模具设计与制造（第3版）

第1章冲压成型概述1.1冲压成形特点及分类1.2冲压成形的基本理论1.3冲压常见材料1.4冲压常见设备0绪论

冲压是通过模具对毛坯施加压力，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的加工方法。如下图所示：1.1.1冲压的概念、特点及应用1.冲压的概念0绪论

2.冲压加工的特点

（1）操作简便，生产效率高，适合批量生产，易于实现机械化和自动化。（2）易得到的形状复杂、精度一致的制件。（3）冲压生产的材料利用率高，模具寿命较高，成本低。（4）冲压件的尺寸稳定、精度高、互换性好。0绪论一、冲压概念

3.冲压加工的应用由于冲压加工具有效率高、成本低、质量稳定等一系列优点，使其在各个行业得到了广泛应用。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压加工将起到越来越重要的作用。0绪论一、冲压概念

1.1.2冲压的基本类型

冲压加工工序概括起来可以分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是将冲压件沿一定的轮廓线与板料分离。其特点是沿一定边界的材料被破坏而使板料的一部分与另一部分相互分开，如落料、冲孔、切边等。

0绪论一、冲压概念

成形工序是在板料不被破坏的条件下，使局部材料产生塑性变形而形成所需形状与尺寸的工件。其特点是通过塑性变形得到所需的零件，如弯曲、拉深等。0绪论一、冲压概念

1.1.3冲压技术的发展方向⒈工艺分析计算的现代化。⒉模具计算机辅助设计、制造与分析（模具CAD/CAM/CAE）的研究和应用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。⒊冲压生产的自动化。为了满足大批量生产的需要，冲压生产已向自动化、无人化方向发展。⒋为适应市场经济需求，大批量与多品种小批量共存。发展适宜于小批量生产的各种简易模具、经济模具和标准化且容易变换的模具系统。⒌推广和发展冲压新工艺和新模具。如精密冲裁、液压拉深、电磁成形和超塑成形等。⒍与材料科学相结合，不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。

0绪论一、冲压概念

1.2.1塑性与变形抗力1.塑性及塑性指标

塑性：指固体材料在外力的作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。塑性指标：常用的塑性指标2.变形抗力及其指标金属产生塑性变形的力为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。通常以真实应力作为变形抗力的指标。塑性与变形抗力辨析0绪论一、冲压概念

1.2.2影响塑性及变形抗力的主要因素影响塑性及变形抗力的主要因素：

内因：化学成分的影响；组织结构的影响

外因：变形温度；变形速度；变形的应力状态0绪论一、冲压概念

1.2.3加工硬化与硬化曲线1、加工硬化随着变形程度的增大，硬度、强度（屈服点σS和抗拉强度σb等）和变形抗力随之增加，同时其塑性指标（伸长率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧性等）下降，这种现象称为加工硬化。2、硬化曲线实际应力曲线与假象应力曲线（图1-2）不同材料的应力曲线（图1-3）硬化曲线的直线与指数曲线的数学表达（图1-4）、（图1.5）加工硬化的利与弊：利:板料硬化能够减小过大的局部变形,使变形趋于均匀,增大成形极限,同时也提高了材料的强度。弊:使进一步变形困难。0绪论一、冲压概念

1.2.4板料力学性能与冲压成形性能的关系1、屈服极限

屈服极限小,材料容易屈服,则变形抗力小.2、屈强比

屈强比小,说明值小而值大3、伸长率

拉伸实验中,试样拉断时的伸长率称总伸长率4、硬化指数与弹性模量

单向拉伸硬化曲线可写成其中n为硬化指数弹性模量E愈大，材料抗压失稳能力愈强，卸载后回弹愈小，冲压件质量愈高。5、厚向异性指数

厚向异性指数是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比

6、板平面各向异性指数

0绪论一、冲压概念

1.3冲压常用材料

1.3.1常用冲压材料

黑色金属:如钢、低碳钢等金属材料冲压材料有色金属：如铝机铝合金、铜及铜合金等非金属材料各种纸板、纤维板、塑料板、胶合等常见冲压材料见表1-4

1.4冲压常用设备常用冲压设备得分类按驱动滑块力分：机械压力机、液压压力机、气动压力机等。按滑块个数分：为单动压力机、双动压力机、三动压力机等。按驱动滑块驱动的种类分：曲柄式压力机、肘杆式压力机、摩擦式压力机。按机身结构形式分：开式压力机、闭式压力机等。1.4.1曲柄压力机

1.曲柄压力机的结构及工作原理曲柄压力机构组成：工作机构、传动机构、操作机构、支撑机构和辅助机构等。其外形及结构如下图所示：

2.曲柄压力机的型号曲柄压力机的型号用汉语拼音字母、英文字母和数字表示。例如JB23-63型号的意义式：3.曲柄压力机的技术参数1、公称压力（KN）公称压力是指当滑块运动到距下死点前一特定距离（公称压力行程）或曲柄旋转到下死点前某一角度（公称压力角）时，滑块上允许的最大工作压力。2、滑块行程滑块行程是指滑块从上死点运动到下死点所走的距离。它的大小和压力机的工艺用途有很大关系。3、滑块行程次数滑块行程次数是指滑块空载时，每分钟上下往复的次数。有负荷时，实际滑块行程次数小于空载行程次数。对于自动送料曲柄压力机，滑块行程次数越高，生存效率越高。4、装模高度和封闭高度压力机装模高度（GB8845-88称为闭合高度）是指压力机滑块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。当装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，（即连杆调整到最短时）装模高度达到最大称为装模高度。模具的闭合高度应小于压力机的最大装模高度。装模高度调节装置所能调节的最大距离，称为装模高度调节量。5、工作台尺寸和滑块底面尺寸这些尺寸与模具外形尺寸及模具安装方法有关。6、模柄孔尺寸当模具需要用模柄与滑块连接时，模具的模柄尺寸应与滑块内模柄孔的尺寸相协调。开式可倾压力机的主要参数见表1-70绪论1.4.2液压机简介液压机的特点：液压机工作平稳，压力大，操作空间大，设备结构简单。在冲压生产过程中广泛应用于拉深、成形等工艺过程，也可应用于塑料制品的加工过程中。1．液压机的结构及工作过程液压机是根据帕斯卡原理制成的，它利用液体压力来传递能量，液压机的结构如图1-8所示。2．液压机型号的表示方法

3．液压机的技术参数以三梁四柱式液压机为例，液压机的基本参数如下：(1)公称压力(公称吨位)公称压力是指液压机名义上能产生的最大力量，在数值上等于工作液体压力和工作柱塞总工作面积的乘积，它反映了液压机的主要工作能力。(2)最大净空距(开口高度)最大净空距是指活动横梁停止在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离，如右图(1-9)中的H。最大净空距反映了液压机高度方向上工作空间的大小。(3)最大行程最大行程指活动横梁能够移动的最大距离，如图1-9中的S。(4)工作台尺寸(长X宽)工作台尺寸指工作台面上可以利用图1-9基本参数示意图的有效尺寸，如图1-9中的B与T。(5)回程力回程力等于工作液体压力和工作柱塞回程时有效工作面积的乘积，或靠单独设置的回程缸来提供。(6)活动横梁运动速度(滑块速度)可分为工作行程速度、空行程速度及回程速度。工作行程速度由工艺要求来确定，空行程速度及回程速度可以高一些，以提高生产率。图1-2实际应力曲线与假象应力曲线图1-3不同材料的应力曲线图1-4硬化曲线的直线图图1-5指数曲线的数学表达常见冲压材料表1-4开式可倾压力机的主要参数表1-7

第2章冲压工艺与冲裁模2.1冲裁变形过程分析2.2冲裁件尺寸精度及结构工艺性

2.3冲裁间隙2.4凸模与凹模刃口尺寸计算

2.5冲裁力概述

2.8冲裁模具零部件的结构设计

2.6冲裁工作的排样2.7冲裁工作的排样0绪论

冲裁是利用模具使板料产生分离的一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切断、切口、修边等多种分离工序。但一般来说，冲裁主要是指落料和冲孔工序。在冲压工艺中，冲裁的用途最为广泛，它既可以直接冲出所需形状的成品工件，又可以为其它成形工序如拉深、弯曲、成形等制备毛坯。2.1冲裁变形过程分析2.1.1冲裁变形过程（如图2.1所示）弹性变形阶段

板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形塑性变形阶段

板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑性剪切变形断裂分离阶段

已成形的裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展冲裁时冲裁力与凸模行程曲线（如图2.2所示）0绪论

2.1.2冲裁件断面特征1.冲裁件断面的组成(如图2.3)圆角带光亮带断裂带毛刺2.影响冲裁件断面质量的因素

（1）材料的性能对断面质量的影响塑性好的材料，裂纹出现较迟，材料被剪切的深度较大；塑性差的材料，剪切开始不久即被拉裂，断面光亮带少。（2）模具冲裁间隙大小对断面质量的影响(如图2.4)（3）模具刃口状态对断面质量的影响当模具刃口磨损成圆角时，弯曲与挤压作用突出，冲裁件的圆角和光亮带增大，但同时也使冲裁件的毛刺增大。凸模钝，落料件上毛刺增大；凹模钝，冲孔件上毛刺增大。0绪论一、冲压概念

2.2冲裁件尺寸精度及结构工艺性

1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切面的近似表面粗糙度值件见表2-2。

2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。

3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件，其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。2.2.1冲裁件尺寸精度和表面粗糙度图2-5冲裁件尺寸标注

0绪论一、冲压概念

2.2.2冲裁件的结构工艺性分离冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性。良好的冲裁工艺性能使材料消耗少、工序数量少、模具结构简单且使用寿命长、产品质量稳定

1、冲裁件的形状设计应尽量简单、对称，同时应减少排样废料，如（图2-6）所示。

2、冲裁件的外形或内孔应避免尖角，各直线或曲线的连接处，应有适当的圆角转接，转接圆角半径r的最小值见（表2-3）。

3、冲裁件的凸起和凹槽宽度不应小于板料厚度t的两倍，即a>2t。如（图2－７a）所示冲裁件上孔与孔、孔与边缘的距离b、b1不应过小，一般b≥1．5t，，b1≥t，如（图2－７b、c）所示。

4、为防止冲裁时凸模折断或弯曲，冲孔时，孔径不能太小。冲孔最小直径与孔的形状厚度有关，见（表2－4）、（表2－5）所示。0绪论一、冲压概念

冲裁间隙是指冲裁模具中凸模与凹模刃口之间的间隙.凸模与凹模之间单侧的间隙称为单面间隙，用Z/2表示。两侧间隙之和称为双面间隙，用Z表示，如图2-８所示。2.3冲裁间隙2.3.1间隙对冲裁的影响⒈间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实际尺寸与设计的理想尺寸之间的差值。差值越小，则精度越高。总的差值包括两个方面，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。（1）冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差

影响这个偏差值的因素有冲裁间隙、材料性质、工件的形状与尺寸等，其中主要因素是冲裁间隙。冲裁间隙过大时，材料所受拉伸作用增大。冲裁间隙过小时，材料受模具挤压的作用增大。0绪论一、冲压概念

（2）模具本身的制造偏差⒉间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，冲裁间隙是主要影响因素之一。间隙越小，摩擦越严重，所以过小的冲裁间隙对模具寿命极为不利。较大的冲裁间隙可使模具与材料之间的摩擦减小，在一定程度上还可以减小间隙分布不均匀的不利影响。从而提高模具寿命。

⒊冲裁间隙对冲裁工艺力的影响正常情况下，冲裁间隙对冲裁力的影响不是很大。冲裁间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模上卸下零件和从凹模中推出零件都比较省力。但间隙太大，引起毛刺增加，反而又使卸料力和推件力迅速增加。0绪论一、冲压概念

常见确定合理间隙值的方法有两种：理论确定法和经验确定法。

1.理论确定法由图2-9中三角形ABC的关系得：理论确定发的优缺点：理论确定法是根据材料的性质、板料厚度等因素确定间隙数值，能正确反映这些因素对模具间隙的影响。但该方法在实际生产中应用不很方便。2.经验确定法经验公式法2.3.2间隙值的确定冲裁模合理双面间隙值Z见表2-70绪论一、冲压概念

2.4凸模与凹模刃口尺寸计算

2.4.1刃口尺寸计算原则⒈根据冲孔和落料的特点。

落料：以凹模为基准，间隙取在凸模上；冲孔：以凸模为基准，间隙取在凹模上。⒉考虑凸模与凹模的磨损规律。

落料模：凹模基本尺寸应取最小极限尺寸；冲孔模：凸模基本尺寸应取最大极限尺寸。⒊把握好刃口制造精度与工件精度的关系。

形状简单的刃口制造偏差：按IT6～IT7级；形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4；对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/8并冠以（±）；详见表2-80绪论一、冲压概念

2.4.2刃口尺寸计算方法根据凸、凹模的加工工艺方法的不同，刃口尺寸的计算方法可分为两种类型：凸模与凹模分别单独加工、凸模与凹模配合加工。1.凸模与凹模分别加工(如图2-10)凸模与凹模分别加工是指凸模与凹模分别按各自的图纸加工至最后的尺寸，凸模、凹模图纸要分别标注凸模、凹模刃口尺寸及公差。冲模的制造公差与冲裁间隙之间应满足：

或

适用于：圆形或简单刃口。

图2-10冲模刃口尺寸的确定0绪论一、冲压概念

（1）冲孔据上原则，先确定基准件--凸模刃口尺寸dd，再加上Zmin，便是凹模刃口尺寸dp

凸模刃口尺寸：凹模刃口尺寸：（2）落料据上原则，先确定基准件――凹模刃口尺寸Dd，再减去Zmin，便是凸模刃口尺寸Dp

凹模刃口尺寸：

凸模刃口尺寸：（3）孔心距例题：见P35～P36

0绪论一、冲压概念

2.凸模与凹模配合加工配合加工法是指配做时，先制出一个基准件（如凹模），然后根据基准件的实际尺寸，再按最小合理间隙Zmin配做另一件（如凸模）。落料时应以凹模为基准件，根据凹模的实际尺寸，按最小合理间隙配置凸模。冲孔时应以凸模为基准件配置凹模。对于状复杂、尺寸较多的冲裁件，应根据凸、凹模磨损后尺寸的变化规律进行具体分析，分别计算。

（1）冲孔加工冲孔模具时，应以凸模为基准件，配做凹模。根据凸模的磨损而引起的工件尺寸变化分以下三种情况：见图2-13①凸模磨损后尺寸减小。②凸模磨损后尺寸增大。③凸模磨损后尺寸没有变化。（根据工件尺寸的标注形式不同其计算也各异）工件尺寸为正偏差标注，如C+0Δ，可按下式计算。即工件尺寸为负偏差标注，如，可按下式计算。即工件尺寸为对称偏差标注，如，可按下式计算。即式中，Ap、Bp、Cp——凸模刃口尺寸；

A、B、C——工件孔的基本尺寸。（2）落料落料模应以凹模为基准件，配做凸模。凹模刃口尺寸计算情况与冲孔相似，可参照上面的有关计算公式自行分析。但必须在配做的凸模图样上技术要求处注明：“凸模尺寸按凹模实际尺寸配做，保证双面间隙值Zmin～Zmax”。除了注明上述文字外，还应注明相应的图号。

2.5冲裁力冲裁力是选择冲压设备、校核模具强度的重要依据。正确的计算冲裁力对生产有着十分重要的意义。1.冲裁力的计算式中，F—冲裁力，单位N；k—系数；

L—冲裁件周边长度，单位㎜；

t—板料厚度，单位㎜；τb——材料抗剪强度，单位为MPa；系数k是考虑到实际生产中各种因素对冲裁力的影响。根据经验，一般取k＝1.3。抗剪强度τ的数值，取决于材料的种类和状态，可在有关手册中查取。一般取τb＝0.8σb。估算冲裁力公式：F＝Ltσb平刃口冲裁模的冲裁力可按下式计算：2.影响冲裁力的因素（1）冲裁间隙对冲裁力的影响间隙过小时，材料所受的力矩和拉应力减小，压应力增大，材料不易产生裂纹，而上下裂纹不重合又产生二次剪切，使冲裁力增大，同时凸模切入材料的深度也增加。间隙过大时，材料所受力矩及拉应力都增大，容易产生撕裂分离，所以冲裁力降低。故：在保证冲裁件质量的前提下，为降低冲裁力，减少模具的磨损，一般倾向于取大一些的冲裁间隙。

（2）温度对冲裁力的影响对抗拉强度很高材料，或厚度较大的材料，可对材料加热冲裁。加热后其抗剪强度显著降低。温度越高，抗剪强度越小，所需冲裁力也越小。但加热冲裁易使材料产生氧化皮，制件的尺寸精度也易受温度变化的影响，因此，这种方法只适用于厚板冲裁或精度要求不高的工件冲裁。

（3）阶梯凸模冲裁在多凸模冲裁中，可将凸模作阶梯布置（即将凸模端面制成不同高度）图2-16从图中可以看出，冲裁时，各凸模冲裁力的最大值不同时出现，降低了总的冲裁力。采用阶梯凸模时应注意以下问题：

①.阶梯凸模的分布要尽量对称，以减小压力中心的偏移。

②.在几个凸模直径相差较大、彼此距离较近的情况下，应先冲大孔，后冲小孔。这样可使小直径凸模长度短一些，尽量避免折断或倾斜。

③.凸模间的高度差h取决于板料厚度t。从冲裁机理可知，只要凸模间的高度差稍大于光亮带的宽度即可。实际应用中为了方便设计，一般按经验选取：t≤3㎜，h＝t；t＞3㎜，h＝0.5t。（4）斜刃口模具冲裁

斜刃口模具是将模具刃口做成与水平面倾斜成一定角度，如图2-17。冲裁时其刃口不是全部同时切入材料，而是如同剪板机一样沿斜刃口方向逐步分离材料。减少了剪切断面积，降低冲裁力。由于凸凹模为斜刃口，冲裁时必将加大工件的弯曲。为了不影响工件，落料时，将凸模做成平刃口，凹模做成斜刃口。冲孔时，将凸模做成斜刃口，凹模做成平刃口。斜刃口的冲裁力可用下列简化公式计算：

式中，——斜刃口的冲裁力，单位为N；

——平刃口的冲裁力，单位为N；

——减力系数，见表2-10采用斜刃口冲裁虽然可以降低最大冲裁力，但却使凸模行程增加，所以冲裁功并不减小。3.冲裁过程其它工艺力的计算其他工艺力主要有卸料力、推件力和顶件力。影响卸料力、推件力、顶件力因素主要有材料的力学性能、板料厚度、模具间隙、工件形状和尺寸、模具的工作状态以及润滑情况等。其经验估算公式：卸料力：从凸模上将工件或废料取下来所需的力。

计算公式

:推件力：从凹模内将工件或废料顺着冲裁方向推出的力。计算公式

:顶件力：从凹模内将工件或废料逆着冲裁方向顶出的力。

计算公式

:F——冲裁力，单位为N；F1、F2、F3——分别为卸料力、推件力、顶件力，单位为N；n——同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数；n＝h/t；h——凹模型口高度，单位为㎜；K1、K2、K3——分别为卸料力、推件力、顶件力系数，见表2-11。0绪论4.总冲裁力与压力机公称压力总冲裁力即各种冲压工艺力的总和——Fz压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和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：

(a)弹性变形阶段(b)塑性变形阶段(c)断裂分离阶段(d)断裂分离阶段2.1冲裁变形过程

图2-2冲裁件-凸模行程曲线图2-3冲裁件的剪切断面

(a)间隙过小(b)间隙合适(c)间隙过大图2-4间隙大小对冲裁件断面质量的影响

1-断裂带；2-光亮带；3-圆角带表2-1冲裁件的内、外形可达到经济精度表2-2一般冲裁件剪切面表面粗糙度图2－6冲裁件形状与材料应用表2－3冲裁件转接圆角半径rmin/mm（材料厚度t）

（a）（b）（c）图2－7冲裁件狭槽尺寸、孔边距和孔间距要求表2－4一般冲孔模可冲压的最小孔径/mm（材料厚度t）表2－5带保护套可冲压的最小孔径mm/（材料厚度t）图2-８冲裁间隙表2-8模具刃口制造精度与冲裁件精度的关系表2-7冲裁模合理双面间隙值Z

图2-9冲裁过程中产生裂纹的瞬时状态（a）工件孔的尺寸图（b）冲孔凸模图图2-13冲孔工件和凸模图2-16阶梯凸模图2-17斜刃冲模表2-10斜刃减力系数K值与倾角表2-11卸料力、推件力、顶件力系数0绪论

2.6冲裁工作的排样

排样是指零件在条料或板料上的布置方法.(如图2-18)

目的：高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量及模具寿命。1、提高材料的利用率2、改善操作性3、使模具结构简单合理，使用寿命高。4、保证冲裁件质量。2.6.1排样设计原则0绪论

2.6.2排样的分类及常见方式*按照材料的利用程度，排样可分：有废料排样，少废料排祥和无废料排样。见图2－18。废料是指冲裁中除零件以外的其他板料，包括工艺废料和结构废料。见图废料的分类。少无废料排样的优点：简化模具结构提高材料的利用率

缺点：刃口单边磨损模具寿命低零件精度低*根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式分为：直排、单行排、多行排、斜排、对头直排、对头斜排等多种形式。常见的排料方式详见表2-12。0绪论一、冲压概念

1、搭边搭边：指零件与条料边缘之间或零件之间的余料。搭边作用：补偿定位误差、增加条料刚度、保证零件质量。影响搭边值的因素：（1）材料的力学性能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。（2）材料厚度材料越厚，搭边值也越大。（3）冲裁件的形状与尺寸零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。（4）送料及挡料方式用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。（5）卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。搭边值的确定：根据经验定，搭边值不可过小也不可过大。见表2-132.6.3排样设计0绪论一、冲压概念

2、送料进距

送料进距：模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。当单个进距内只冲裁一个零件时，送料进距的大小等于条料上两个零件对应点之间的距离，见图2-18式中A——送料进距（mm）。

D——平行于送料方向的冲裁件宽度（mm）。

a1——冲裁件之间的搭边值（mm）。0绪论一、冲压概念

3、条料宽度当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度按下式计算：B——条料宽度，mm；L——冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸，mm；a——冲裁件与条料侧边之间的搭边，mm；

——条料下料时的下偏差值，见表2-14b0——条料与导料板之间的间隙，见表2-15当条料在有侧压装置或要求手动保持条料紧贴单侧导料板送料时，条料宽度B按下式计算：0绪论一、冲压概念

4、材料利用率材料利用率是冲压工艺中一个非常重要的经济技术指标。其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示；式中S1——个进距内冲裁件实际面积（mm2）；

So——个进距内所需毛坯面积（mm2）；

A——送料进距（mm2)；

B——条料宽度(mm2)。0绪论一、冲压概念

2.6.4排样图排样图是排样设计的最终表达形式，是编制冲裁工艺与设计冲裁模具的重要工艺文件。一张完整的冲裁模具装配图，应在其右上角画出冲裁件图形及排样图。排样图上，应注明条料变废及偏差、送料步距及搭边值(见图2－19所示)。对纤维方向有要求时，还应用箭头标明。图2-19排样图0绪论一、冲压概念

2.7冲裁模具典型结构2.7.1冲裁模具的分类

根据冲裁模不同的结构的特征可以有不同的分类方法。⒈按工序性质可分为：落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。⒉按工序组合方式可分为：单工序模、复合模和级进模。⒊按上、下模的导向方式可分为：无导向模和导向模。无导向模的形式主要是敞开模；导向模主要有导板模、导柱模、导筒模等。⒋按凸、凹模所用的材料不同可分为：硬质合金冲裁模、钢皮冲裁模、锌基合金冲裁模、聚氨脂冲裁模等。5.按自动化程度可分为：手工操作模、半自动模和自动模。上述的各种分类方法，从不同角度反映了冲裁模具的结构特点。0绪论一、冲压概念

2.7.2冲裁模典型结构单工序冲裁模：在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模，又称简单冲裁模。

无导向单工序落料模（简单无导向冲裁模）导板式简单冲裁模导柱式简单冲裁模（刚性卸料板）侧孔冲模即冲侧孔模小孔冲模单工序冲裁模1.单工序冲裁模图2-20无导向单工序落料模图2-21敞开式冲裁模

1-带模柄上模座；2-凸模；3-固定卸料模；

4-导料板；5-凹模；6-下模座；7-定位板；0绪论一、冲压概念

图2-22导板式简单冲裁模1-下模座；2，9-销钉；3-导向卸料板；4-短销；5-挡料销；6-凸模；7，15，16-螺钉；8-上模座；9-垫板；11-凸模固定板；12-限位钉；13-导料板；14-凹模0绪论一、冲压概念

图2-23导柱式简单冲裁模1，2-螺钉；2，11-圆柱销；3-下模座；4-上模座；5-固定挡料销；6-卸料销；7-凸模固定板；9-凸模；10-模柄；12-凹模；13-导套；14-导柱；15-导料板图2-24刚性卸料板

（ａ）（ｂ）图2-25侧壁冲裁模具1-侧压板；2-定位销钉；3-凹模体；4-冲击块；5-上压板；6-定位环；7-小凸模；8-斜楔；9-座板；10-弹压板；11-滑块；12-凸模；13-凹模图2-26超短凸模的小孔冲模1，9-定位板；2，3，4-小凸模；5-冲击板；6-小导柱；7-小压板；8-大压板；10-后侧压板1．正装式复合模（又称顺装式复合模）2．倒装式复合模结构特点：优点：三套除料、除件装置缺点：适用：可以冲制孔边距离较小的冲裁件。结构特点：优点：两套除料、除件装置缺点：冲出的冲件平直度较高结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作。冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，结构简单不宜冲制孔边距离较小的冲裁件2.复合冲裁模

图2-27正装复合冲裁板1-顶件杆；2-落料凹模；3冲孔凸模固定板；4-推件块；5-冲孔凸模；6-卸料板；7-凸凹模；8-推件杆；9-模柄图2-28冲孔落料倒装复合膜1，4-推杆；2-模柄；3-推板；5-上模座；6，17-垫板；7-凸模固定板；8-冲孔凸模；9-推件板；10-导套；11-落料凹模；12-卸料板；13-活动挡料销；14-凸凹模；15-导柱；16-凸凹模固定板；18-卸料螺钉；19-下模座*复合冲裁模特点和设计注意事项（1）复合模中必定有一个或几个凸凹模，凸凹模是复合模的核心零件。（2）复合模冲裁得到的制件，均由模具型口中推出（一般称为上出件），所以制件比较平整。（3）复合模往往受冲裁件形状等因素所限，凸凹模的强度较弱，所以它适合薄料冲裁，材料过厚时不宜采用复合模。（4）复合模结构比较复杂，各种机构都围绕模具工作部位设置，所以其闭合高度往往偏高，在设计时尤其要引起注意。（5）复合模的成本偏高，制造周期偏长，一般适合较大批量的冲裁件生产。（6）设计复合模时要确保凸凹模的自身强度，尤其要注意凸凹模的最小壁厚，最小壁厚数值可参考表2-16。（7）复合模的推件装置结构形式种类很多，在设计时应注意打料杆、推杆、推件块等零件要有足够的活动量，而且相关推件装置的活动量应协调一致。（8）复合模中的模柄结构有多种形式，如压入式、旋入式、凸缘式、浮动式等均有应用。0绪论3.级进冲裁模（图2-29）1．用导正销定位的级进模2．侧刃定距的级进模双侧刃定距的冲孔落料级进模弹压导板级进模级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。优点：缺点：级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高。适用：大批量生产小型冲压件。是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。级进冲裁模又称为连续模、跳步模。图2-29铁心片多工位连续模1-下模座；2-下模板；3，5，10，12，16，35，36，37，45-螺钉；4-卸料板；6，33-弹簧；7-卸料螺钉；8-固定板；9-上垫板；11-上模座；13-山字落料凸模；14-门字落料凸模；15，28，42，46-销钉；17-模柄；18-导正销；19-垫柱；20-丝堵；21-长方小凸模；22-长圆凸模；23-小圆凸模；24-侧刃凸模；25-导正销凸模；26-小导柱；27-小导套；28-小导套；29-导套；30-滚珠保持架；31-滚珠；32-导柱；34-垫圈；38-导料板；39-承料板；40-冲孔凹模；41-落料凹模；43-围框板I；44-围框板II；47-卸料板镶件图2-30冲制垫圈的的冲孔落料级进模1-模柄；2-上模座；3-冲孔凸模；4-落料凸模；5-导料板；6-导正销；7-凹模；8-挡料销；9-下模板；10-始用档料销

图2-31双侧刃定距的冲孔落料级级进模1-螺钉；2-销钉；3-模柄；4-卸料螺钉；5-垫板；6-上模座；7-凸模固定板；8，9，10-凸模；11-导料板；12-承料板；13-卸料板；14-凹模；15-下模座；16-侧刃；17-侧刃挡板（a）正装式模具的弹簧卸料板（b）倒装式模具的弹簧卸料板（c）橡胶等弹性元件卸料板图2-32弹簧卸料板2.8冲裁模具零部件的结构设计2.8.1冲裁模零件分类冲裁模零部件成形零件—凸模、凹模、凸凹模等定位零件—定位销、定位板、挡料销、导正销、侧刃等压料、卸料与推件零部件—卸料板、压边圈、顶件板、推件板等导向零件—导板、导柱和导套等固定零件—模座、模柄、凸、凹模固定板、垫板等工艺零件结构零件其它紧固件—六角螺钉、圆柱销等1.凸模设计2.8.2冲裁模具主要零部件的设计（1）凸模的结构形式按凸模形状分为：圆形凸模、非圆形凸模、非圆形凸模、冲小孔凸模等。按凸模结构分为：整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式和快换式等。圆形凸模：非圆形凸模：大、中型凸模：冲小孔凸模：阶梯式、快换式台肩固定、螺钉压紧阶梯式、直通式台肩固定、铆接、粘结剂浇注法固定整体式、镶拼式螺钉和销钉固定带护套式（2）凸模固定方式一般有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。详见表2-17（3）凸模长度计算（见图2-35）凸模长度L的计算公式为：

L＝h1＋h2＋h3＋a式中，h1——固定板的厚度（㎜）；

h2——固定卸料板的厚度（㎜）；

h3——导尺厚度（㎜）；

a——附加长度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板的安全距离等，一般可取10～20㎜。⒉凹模

凹模：在冲压过程中，与凸模配合直接对冲制件进行分离或成形的工作零件。按凹模刃口（孔口）形式，可分为：圆柱形孔口、锥形孔口、过渡的圆柱形孔口，如下图所示。（a）（b）（c）图2-36凹模洞孔形式（1）凹模类型①圆柱形孔口，如图2-36（a）所示。特点：强度较高，刃磨后工作部分的尺寸不变。主要用于冲制材料较厚、形状较复杂的制件。圆柱部分高度h及锥部α的推荐取值范围如下：

t＜0.5㎜，h＝3～5㎜；

t＝0.5～5㎜，h＝5～10㎜；

t＝5～10㎜，h＝10～15㎜；孔口下方设计成锥部，是为了漏料方便。其斜角α可取3°～5°。②锥形孔口，如图2-36（b）所示。特点：刃口刃磨后，工作部分的尺寸会变大。主要用于冲制精度较低、形状较简单的制件。锥部α的推荐取值范围如下：

t＜1㎜，α＝0.5°；

t＝1～3㎜，α＝1°；

t＝3～5㎜，α＝1.5°③图2-36（c）所示为具有过渡的圆柱形孔口。特点：圆柱形孔口，制造方便，是生产中常用的一种结构形式。其h值可参照圆柱形孔口的h确定。①标准凹模以矩形凹模（见图2-37）为例分析标准凹模外形尺寸的确定。其他见模具设计手册。（2）凹模外形尺寸的确定凹模厚度H（不小于8㎜）：

H＝Kb1

式中，K——系数。可从表2-18中查出；

b1——垂直于送料方向的凹模孔口最大距离。凹模长度L（㎜）：式中，L1——平行于送料方向的凹模孔口间最大距离；

——凹模孔口侧壁至凹模外缘的距离，见表2-19。凹模宽度B（㎜）：

B＝b1＋（2.5～4.0）H根据计算的凹模尺寸，查国标JB/T7643.1—1994，选取凹模标准尺寸。非标准凹模，可按经验公式计算。凹模厚度H＝Kb（＞15㎜）；凹模壁厚c＝（1.5～2）H（小型凹模）；或c＝（2～3）H（大型凹模）。式中，b——冲裁件最大外形尺寸（㎜）；

K——系数。见下表2-20。②非标准凹模（图2-44）表2-20系数K值3、凸凹模的设计凸凹模的内外缘均为冲裁刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸。从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚又取决于冲裁结构。正装复合模：凸凹模孔内不会积存废料，张力较小，最小壁厚可以小一些；倒装式复合冲裁模：孔内积存废料，故积存壁厚要适当大一些。大、中型凸凹模：一般采用整体式结构，见图3-39。可以直接用销钉、螺钉固定在支撑零件（上下模座）上。中小型凹模：多为组合结构，一般借助支固定板与支承零件连接。4、定位零件的设计常见的定位零件有挡料销、定位板、导正销、定距侧刃和侧压机构等。（1）挡料销（图2-40）挡料销的作用是确定条料或带料在送料时的距离。常用见挡料销：自动挡料销、固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销等。

①自动挡料销当采用这种挡料销时，无需将料抬起或后拉，只要在冲裁后将料往前推，便能自动挡料。所以在冲裁时能连续送料。②固定挡料销（图2-41）其结构简单，一般装在凹模上，适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲裁模。其中图2-41（a）为圆头形式，结构对称。

图2-41（b）为钩形挡料销，由于形状不对称，挡料销固定孔可以远离冲裁刃口，有利于提高凹模强度，延长凹模的寿命。定位板、定位钉一般用于对单个毛坯的定位，其中图（a）、（b）、（c）、（d）使用时用制件外轮廓定位。图（e）、（f）用制件内孔定位。（2）定位板与定位钉（图2-44）

导正销作用：多用于级进模中，在冲裁时与其它定位零件相配合，插入前工位已冲好的孔中进行精确定位。导正销装配在第二工位以后的凸模上。（3）导正销（图2-45）（5）侧压机构（图2-47）作用：当条料沿导料板送进时两者之间存在间隙，侧压机构是为避免送料时，条料在导料板中间发生摆动而设置的装置。（4）侧刃（图2-46）侧刃也是用来控制条料送进距离的一种装置，但它在工作时，要切去条料侧旁少量的材料。侧刃定距的缺点：浪费材料。一般只有在冲裁窄而长的制件（进距小于6～8㎜）和某些少、无废料排样，用别的挡料形式有困难时才采用。5、卸料、推件（顶件）机构的设计（1）卸料机构（图2-48）。分类：刚性（即固定卸料板）和弹性或整体式和组合式两种。①整体式刚性卸料板特点：固定在凹模上面，卸料力大，但无压料作用，多用于厚料冲裁模，凸模与卸料板之间有0.2～0.5㎜的单面间隙，见图2-48（c）。弹性卸料板特点：其利用弹簧或橡胶的弹压力进行卸料。除卸料外，还对毛坯有压料作用。卸料板型孔与凸模的单面间隙为0.05～0.1㎜，适用于薄料冲裁，见图2-48（a）。刚性与弹性组合型特点：用于卸料力要求较大，卸料板与凹模间又要求有较大的空间位置时，可采用刚弹性相结合的卸料装置，见图2-48（b）②组合式镶拼结构（图2-49）多工位级进模中卸料板的导向结构形式（该卸料板是级进模中使用较多的一种镶拼式弹性卸料板）。优点：有利于保证型孔精度、孔距精度、配合间隙等要求。组合式弹性卸料板（图2-50）是一种级进模中采用的。其结构特点：它与固定板之间安装了小导柱、导套进行导向。（2）推（顶）件机构（图2-51）推件（顶件）机构的作用是将制件或废料从凹模型腔中推（顶）出的装置。6、导向及支撑固定零件的设计（1）导柱和导套分类：根据其结构结构形式分：滑动和滚动两种。滑动导柱、导套，形状均为圆柱形，加工方便，装配容易，是模具行业应用最广的导向装置。导柱和导套的零件结构形式见图2-53。滚珠导柱和导套是一种无间隙、精度高、寿命长的导向装置。适用于高速冲裁、精密冲裁、以及硬质合金模具的冲裁生产。滑动式（图2-54）滚动式（图2-54）模座分为：带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。带导柱标准模座的常用形式及导柱的准模座的准模座的常用形式及导柱的排列方式见图2-55。图2-55（a）为后侧导柱模座适用于中等精度、尺寸较小的冲裁件。图（b）为对角导柱模座适用于一般精度的冲裁件或级进模。图（c）为中间导柱模座适用于较精密的冲裁件。（2）上、下模座图（d）为四导柱模座适用于精度要求高的冲裁件。图（e）为后导柱窄形模座，适用于中等尺寸的冲裁件。图（f）为三导柱模座，一般用于大型冲裁件的生产。（3）模柄（图2-56）模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。图（a）为带螺纹的旋入式模柄，多用于小型模具。图（b）为带台阶的压入式模柄，它与模座孔的配合为H7/n6，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。图（c）是铆接式模柄，精度和垂直度较差，可用于小型模具。图（d）为带凸缘的模柄，与上模座连接后为防止松动，可用螺钉、销钉再进一步紧固，适用于较大的模具。图（e）为浮动式模柄。图（f）为整体式模柄，适用于矩形凸模。图（g）为整体式模柄，适用于圆形凸模。图（h）所示的模柄用于大型工件的冲裁本章结束谢谢本章结束谢谢（a）（b）（c）图2-18排样方式1—结构废料2—工艺废料废料的分类表2－12排样方式表2－13最小工艺搭边值/mm表2-16倒装复合模凸凹模最小壁厚（㎜）材料厚度≤0.40.60.81.01.21.51.82.02.22.52.83.0凸凹模最小壁厚1.41.82.32.73.23.84.55.05.56.06.67.4图2-33圆形截面凸模的结构形式2-36非圆形凸模图2-34直通式凸模图2-35凸模长度尺寸的确定图2-37凹模外形尺寸图2-38非标准凹模尺寸表2-19凹模孔壁至凹模外缘的距离表2-18凹模厚度系数K。表2-19凹模孔壁至凹模外缘的距离图2-39凸凹模结构

图2-40自动挡料销图2-41固定挡料销

（a）（b）（c）

图2-42活动挡料销（a）结构I（b）结构II（c）结构III

图2-43始用挡料销（a）（b）（c）

（d）（e）（f）图2-44定位形式（a）d<5mm（b）d>5mm（c）d<12mm（d）d>12mm图2-45导正销（a）矩形侧刃（b）成形侧刃（c）尖角侧刃图2-46定距侧刃（a）弹簧式（b）弹簧压块式（c）压板式（d）对中式如图2-47侧压板的形式（a）弹性卸料板（b）刚弹性卸料板（c）刚性卸料板图2-48卸料板的形式（a）（b）（c）（d）图2-49小导柱、导套结构图2-50弹性卸料结构1-固定板；2-上模座；3，13，16-垫板；4-小导柱；5，12-小导套；6-导正销；7-凸模；8-卸料螺钉；9-弹簧；10-衬套；11-凹模；14-凹模座；15-卸料板（2）推（顶）件机构图2-51刚性推件装置1-推件器；2-打料销钉；3-模柄；4-打料杆；5-打料板；6-螺母；7-螺栓；8-滑块图2-52滑动导柱、导套1-上模座；2-导套；3-导柱；4-下模座；5-压板；6-螺钉(a)导柱(b)导套

2-53导柱、导套结构图2-54滚珠导柱、导套1-导套；2-上模座；3-滚珠；4-滚珠保持圈；5-导柱；6-下模座（a）（b）（c）（d）（e）（f）图2-55带导柱标准模座的常用形式（a）（b）（c）（d）（e）

（f）（g）（h）图2-56常用模柄形式

（a）（b）（c）图2-18排样方式表2－14条料下料宽度偏差表

表2－15条料与导料板间的间隙图2-16阶梯凸模图2-17斜刃冲模

表2-11卸料力、推件力、顶件力系数第3章弯曲工艺与弯曲模具3.1弯曲变形的分析3.2弯曲件的质量分析3.3弯曲件的结构工艺性3.4弯曲件毛坯展开长度的计算3.5弯曲力的计算3.6弯曲模工作部分结构参数的确定3.7弯曲模的典型结构0绪论

弯曲：是通过把金属板材、型材或管材弯成一定角度和曲率，形成一定形状的工件的冲压工艺方法。典型的弯曲制件（见图3-1）常见的弯曲方法有：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯3.1弯曲变形的分析弯曲的概念弯曲材料：板料、棒料、型材、管材典型弯曲方式：U型弯曲V型弯曲图3-1各种典型弯曲制件举例V形件弯曲U形弯曲0绪论

1.弯曲变形过程

(图3-2)弯曲变形的特点：（1）弯曲件圆角部分的正方形网格变成了扇形；（2）在变形区内，外区（靠凹模一侧），纵向纤维受拉而伸长（bb＜bb）（3）板料的弯曲变形程度可用相对弯曲半径r/t来表示。r/t越小，表明弯曲变形程度大。（4）在变形区内，板料变形后将产生厚度变薄的现象，r/t越小，厚度变薄现象越严重。（5）变形区内板料横断面积的变化，视板料的宽窄而有所不同。弯曲前后坐标网格的变化(图3-3)变形区内板料横断面积的变化与宽板、窄板

弯曲变形中，板料的宽窄一般指的是板料的相对宽度，板料相对宽度用b/t（其中b为板料的宽度，t为板料的厚度）来表示，一般将b/t＞3的称为宽板，b/t＜3的称为窄板。宽板弯曲时，宽度方向的变形受到限制，材料不易流动，因此其横断面积几乎不变，仍保持矩形，仅在两端可能出现翘曲，见图3-4（b）。窄板弯曲时，宽度方向的变形不受限制，其横断面积由矩形变成了扇形，见图3-4（a）。

(a)(b)

(c)(d)图3-2V形弯曲模内的弯曲变形过程(b)图3-3弯曲前后坐标网格的变化(a)

(a)窄板（b/t<3）(b)宽板（b/t>3）图3-4弯曲时毛坯断面形状的变化0绪论一、冲压概念

2.弯曲变形区的应力与应变状态

弯曲开始时，相对弯曲半径r/t值很大，板料发生弹性弯曲。板料外层纤维受拉，内层受压，内外表面的切向应力绝对值最大，中心为零（如下图）。凸模下行，减小到r/t>200时，板料处于线形弹塑性状态，即板料中心几附近区域为弹性变形，其他部分为塑性变形，弯曲进行至r/t值大约在(200>r/t>5)时，板料进入线形全塑性弯曲状态。当其进一步减小到r/t

3~5时，则为立体塑性弯曲，此即模具弯曲最终状态。窄板(b/t

3)弯曲时，宽度方向可以自由变形，故其应力

b0,内外层的应变状态是立体的，应力状态是平面的。宽板(b/t>3)弯曲时，由于宽度方向材料不能自由变形（宽度基本不变），即

b0

，故板料弯曲时内外层的应变状态是平面的，应变状态是立体的。图3-5自有弯曲时的应力应变状态0绪论一、冲压概念

3.2弯曲件的质量分析

3.2.1、最小弯曲半径由此可见弯曲件表面上的应变量（即断面上切向应变的最大值）与其相对弯曲半径r/t成反比关系。最大拉应变受材料性能（不拉裂）的限制，为获得良好的弯曲工件，r/t便有一定的限制。故常用r/t来表示弯曲的变形程度。r/t值越小，表示弯曲变形程度越大。r/t值越小，表示弯曲变形程度越大，即弯曲变形区外表面所受的拉应力与拉伸应变越大，当r/t小至一定的程度时，就会使弯曲变形区外表面发生破坏。在保证弯曲变形区外表面纤维不发生破坏条件下，工件能够弯成的内表面的最小圆角半径称最小（极限）弯曲半径rmin。rmin越小，表示材料的弯曲性能越好总之影响最小弯曲半径的主要因素如下：⒈材料的机械性能；⒉板材纤维的方向性；⒊弯曲件的宽度；⒋板材的表面质量和剪切断面质量；⒌弯曲角；⒍板材的厚度。最小弯曲半径可按表3-1选取表3-1最小弯曲半径rmi3.2.2、弯曲时的回弹及控制回弹的措施

1、弯曲回弹现象弯曲回弹现象产生于弯曲变形结束后的卸载过程，是由其内部产生的弹性回复力矩造成的。弯曲件卸载后的回弹，表现为弯曲件的弯曲半径和弯曲角的变化，如图3-6所示。

图3-6弯曲的回弹回弹量的大小，通常用弯曲件的弯曲半径（或弯曲角）与凸模相应半径（或角度）的差值来表示。即弯曲半径的的改变弯曲角度的改变根据△r、△¢的正负回弹分为正回弹和负回弹2.影响弯曲回弹的因素（1）材料的机械性能材料的屈服极限越高、弹性模数越小、加工硬化越剧烈、其相应的弯曲变形的回弹也越大。

图3-7（a）所示的两种材料屈服极限基本相同，但弹性模数不同（E1＞E2）。当弯曲件的相对弯曲半径相同时，加载过程中其外表面的切向变形数值相等，但在卸载时，这两种材料的回弹却不一样，弹性模数较大的退火软钢的回弹量小于软锰黄铜。

图3-7（b）所示的两种材料，其弹性模数基本相同，而屈服极限不同。在弯曲变形程度相同的条件下，卸载时的回弹不同，经冷作硬化而屈服极限较高的软钢的回弹大于屈服极限较低的退火软钢。(a)(b)图3-7材料的机械性能对弹复值的影响Ⅰ，Ⅲ—退火软刚；Ⅱ—软锰黄铜；Ⅳ—退火后再经冷变形硬化的软刚（2）相对弯曲半径当相对弯曲半径较小时，弯曲毛坯外表面上的总切向变形程度增大，相应的塑性变形和弹性变形成分也都同时增大。但在总变形中，弹性变形所占的比例反而减小，所以，弯曲回弹量也相应的较小。同理，当相对弯曲半径较大时，其弯曲回弹量的数值也大，这就是曲率半径很大的零件不易弯曲成形的道理。相对弯曲半径对回弹的影响见图3-11

图3-8相对弯曲半径对弹复值的影响

（3）弯曲角弯曲角越大，意味着变形区的长度越大（如图3-9所示），回弹角也越大。但弯曲角的大小对曲率半径的回弹没有影响。

图3-9弯曲角对的回弹的影响（3）弯曲角（4）毛坯非变形区的变形与弹复（5）弯曲力（6）摩擦（7）材料性能的波动3.减小弯曲回弹的措施（1）改进零件的结构设计在变形区增设加强肋，也可在零件上压出边翼（如图3-10所示），用以增加弯曲件的刚性，从而抑制弯曲回弹的产生。

（a）（b）（c）图3-10在零件结构上考虑减小回弹（2）从工艺上采取措施在可能的条件下，用校正弯曲代替自由弯曲。或者尽可能的采用拉弯工艺代替其它弯曲工艺。尤其是相对弯曲半径很大的弯曲件，采用拉弯更能取得满意的效果。拉弯的特点是将毛坯先拉伸再弯曲，或先弯曲再拉伸。拉弯工艺的回弹量较小，如图3-11所示。

图3-11拉弯工艺1-上模；2-夹子；3-弹簧；4-下模（3）利用弯曲回弹规律，从模具结构上考虑改变弯曲件变形区的应力状态，从而减小弯曲回弹。（4）对凸模的角度予以补偿根据弯曲回弹趋势及回弹值的大小，补偿凸模角度达到控制或减小弯曲回弹的目的。如V形件弯曲，将凸模角度减去一个回弹角，或将凸模圆角半径适当减小，卸载后正好补偿了回弹角△α1如图3-12所示。对于U形制件，将凸模两侧分别做出等于回弹角△α1的斜度，或将凹模底部做成弧形，卸载后可达到补偿弯曲回弹的目的，如图3-13所示。（a）（b）图3-12V形件凸模角度的补偿图3-13U形件补偿回弹的方法（2）采用摆动凹模或软凹模结构根据弯曲回弹方向和回弹值△(2)采用摆动凹模或软凹模结构根据弯曲回弹方向和回弹值△α1

，将凹模圆角部分做成摆块结构，成形时摆块偏转一回弹角，卸载后工件将回弹至所需的弯曲角，如图3-14（a）所示。。图3-14（b）所示，是采用橡胶或聚氨酯软凹模，代替金属刚性凹模进行弯曲的示意图。如图所示，弯曲变形时，制件两直边绕凸模圆角向上折起，逐渐与凸模斜面贴合。因受聚氨酯侧压力的作用，制件直边部分不发生弯曲，且圆角部分所承受的单位压力较大，故减小了制件的回弹。

（a）（b）图3-14摆动凹模与软凹模（3）采用可以改变应力状态的模具结构对于一般的材料，料厚在0.8㎜以上、弯曲圆角半径又不大时，可将凸模做成图3-15（a）所示的形状。在弯曲时通过对变形区进行整形（改变变形区的应力状态）来减小回弹，如图3-15（b）所示。也可采用增加压应力或减小凸、凹模间隙的办法，增加拉应变达到减小弯曲回弹的目的，如图3-15（c）所示。图3-16所示的模具结构，在弯曲成形时产生切向推力，可减小弯曲回弹。

（a）（b）（c）图3-15改变变形区应力状态减小回弹的模具结构（a）（b）图3-16切向推力的模具3.3弯曲件的结构工艺性

3.1弯曲件形状与尺寸的对称性

某些不易弯曲的零件，先在弯曲角内压槽（工艺槽）后再进行弯曲，如图3-17所示。弯曲件的形状与尺寸应尽量对称，高度也不宜相差太大。当冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移，尺寸不易保证，如图3-18所示。弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处预留连接带，弯曲后再将连接带切除，如图3-19所示。图3-17压槽后进行弯曲图3-18弯曲件形状对弯曲过程的影响0绪论一、冲压概念

图3-19带缺口的弯曲件图3-20弯曲件的对称性图3-20所示零件虽然表面上看起来形状对称，但由于圆角尺寸不对称，弯曲时的摩擦阻力不同，仍会造成弯曲件尺寸精度不高，甚至弯曲失败。0绪论一、冲压概念

3.2弯曲件的直边高度

为了保证弯曲件的直边部分平直，其直边高度h应不小于2t，若h＜2t，则必须在弯曲圆角处先压槽而后再弯曲。或加长直边部分，待弯曲后再切掉多余的部分，如图3-21所示。当弯曲件直边带有斜角时，应避免使斜线进入弯曲变形区，以防止弯曲开裂。此类零件在工艺上应有一直边部分，其最小高度h＝（2～4）t，如图3-22所示。0绪论一、冲压概念

图3-21弯曲件直边的高度图3-22直边带有斜角的弯曲件0绪论一、冲压概念

3.3弯曲件的孔边距离

弯曲件上的孔如果是预先冲制加工的，则要使孔位于变形区之外。孔边到弯曲半径中心的距离必须满足下列条件：当t＜2㎜，l≥t；当t≥2㎜，l≥2t；如图3-23所示。如果不能满足上述条件，可预先在弯曲线上冲制工艺孔，如图3-24（b）所示。0绪论一、冲压概念

（a）（b）图3-23孔与弯曲部位最小距离图3-24弯曲件的孔边距0绪论一、冲压概念