冲模工作零件的设计一、任务呈现分析冲裁模凸模的工作条件一、任务呈现凸模凸模在模具中所处的位置定义：又叫冲头是模具中用于成型制品内表面的零件

一、任务呈现学习目标

能分析冲裁模凸模的受力能确定冲裁模凸模的装配关系能分析冲小孔的冲裁模凸模的受力二、凸模工作条件分析1、模具零件是如何设计的？

（1）零件的受力分析

（2）零件的安装位置

（3）其它凹模的工作状态（受力分析）二、凸模工作条件分析2、凸模的受力分析模具制造时，左右间隙不均匀等原因设计时：1、垂直方向要固定凸模要带凸肩2、水平方向要固定需要凸模固定板二、凸模工作条件分析2、凸模的受力分析结论1、凸模开始冲裁时受到向上的冲裁反力2、凸模回程时受到向下的卸料力3、凸模受到横向的力二、凸模工作条件分析3、认识凸模的安装位置

凸模二、凸模工作条件分析3、认识凸模的安装位置

结论：1、凸模向上与垫板（上模座）装配2、凸模上部与凸模固定板装配(H7/m6过渡

配合)3、凸模向下与凹模进行配合（间隙配合）(冲裁间隙）二、凸模工作条件分析4、冲小孔凸模的受力分析3）冲小孔的凸模

小孔：d＜t或d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔强度、刚度差，易折断二、凸模工作条件分析失稳现象4、冲小孔凸模的受力分析三、凸模的实物照片3、凸模的实物照片键槽型三台阶型单边凸缘型键槽型圆形凸模非圆形凸模四、小结凸模工作条件分析要点

凸模工作的不同阶段受到不同方向的力，且不平衡。冲小孔凸模易失稳折断。五、作业分析铁芯冲件冲裁模凸模工作时的受力特点（冲压件见下图）《冷冲模设计》第四讲冷冲模工作零件的设计崔柏伟2、凸模的设计第四讲冷冲模工作零件的设计一、任务呈现设计铁心冲件冲裁模的凸模（见下图）一、任务呈现凸模凸模在模具中所处的位置定义：又叫冲头

是模具中用于成型制品内表面的零件

一、任务呈现学习目标

能设计单工序冲裁模工作零件之凸模

能确定凸模的结构形式与固定方法能确定凸模长度凹模的工作状态（受力分析）二、凸模工作条件分析1、凸模的受力分析结论二、凸模工作条件分析1、凸模开始冲裁时受到向上的冲裁反力2、凸模回程时受到向下的卸料力3、凸模受到横向的力1、凸模的受力分析结论二、凸模工作条件分析2、凸模的安装位置

凸模二、凸模工作条件分析2、认识凸模的安装位置

结论：1、向上与垫板（上模座）装配2、上部与凸模固定板装配(H7/m6过渡配合)3、向下与凹模进行配合（间隙配合）(冲裁间隙）二、凸模工作条件分析3、凸模的实物照片键槽型三台阶型单边凸缘型键槽型圆形凸模非圆形凸模三、凸模的设计1、凸模的结构形式与其固定方法凸模的结构工作部分安装部分凸模分三类：圆形凸模、非圆形凸模、冲小孔凸模

三、凸模的设计圆形凸模的结构形式有三种：

(1)三台阶式(2)四台阶式(3)凹槽式与凸模固定板的配合为H7/m6,此配合实际制作中为紧配合。1）圆形凸模三、凸模的设计1）圆形凸模三、凸模的设计非圆形凸模的结构形式有三种：

(1)三台阶式(2)二台阶式(3)直通式二台阶式、直通式较为常见，因其可采用线切割、成形磨削加工，加工方便且精度高。2）非圆形凸模三、凸模的设计2）非圆形凸模三、凸模的设计3）冲小孔的凸模

小孔：d＜t或d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔强度、刚度差，易折断防断的主要措施：增加导向结构增加导向机构三、凸模的设计2、凸模的长度计算1）当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：

三、凸模的设计2、凸模的长度计算2）当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：四、小结凸模设计要点

凸模的结构分成两部分：工作部分和安装部分圆形凸模设计成三台阶式的比较多，而非圆形凸模设计

成二台阶式、直通式的比较多冲小孔凸模要增加导向结构（保护套）五、作业设计铁芯冲件冲裁模的凸模（冲压件见下图）《冷冲模设计》第四讲冷冲模工作零件的设计崔柏伟3、凹模的工作条件分析第四讲冷冲模工作零件的设计一、任务呈现分析铁心冲件冲裁模凹模的工作条件一、任务呈现凹模凹模在模具中所处的位置定义：模具中用于和凸模配合进行冲裁的零件。一、任务呈现学习目标

能分析冲裁模凹模的受力状态能确定冲裁模凹模的装配关系二、凹模工作条件分析1、模具零件是如何设计的？

（1）零件的受力分析

（2）零件的安装位置

（3）其它凹模的工作状态（受力分析）二、凹模工作条件分析2、凹模的受力分析模具制造时，左右间隙不均匀等原因设计时：1、要有一定的厚度、垂直方向要固定（螺钉与销钉固定）2、有一定的壁厚、水平方向要固定（螺钉与销钉固定）二、凹模工作条件分析2、凹模的受力分析结论1、凹模冲裁时受到向下的冲裁反力及反弹震动力2、凹模刃口内孔受到向外的扩张力，不是平衡力3、凹模刃口内孔受到向下的摩擦力二、凹模工作条件分析3、认识凹模的安装位置

凹模二、凹模工作条件分析3、认识凹模的安装位置

结论：1、向下坐在下模座上，与下模座紧固联接2、向上与凸模进行配合（间隙配合）(冲裁间隙）四、小结凹模工作条件分析要点

凹模工作时受到不同方向的力，且不平衡。凹模安装在下模座上，与凸模间隙配合，间隙为冲裁间隙。五、作业分析铁芯冲件冲裁模凹模工作时的受力特点（冲压件见下图）《冷冲模设计》第四讲冷冲模工作零件的设计崔柏伟4、凹模的设计第四讲冷冲模工作零件的设计一、任务呈现设计铁心冲件冲裁模的凹模（见下图）一、任务呈现凹模凸模在模具中所处的位置定义：是模具中与凸模配合进行冲裁的零件

一、任务呈现学习目标

能设计冲裁模的凹模

能确定凹模的结构形式与固定方法能确定凹模刃口的结构形式能确定凹模外形尺寸凹模的工作状态（受力分析）二、凹模工作条件分析1、凹模的受力分析结论模具制造时，左右间隙不均匀等原因二、凹模工作条件分析1、凹模的受力分析结论1、凹模冲裁时受到向下的冲裁反力及反弹震动力2、凹模刃口内孔受到坯料向外的胀力，且不是平衡力3、凹模刃口内孔受到坯料向下的摩擦力设计时：1、要有一定的厚度、垂直方向要固定（螺钉与销钉固定）2、有一定的壁厚、水平方向要固定（螺钉与销钉固定）二、凹模工作条件分析2、凹模的安装位置

凹模二、凹模工作条件分析2、认识凹模的安装位置

结论：1、凹模向下坐在下模座上，与下模座紧固联接。2、凹模向上与凸模进行间隙配合，这个间隙正是间隙。二、凹模工作条件分析3、凹模的实物照片123三、凹模的设计1、凹模设计的内容1）凹模的结构形式与固定方法2）凹模刃口的结构形式3）凹模外形尺寸三、凹模的设计1）凹模的结构形式与固定方法（1）.外形：圆形、板型（2）.结构：整体式、镶拼式（3）.固定方法：压入式、直接固定三、凹模的设计（1）外形：圆形、板型圆形凹模板型凹模1）凹模的结构形式与固定方法三、凹模的设计（2）.结构：整体式、镶拼式整体式镶拼式1）凹模的结构形式与固定方法国家标准中圆凹模三、凹模的设计（3）.固定方法：压入式、直接固定压入式直接固定式1）凹模的结构形式与固定方法三、凹模的设计2）凹模刃口的结构形式直筒形刃口锥形刃口三、凹模的设计3）凹模外形尺寸的设计（1）.凹模厚（高）度H（2）.凹模平面尺寸K查表1-33H=kb（≥15mm）

凹模壁厚C：查表1-34（≥20mm）三、凹模的设计式中---冲压件的长度，mm；

b---冲压件的宽度，mm；c---凹模壁厚，mm。

三、凹模的设计表1-33凹模厚度系数k

三、凹模的设计

表1-34凹模壁厚c/mm三、凹模的设计凹模平面尺寸设计时要注意的问题：凹模采用螺钉和销钉定位时，孔与孔之间的距离不能太近。表1-31四、小结凹模设计要点