1、1第二章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺性分析冲裁工艺性分析冲裁件质量及影响因素冲裁件质量及影响因素冲裁模间隙冲裁模间隙凸、凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算排样排样冲裁工艺力的确定冲裁工艺力的确定冲裁工艺设计冲裁工艺设计冲裁模的类型与结构冲裁模的类型与结构冲模主要零件的设计及冲模主要零件的设计及标准的选用标准的选用冲裁模结构设计冲裁模结构设计精密冲裁工艺与模具设计精密冲裁工艺与模具设计冲裁的概念：冲裁的概念：冲裁：冲裁：利用模具使板料沿着利用模具使板料沿着一定的轮廓形状一定的轮廓形状产生分离的产生分离的一种冲压工序。包括一种冲压工序。包括落料、冲孔落料、冲孔、切口、切边、剖切、切口、切边、
2、剖切、整修、精密冲裁等。整修、精密冲裁等。基本冲裁工序：落料和冲孔。基本冲裁工序：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一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封封闭的轮廓线闭的轮廓线相分离。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 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本章主要讨论普通冲裁本章主要讨论普通冲裁一、冲裁变形过程一、冲裁变形过程二、板料受力情况二、板
3、料受力情况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：(一一)冲裁变形过程冲裁变形过程冲头刚接触板料的初始阶段，板料只发生弹性变形。冲头刚接触板料的初始阶段，板料只发生弹性变形。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
4、断裂带 毛刺形成毛刺形成（二）冲裁时的变形区（二）冲裁时的变形区 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图2-2 冲裁变形区1凸模 2毛坯 3凹模 4变形区 图图2-3 冲裁时作用于板料上的力冲裁时作用于板料上的力 1-凸模凸模 2-板材板材 3-凹模凹模 凸、凹模之间间隙存在，产生弯矩。凸、凹模之间间隙存在，产生弯矩。图图2-4 冲裁力曲线冲裁力曲线第二节第二节 冲裁件质量及影响因素冲裁件质量及影响因素一、冲裁件断面特征一、冲裁件断面特征二、冲裁件的尺寸大小二、冲裁件的尺寸大小三、三、影响影响冲裁件断面质量的因素冲裁件断面质量的因素4.塌角带塌角带a：刃
5、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。3.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。2.断裂带断裂带c：裂纹形成及扩展的结果。裂纹形成及扩展的结果。1.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：小的部分尺寸对于凸模尺寸；大的部分尺寸对于凹模尺寸。小的部分尺寸对于凸模尺寸；大的部分尺寸对于凹模尺寸。断面的光亮带越宽、断裂带越窄、圆角及毛刺越小，断面的光亮带越宽、断裂带越窄、圆角及毛刺越小，断面质量越好断面
6、质量越好质量最好的部分：光亮带质量最好的部分：光亮带图2-5 冲裁区冲裁断面状况1毛刺 2断裂带3光亮带4圆角带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：塑性越好，断面质量越好。材料性能的影响：塑性越好，断面质量越好。()模具间隙的影响模具间隙的影响间隙过小，出现二次剪裂，产生第二光亮带。间隙过小，出现二次剪裂，产生第二光亮带。间隙过大，出现二次拉裂，产生二个斜度。间隙过大，出现二次拉裂，产生二个斜度。间隙合适，断面质量好。间隙合适，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。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
7、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、下端都会产生毛刺。当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。()模具刃口钝利情况的影响模具刃口钝利情况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；凹模磨钝凹模磨钝凸、凹模均磨钝凸、凹模均磨钝一、间隙对冲裁过程的影响一、间隙对冲裁过程的影响二、合理间隙值的确定二、合理间隙值的确定 1.1.间隙对零件质量的影响间隙对零件质量的影响 提高断面质量的关键在于推迟裂纹的产生，以增大光亮提高断面质量的关键在于推迟裂纹的产生，以增大光亮带宽度，其主要途径就是减小间隙。此外间隙又是影响
8、尺寸带宽度，其主要途径就是减小间隙。此外间隙又是影响尺寸精度的主要因素。精度的主要因素。冲孔件冲孔件落料件落料件 间隙增大，冲裁力降低。间隙增大，冲裁力降低。间隙减小，冲裁力增大。间隙减小，冲裁力增大。在间隙合理情况下，冲裁力最小。在间隙合理情况下，冲裁力最小。间隙对卸料力、推件力或顶件力的影响比较显著。间隙对卸料力、推件力或顶件力的影响比较显著。3 3.间隙对模具寿命的影响间隙对模具寿命的影响 冲裁过程中，模具的失效形式一般有：冲裁过程中，模具的失效形式一般有：磨损、崩刃、变形、胀裂、断裂等磨损、崩刃、变形、胀裂、断裂等 过小的间隙加剧刃口的磨损；过小的间隙加剧刃口的磨损；间隙小，落料件或废
9、料往往梗塞在凹模洞口，导致凹模胀间隙小，落料件或废料往往梗塞在凹模洞口，导致凹模胀裂。裂。间隙过大，毛刺增大，卸料力增大，刃口磨损加大。间隙过大，毛刺增大，卸料力增大，刃口磨损加大。考虑到模具制造偏差和磨损，生产中通常是选择一考虑到模具制造偏差和磨损，生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙。即最小合理间隙个适当的范围作为合理间隙。即最小合理间隙Z Zminmin，和，和最大合理间隙最大合理间隙Z Zmaxmax。设计与制造新模具时应采用最小设计与制造新模具时应采用最小合理间隙值。合理间隙值。确定凸、凹模合理间隙的方法有：确定凸、凹模合理间隙的方法有：理论确定法理论确定法 查表确定法。查表确
10、定法。确定依据：保证上、下裂纹重合，以获得良好的冲裁断面。确定依据：保证上、下裂纹重合，以获得良好的冲裁断面。从图中直角三角形关系可确定间隙从图中直角三角形关系可确定间隙Z Z。即。即式中式中 h h0 0产生裂纹时凸模压入板料产生裂纹时凸模压入板料 的深度（的深度（mmmm）；）；t t 材料厚度（材料厚度（mmmm）；）；裂纹方向与垂线间的夹角裂纹方向与垂线间的夹角（）；）；Z=2Z=2（t-ht-h0 0）tgtg=2t(1-h=2t(1-h0 0/t)tg/t)tg 间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关。间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关。但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的但由
11、于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异，在生产实践中就很要求不同，以及生产条件的差异，在生产实践中就很难有一种统一的间隙数值，各种资料中所给的间隙值难有一种统一的间隙数值，各种资料中所给的间隙值并不相同，有的相差较大，选用时应按使用要求分别并不相同，有的相差较大，选用时应按使用要求分别选取。选取。书中表书中表2-12-1、表、表2-22-2一、凸、凹模刃口尺寸计算原则一、凸、凹模刃口尺寸计算原则二、刃口尺寸计算方法二、刃口尺寸计算方法 1 1.计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模尺寸相等，冲裁变形规律，即
12、落料件尺寸与凹模尺寸相等，冲孔尺寸与凸模尺寸相同。冲孔尺寸与凸模尺寸相同。零件的尺寸精度。零件的尺寸精度。合理的间隙值。合理的间隙值。磨损规律。磨损规律。冲模的加工制造方法。冲模的加工制造方法。（1 1）保证冲出合格的零件）保证冲出合格的零件 冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上；落料时，以凹模为基冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上；落料时，以凹模为基准，间隙取在凸模上。准，间隙取在凸模上。（2 2）保证模具有一定的使用寿命）保证模具有一定的使用寿命 考虑到冲裁时凸凹模的磨损，在设计时：考虑到冲裁时凸凹模的磨损，在设计时：对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件对基准件刃口尺
13、寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其刃口的公称尺寸应取工件对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。尺寸公差范围内较大的数值。（3 3）考虑冲模制造修理方便、降低成本）考虑冲模制造修理方便、降低成本 为使新模具的间隙值不小于最小合理间隙，一般凹模公差标注成为使新模具的间隙值不小于最小合理间隙，一般凹模公差标注成+d d，凸模公差标注成凸模公差标注成-p p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：
14、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1.1.零件孔的尺寸零件孔的尺寸d d0 0+，根据上述，根据上述原则，首先确定基准件凸模刃口原则，首先确定基准件凸模刃口尺寸尺寸d dp p，再加上，再加上Z Zminmin便是凹模刃口便是凹模刃口尺寸。尺寸。（一）凸模与凹模分开加工（一）凸模与凹模分开加工 零件外径尺寸为零件外径尺寸为D D0-0-，根据，根据上述原则，先确定基准件凹模刃上述原则，先确定基准件凹模刃口尺寸口尺寸D Dd d，再减去，再减去Z Zminmin便是凸模便是凸模刃口尺寸。刃口尺寸。p p+d d Z Zmaxmax-Z-Zminmin。若出现若出现 p p+
15、d d Z Zmaxmax-Z-Zminmin且大得不多时，凸、凹模且大得不多时，凸、凹模公差按公式确定：公差按公式确定：p p0.4(Z0.4(Zmaxmax-Z-Zminmin)d d0.6(Z0.6(Zmaxmax-Z-Zminmin)如果出现如果出现 p p+d d Z Zmaxmax-Z-Zminmin时，则应采用凸、凹模时，则应采用凸、凹模配合加工法。配合加工法。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/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.2
16、00.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.300.30（1 1）变小的尺寸（）变小的尺寸（A A类）类）这类尺寸就这类尺寸就是前面所述冲孔基准件凸模尺寸，是前面所述冲孔基准件凸模尺寸，A A1p1p、A A2p2p应按下式计算：应按下式计算：A Ap p=(A+x)=(A+x)0 0-p p （2 2）增大的尺寸（）增大的尺寸（B B类）类）这类尺寸在这类尺寸在冲孔凸模上相当于落料基准件凹模尺冲孔凸模上相当于落料基准件凹模尺寸，寸，B Bp p应按式下式计算：应按式下式计算：B Bp p=(B-x)=(B-x)0 0+p p 1.1.冲孔冲孔 应以凸模
17、为基准，然后配作凹模。应以凸模为基准，然后配作凹模。根据磨损规律，分三种情况：根据磨损规律，分三种情况：冲孔件冲孔件冲孔凸模刃口冲孔凸模刃口这类尺寸可分为以下三种情况：这类尺寸可分为以下三种情况：当孔的尺寸为当孔的尺寸为C C-0 0+时时 C Cp p=(C+0.5)=(C+0.5)p p/2 /2 当孔的尺寸为当孔的尺寸为C C0 0-时时 C Cp p=(C-0.5)=(C-0.5)p p/2 /2 当孔的尺寸为当孔的尺寸为C C 时时 C Cp p=C=C p p /2 /2 冲孔件冲孔件凸模刃口凸模刃口（1 1）变大的尺寸（）变大的尺寸（A A类）类）这类尺寸这类尺寸就是落料基准件凹
18、模尺寸，就是落料基准件凹模尺寸，A A1d1d 、A A2d2d应按下式计算：应按下式计算：A Ad d=(A-x)=(A-x)0 0+d d （2 2）变小的尺寸（）变小的尺寸（B B类）类）这类尺寸这类尺寸在落料凹模上相当于冲孔基准件凸模在落料凹模上相当于冲孔基准件凸模尺寸，尺寸，B B1d1d 、B B2d2d应按下式计算：应按下式计算：B Bd d=(B+x)=(B+x)0 0-d d 落料件落料件落料凹模刃口落料凹模刃口这类尺寸也可分为以下三种情况：这类尺寸也可分为以下三种情况：当制件的尺寸为当制件的尺寸为C C0 0+时时 C Cd d=(C+0.5)=(C+0.5)d d/2 /
19、2 当制件的尺寸为当制件的尺寸为C C 0 0-时时 C Cd d=(C-0.5)=(C-0.5)d d/2 /2 当制件的尺寸为当制件的尺寸为C C 时时 C Cd d=C=C d d /2 /2 式中式中 A Ad d、B Bd d、C Cd d凹模刃口尺寸（凹模刃口尺寸（mmmm）；）；d d凹模公差（凹模公差（mmmm）；当标注形式为）；当标注形式为+d d（或（或-d d）时，）时，d d=/4=/4，当标注形式为，当标注形式为 d d时，时，p p=/8=/8=/4/4。一、排样的意义和材料利用率一、排样的意义和材料利用率二、排样形式的确定二、排样形式的确定三、搭边和条料宽度的确定
20、三、搭边和条料宽度的确定（一）排样的意义（一）排样的意义 意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。动生产率得到合格的零件。排样排样:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。一个进距内的材料利用率一个进距内的材料利用率 为为:（二）材料利用率（二）材料利用率 指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。100%nAbh 一张板上总的材料利用率一张板上总的材料利用率 为：为：100%NABL材料面积包括零件实际面积与废料面积。废料分为两类，材料面积包括
21、零件实际面积与废料面积。废料分为两类，1 1结构废料结构废料 是由零件的形状特点产生的废料。一般不能改变是由零件的形状特点产生的废料。一般不能改变2.2.工艺废料工艺废料 是由零件之间和零件与条料侧边之间的废料，以及料头、是由零件之间和零件与条料侧边之间的废料，以及料头、料尾所产生的废料。料尾所产生的废料。图2-12 废料分类1料头 2工艺废料 3结构废料 4料尾改进前改进前改进后改进后（一）排样的分类（一）排样的分类 （1 1）有废料排样）有废料排样 沿零件全部外形冲裁，零件周边都留有剩料。沿零件全部外形冲裁，零件周边都留有剩料。（2 2）少废料排样）少废料排样 沿零件部分外形切断或冲裁，只
22、局部有剩料。沿零件部分外形切断或冲裁，只局部有剩料。（3 3）无废料排样）无废料排样 除料头料尾外无任何剩料。除料头料尾外无任何剩料。有废料排样有废料排样少废料排样少废料排样无废料排样无废料排样影响排样形式的主要因素有：影响排样形式的主要因素有：1 1零件的形状零件的形状2 2零件的断面质量、精度零件的断面质量、精度 3 3材料利用率材料利用率 4 4冲模结构冲模结构 与模具寿命与模具寿命 5 5操作的方便与安全操作的方便与安全 6 6生产率生产率 搭边：指排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下搭边：指排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下 的剩料。的剩料。（一）搭边的作用（一）搭边的作用
23、 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。搭边值的确定原则：满足作用的前提下取最小值，具体的可搭边值的确定原则：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2-52-5确定条料宽度的原则是：确定条料宽度的原则是：最小条料宽度要保证冲裁时零件周围有足够的搭边值；最小条料宽度要保证冲裁时零件周围有足够的搭边值；最大条料宽度能在导料板间送进，并与导料板间有一定的最大条料宽度能在
24、导料板间送进，并与导料板间有一定的间隙。间隙。条料宽度的大小还与模具是否采用侧压装置或侧刃有关。条料宽度的大小还与模具是否采用侧压装置或侧刃有关。条料宽度为：条料宽度为：B B 0 0-=（D D+2+2a a+）0 0-导尺间距：导尺间距：S S=B B+c c1 1D D+2+2 a a+c c1 1 条料宽度为：条料宽度为：B-0=D+2(a+）+c10-导尺间距：导尺间距：S=B+c1D+2(a+c1)条料宽度为：条料宽度为：B B-0 0=D D+2+2a a+nbnb1 1=D D+1.5+1.5a a+nbnb1 1 导尺间距：导尺间距：S S=D D+1.5+1.5a a+nb
25、nb1 1+2+2c c1 1 S S1 1=D D+1.5+1.5a a+2+2c c1 1 一、冲裁力的计算一、冲裁力的计算二、降低冲裁力的方法二、降低冲裁力的方法三、卸料力及推件力的计算三、卸料力及推件力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力。它是随凸模行冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力。它是随凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。F=KLt F=KLt 式中式中:F:F冲裁力（冲裁力（N N）L L零件剪切周长（零件剪切周长（mmmm）t t材料厚度（材料厚度（mmmm）材料抗剪强度（材料抗剪强度（MPaMPa）K K系
26、数。一般取系数。一般取K=1.3K=1.3。为了简便，也可用材料的强度极限为了简便，也可用材料的强度极限 b b（MPaMPa），按下式估算），按下式估算冲裁力：冲裁力：F=Lt F=Lt b b 1 1阶梯凸模冲裁阶梯凸模冲裁板料加热后，抗剪强度明显下降，从而降低了冲裁力。板料加热后，抗剪强度明显下降，从而降低了冲裁力。3.3.加热冲裁加热冲裁 卸料力：从凸模上卸下箍着卸料力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。的料所需要的力。推件力：将梗塞在凹模内的推件力：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的料顺冲裁方向推出所需要的力。力。顶件力：逆冲裁方向将料从顶件力：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的
27、力。凹模内顶出所需要的力。F F卸卸=K K卸卸F F F F推推=K K推推F F F F顶顶=K K顶顶F F式中式中 F F冲裁力（冲裁力（N N）；）；K K卸卸、K K推推、K K顶顶分别为卸料力、推件力、顶件系数分别为卸料力、推件力、顶件系数1 1、采用刚性卸料装置和下出料方式、采用刚性卸料装置和下出料方式 F F总总=F F冲冲 F F2 2、采用弹性卸料装置和下出料方式、采用弹性卸料装置和下出料方式 F F总总=F F冲冲 F F卸卸+F F推推3 3、采用弹性卸料装置和上出料方式、采用弹性卸料装置和上出料方式 F F总总=F F冲冲 F F卸卸+F F顶顶 一、冲裁件的工艺性
28、一、冲裁件的工艺性二、冲裁工艺方案的确定二、冲裁工艺方案的确定冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。（一）冲裁件的结构工艺性（一）冲裁件的结构工艺性 （1 1）形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线；）形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线；（2 2）圆角半径：尽量避免税角，严禁尖角；）圆角半径：尽量避免税角，严禁尖角；（3 3）凸出和凹入的尺寸：尽可能避免过长的悬臂和窄槽；）凸出和凹入的尺寸：尽可能避免过长的悬臂和窄槽；（4 4）冲孔直径不宜太小；）冲孔直径不宜太小；（5 5）孔间距、孔边距不能过小。）孔间距、孔边距不能过小。对于普通
29、冲裁件，其经济精度不高于对于普通冲裁件，其经济精度不高于ITll,ITll,冲孔冲孔件比落料件高一级。件比落料件高一级。如果工件精度高于上述要求，则需在冲裁后整如果工件精度高于上述要求，则需在冲裁后整修或采用精密冲裁。修或采用精密冲裁。冲裁件的尺寸基准应尽可能冲裁件的尺寸基准应尽可能 和制模时的定位基准重合，以和制模时的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。避免产生基准不重合误差。孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上，切不要与参加变形的部位联系起来。线上，切不要与参加变形的部位联系起来。错误正确 在工艺分析的基础上，
30、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单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完成单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完成 一道冲压一道冲压 工序工序复合冲裁：只有一个工位，并在压力机的一次复合冲裁：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。行程中，同时完成两道或两道以上的冲压工序。级进冲裁：在压力机一次行程中，在送料方向级进冲裁：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
31、。连续排列的多个工位上同时完成多道冲压工序。（一）冲裁工序的组合（一）冲裁工序的组合与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合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冲裁模和级进冲裁模 因素因素 类型类型生产批量生产批量尺寸精度尺寸精度形状大小形状大小制造、安制造、安装、成本装、成本安全性安全性复合模复合模中、大批中、大批量量高高中、小型中、小型高高差差级进模级进模中、大批中、大批量量较高较高中、小型中、小型较高较高较好较好简单模简单模小批量小批量低低无要求无要求低低较好较好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
32、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，也可安排成一前一后。3）套料级进冲裁，按由里向外的顺序。）套料级进冲裁，按由里向外的顺序。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
33、，为减少孔）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。的变形，应先冲大孔后冲小孔。一、冲裁模分类一、冲裁模分类二、冲模结构分析二、冲模结构分析（一）单工序模（一）单工序模下出件单工序落料模下出件单工序落料模观看二维动画观看三维动画图2-28 单工序落料模1、8、11螺钉 2凹模 3档料销 4卸料板 5固定板6垫板 7上模座9模柄 10圆柱销 12凸模 13导套 14导柱 15导料板 16下模座上出件单工序落料模上出件单工序落料模图2-29 弹性卸料的落料模1凹模 2卸料板 3凸模 4顶料板 5固定板 6橡皮 7卸料螺钉 8导料销 9挡料销 又称连续模或跳步模，是指在压力
34、机一次行程中，又称连续模或跳步模，是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压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工序的模具（二）（二）级进模级进模观看二维动画观看三维动画导正销与挡料销导正销与挡料销联合定距级进模联合定距级进模图2-30 冲孔落料级进模 1下模座 2凹模固定板 3落料凹模 4档料销 5卸料板 6凸模固定板7垫板 8上模座 9螺钉 10落料凸模 11导正销 12模柄 13圆柱销14、17冲孔凸模 15圆柱销 16导套 18冲孔凹模 19导柱 20螺钉21圆柱销 22挡料销图2-31 侧刃定距级进模1凹模 2导料板 3螺钉 4导正销
35、5落料凸模 6冲孔凸模 7侧刃 8卸料螺钉 9凸模固定板 10橡皮 11卸料板 12侧刃档块观看二维动画观看三维动画 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倒装式复合模倒装式复合模观看二维动画观看三维动画图2-32 倒装复合模1卸料板 2活动档料销 3推件块 4推杆 5推板 6打杆 7模柄 8螺钉 9、10冲孔凸模 11凸凹模 12落料凹模 13卸料螺钉 14固定板正装式复合模正装式复合模观看二维动画观看三维动画图2-33 正装
36、复合模1落料凹模 2顶件块 3、4冲孔凸模 5、6推杆 7打板 6止转螺钉9凸凹模 10弹压卸料板 11顶杆切边冲孔复合模切边冲孔复合模 一、模具零件的分类一、模具零件的分类二、冲模标准化的意义二、冲模标准化的意义三、工作零件的设计与标准的选用三、工作零件的设计与标准的选用四、四、定位零件定位零件五、压料及出件零件五、压料及出件零件六、固定与紧固零件六、固定与紧固零件七、导向零件七、导向零件(1)(1)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
37、、顶件块、废料切断刀卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀 (2)(2)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、销钉等销钉等冲模部分标准冲模部分标准名称及代号名称及代号（一）凸模（一）凸模 （1 1）凸模结构型式）凸模结构型式凸凸模的结构型式很多，主要分为圆截面式、等截模的结构型式很多，主要分为圆截面式、等截面式、护套式、快换式四种。面式、护套式、快换式四种。当采用固定卸料板时，当采用固定卸料板时，凸模长度按下式计算：凸模长度按下式计算：L
38、=h1+h2+h3+h附加附加 当采用弹性卸料板时，当采用弹性卸料板时，凸模长度按下式计算：凸模长度按下式计算：Lh1+h2+t+h1 1）承压应力校验）承压应力校验 min4ptd2max4EILnF2)2)失稳弯曲应力校验失稳弯曲应力校验（1 1）刃口形式）刃口形式圆形凹模可由冷冲模国家标准或工圆形凹模可由冷冲模国家标准或工厂标准中选用。厂标准中选用。非标准凹模按经验公式计算：非标准凹模按经验公式计算：凹模高凹模高 H=Kb (15mm)H=Kb (15mm)凹模壁厚凹模壁厚 c=(1.5 c=(1.52)H2)H (30 (3040mm)40mm)复合模中，至少有一个凸凹模。凸凹模的内外
39、缘均复合模中，至少有一个凸凹模。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸，因此为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸，因此从强度考虑，壁厚受最小值限制。从强度考虑，壁厚受最小值限制。1 1）刃口尖角处因机械加工困难，）刃口尖角处因机械加工困难，淬火易破裂，可在尖角处分段。淬火易破裂，可在尖角处分段。2 2）凸出或凹进的易磨损部分应单）凸出或凹进的易磨损部分应单独做成一块，以便于加工和更换。独做成一块，以便于加工和更换。3 3）圆弧部分应单独做成一块，接）圆弧部分应单独做成一块，接合点离圆弧与直线相交处约合点离圆弧与直线相交处约4 45mm5mm（对小型冲模），或（对小型冲
40、模），或5 57mm7mm（对大型（对大型冲模）。冲模）。4 4）如有对称线，应沿对称线分开。）如有对称线，应沿对称线分开。5 5）如果凸、凹模都采用镶拼，则）如果凸、凹模都采用镶拼，则凸、凹模镶块的结合线应错开凸、凹模镶块的结合线应错开1mm1mm。6 6）镶块的结合线不宜太长，一般）镶块的结合线不宜太长，一般为为1215mm1215mm (1 1）镶块的分块原则）镶块的分块原则:1 1）框套热压法：）框套热压法：多用于圆形镶块模多用于圆形镶块模 2 2）框套螺钉紧固法：）框套螺钉紧固法：多用于中小镶块模。多用于中小镶块模。3 3）直接以螺钉、销钉紧固：）直接以螺钉、销钉紧固：一般用于中、大
41、型镶块模上一般用于中、大型镶块模上 毛坯在模具中的定位有两个内容：毛坯在模具中的定位有两个内容：在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料。通常称为挡料。在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向。进导向。作用：确定送进模具中的毛坯在模具中的准确位置作用：确定送进模具中的毛坯在模具中的准确位置主要有定位板和定位销，利用毛坯的外形或内孔进行定位主要有定位板和定位销，利用毛坯的外形或内孔进行定位外形定位外形定位内孔定位内孔定位主要指导料板、导料销和侧压板主要指导料板、导料销和侧压板标准结构导料板标准结构导
42、料板非标准结构导料板非标准结构导料板导料销导料销:一般至少需设两个，并位于条料的同侧，为标准结构一般至少需设两个，并位于条料的同侧，为标准结构挡料销挡料销 圆头挡料销圆头挡料销钩形挡料销钩形挡料销 固定挡料销固定挡料销始用挡料销始用挡料销回带式挡料销回带式挡料销弹顶挡料销弹顶挡料销 活动挡料销活动挡料销作用是作用是:控制条料送进模具的距离，即控制进距的控制条料送进模具的距离，即控制进距的.常见的结构有挡料销，侧刃等。常见的结构有挡料销，侧刃等。(1)(1)固定挡料销固定挡料销圆头固定挡料销圆头固定挡料销钩形固定挡料销钩形固定挡料销弹簧弹顶挡料销弹簧弹顶挡料销回带式活动挡料销回带式活动挡料销（3
43、 3）始用挡料销）始用挡料销 在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出一定形状缺口的工作零件。边冲切出一定形状缺口的工作零件。（5 5）导正销）导正销 主要用于级进模中条料的精确定位。是标准件，材料推荐选用主要用于级进模中条料的精确定位。是标准件，材料推荐选用9Mn2V 9Mn2V，选用依据是预冲孔的孔径，选用依据是预冲孔的孔径d d。导正销导正销 导正销导正原理导正销导正原理 导正销位置尺寸导正销位置尺寸:h=D h=D+a+a C=D/2+a+d/2+0.1mm C=D/2+a+d/2+0.1mm C C=D/2+a=D/2+a-d/2d
44、/2-0.1mm0.1mm（一）打料及推件装置（一）打料及推件装置 刚性推件装置刚性推件装置弹性推件装置弹性推件装置根据推件力的来源不同有：根据推件力的来源不同有：推板推板根据卸料力的来源不同分为：根据卸料力的来源不同分为：弹性卸料装置弹性卸料装置刚性卸料装置刚性卸料装置废料切断刀（拉深件切边时卸料用）废料切断刀（拉深件切边时卸料用）作用是卸下箍在凸模或凸凹模外面的制件或废料。作用是卸下箍在凸模或凸凹模外面的制件或废料。由卸料板、弹性元件和卸料螺钉三部分组成由卸料板、弹性元件和卸料螺钉三部分组成由一块板由一块板(称为卸料板）组成，利用螺钉、称为卸料板）组成，利用螺钉、销钉直接固定在凹模上销钉直
45、接固定在凹模上（一）模架（一）模架由上模座、下模座、导柱、导套组成由上模座、下模座、导柱、导套组成 根据导柱导套的配合不同，标准模架有：根据导柱导套的配合不同，标准模架有：滑动导向模架滑动导向模架滚动导向模架滚动导向模架u后侧导柱模架后侧导柱模架u中间导柱模架中间导柱模架u对角导柱模架对角导柱模架u四角导柱模架四角导柱模架根据导柱导套根据导柱导套位置的不同位置的不同对角导柱对角导柱模架模架后侧导柱后侧导柱模架模架中间导柱中间导柱模架模架四角导柱四角导柱模架模架中间导柱中间导柱圆形模架圆形模架滑动导向铸铁模架滑动导向铸铁模架（GB/T 2851-2008)压入式模柄压入式模柄旋入式模柄旋入式模柄
46、凸缘模柄凸缘模柄浮动模柄浮动模柄选用原则：压力机的模柄孔直径选用原则：压力机的模柄孔直径常用的标准模柄有：常用的标准模柄有：a)压入式模柄压入式模柄b)旋入式模柄旋入式模柄c)凸缘模柄凸缘模柄d)d)浮动模柄浮动模柄有标准件，分矩形和圆形有标准件，分矩形和圆形2 2种。种。模具中是否采用垫板，取决于两个条件：模具中是否采用垫板，取决于两个条件：凸模固定端面对模座产生的单位压力超出凸模固定端面对模座产生的单位压力超出 模座允许承受的压力，此时需要加垫板，模座允许承受的压力，此时需要加垫板，即：即：p=P/F压压上模中采用刚性推件装置需要在模座中加上模中采用刚性推件装置需要在模座中加 工孔工孔 （
47、五）螺钉和销钉（五）螺钉和销钉 螺钉是紧固模具零件用的，冲模中多采用内六角头螺钉是紧固模具零件用的，冲模中多采用内六角头或圆头螺钉。螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般或圆头螺钉。螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据经验确定，选用根据经验确定，选用4 46 6个，要按位置具体布置而定。个，要按位置具体布置而定。圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。一圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。一般圆柱销用两个，对称布置。般圆柱销用两个，对称布置。（一）导柱和导套（一）导柱和导套 滑动导柱导套滑动导柱导套滑动导柱和导套的装配滑动导柱和导套的装配滚珠导柱导套滚珠导柱导套滚珠导柱导套的装配滚珠
48、导柱导套的装配图2-65 滚珠导柱、导套l导套 2上模座 3滚珠 4滚珠夹持圈 5导柱 6下模座（二）导板导向（二）导板导向 导板就是刚性卸料板，不同的是，导板与凸模之间采用的是导板就是刚性卸料板，不同的是，导板与凸模之间采用的是H7/h6间隙间隙配合，为保证导板起导向作用，导板应与凸模有足够的接触长度，其厚度配合，为保证导板起导向作用，导板应与凸模有足够的接触长度，其厚度H一般取：一般取：H=（0.81）H凹凹（H凹凹为凹模厚度）为凹模厚度）同时保证在模具的整个工作过程中（含模具回程），凸模与导板孔始终同时保证在模具的整个工作过程中（含模具回程），凸模与导板孔始终不脱离。不脱离。一、冲模设计
49、的一般程序一、冲模设计的一般程序二、模具压力中心的确定二、模具压力中心的确定三、冲模闭合高度的确定三、冲模闭合高度的确定1 1、收集资料、收集资料 产品零件图，产品生产批量，工艺路线单，工艺规程产品零件图，产品生产批量，工艺路线单，工艺规程卡和模具设计任务书。卡和模具设计任务书。2 2、工艺分析、工艺分析 分析工件的冲压工艺性分析工件的冲压工艺性 3 3、确定冲压工艺方案、确定冲压工艺方案 4 4、工艺计算、工艺计算5 5、确定冲模的结构型式、确定冲模的结构型式 开始模具工作原理图，然后绘制模具总装图，根据模开始模具工作原理图，然后绘制模具总装图，根据模具总装图再绘制模具零件图。具总装图再绘制
50、模具零件图。6 6、考虑到模具调整、使用、维护及模具搬运、存放和安、考虑到模具调整、使用、维护及模具搬运、存放和安全等方面的措施。全等方面的措施。冲模压力中心冲模压力中心 ：冲压力合力的作用点。：冲压力合力的作用点。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。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。复杂形状工件或多凸模冲裁件的冲裁压力中心，可按力矩平复杂形状工件或多凸模冲裁件的冲裁压力中心，可按力矩平衡原理进行解析计算。衡原理进行解析计算。冲直线段时，其压力中心位于线段中点。冲裁圆弧段时，其冲直线段时，其压力中心位于线段中点。冲裁圆弧段时，其压力中心按下式计算。压力中心
