1、冷冲压工艺与模具设计冷冲压工艺与模具设计主讲教师：陈剑鹤主讲教师：陈剑鹤机电工程系模具教研组机电工程系模具教研组常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院1 1.1.1 基本概念基本概念1.1.1冷冲压概念冷冲压概念 冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。种压力加工方法。冷冲压模具1.1.2 冷冲压加工的特点冷冲压加工的特点气门顶
2、杆a)毛坯 b)工件（1）节省材料节省材料 冷冲压属于少、无切削加工方法。冷冲压属于少、无切削加工方法。钳口冲片排样图 1-钳口冲片 2-转子片 3-余料（2 2）制品有较好的互换性）制品有较好的互换性（3）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好、刚性好的零件。质量好、刚性好的零件。（4）生产效率高生产效率高 （5）操作简单）操作简单 由于冲压所用毛坯是板料或卷料，一般又是冷态加工，由于冲压所用毛坯是板料或卷料，一般又是冷态加工，易于实现易于实现机械化与自动化机械化与自动化。（6）由于冷冲压生产效率高、材料利用率高，故生产的制）由于冷冲压生产
3、效率高、材料利用率高，故生产的制品成本较低。品成本较低。冷冲压加工的一些不足之处冷冲压加工的一些不足之处1、冷冲压加工中所用的模具一般比较复杂，生产周期长，、冷冲压加工中所用的模具一般比较复杂，生产周期长，成本较高；成本较高；2、冷冲压最适合批量较大的生产。对于单件、小批量生、冷冲压最适合批量较大的生产。对于单件、小批量生产，冷冲压工艺受到一定限制；产，冷冲压工艺受到一定限制；3、冲压适于批量生产，且大部分是手工操作，这样如果、冲压适于批量生产，且大部分是手工操作，这样如果不重视安全生产和缺乏必要的防护装置，就易发生事不重视安全生产和缺乏必要的防护装置，就易发生事故。故。1.1.3 冷冲压加工
4、及模具在现代制造业中的地位冷冲压加工及模具在现代制造业中的地位（1）在工业生产中的地位；）在工业生产中的地位；（2）降低成本）降低成本，提高产品竞争力的重要因素；，提高产品竞争力的重要因素；（3）模具工业年产值）模具工业年产值；（4）冲模在模具工业中的比例；）冲模在模具工业中的比例；（5）冷冲压与冲模在国内外生产中的重要地位。）冷冲压与冲模在国内外生产中的重要地位。1.1.4 冷冲压技术及模具的发展趋势冷冲压技术及模具的发展趋势（1）工艺分析计算方法现代化工艺分析计算方法现代化（2）模具设计与制造技术现代化模具设计与制造技术现代化（3）冲压生产机械化与自动化）冲压生产机械化与自动化（4）新的成
5、形工艺、数控冲压设备和冲压柔性制造技术）新的成形工艺、数控冲压设备和冲压柔性制造技术（5）不断改进板料的冲压性能不断改进板料的冲压性能 1.1.5 课程特点与学习方法课程特点与学习方法（1）以案例引出理论，以理论解决案例问题。）以案例引出理论，以理论解决案例问题。（2）注重应用，每一章均要求学生独立完成一大型作业。）注重应用，每一章均要求学生独立完成一大型作业。全课程完成全课程完成3项大型作业。项大型作业。（3）结合大型作业安排讨论课，让每位学生均讲解所做）结合大型作业安排讨论课，让每位学生均讲解所做大型作业的理念。大型作业的理念。（4）概念、定义、原则部分内容课外作业课内完成，以）概念、定义
6、、原则部分内容课外作业课内完成，以每次课中每次课中1015分钟的课堂练习取代。分钟的课堂练习取代。1.2 冷冲压基本工序及模具冷冲压基本工序及模具 一个冲压件常要经过多道冲压工序才能完成。其冲一个冲压件常要经过多道冲压工序才能完成。其冲压工序也是多样的，但大致可分为分离工序和塑性成形压工序也是多样的，但大致可分为分离工序和塑性成形工序两大类。工序两大类。（1）分离工序分离工序 指在冲压过程中，使冲压件与板料沿一定的轮廓线指在冲压过程中，使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。相互分离的工序。切断：指用凸、凹模（或上、下刀刃）将板料沿不封闭切断：指用凸、凹模（或上、下刀刃）将板料沿不封闭的轮
7、廓线断裂分离的一种冲裁工序。的轮廓线断裂分离的一种冲裁工序。落料落料：指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿封闭的轮廓指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿封闭的轮廓线将制件或毛坯与板料断裂分离的一种冲裁工序。线将制件或毛坯与板料断裂分离的一种冲裁工序。冲孔：指用凸、凹模（或上、下刀刃）在毛坯或板料冲孔：指用凸、凹模（或上、下刀刃）在毛坯或板料上，沿不封闭的轮廓线分离出废料得到带孔制件的一上，沿不封闭的轮廓线分离出废料得到带孔制件的一种冲裁工序。种冲裁工序。切口：指用凸、凹模（或上、下刀刃）从毛坯或半成切口：指用凸、凹模（或上、下刀刃）从毛坯或半成品制件的内外边缘上，沿不封闭的轮廓断开，而不完品制件的内外边缘
8、上，沿不封闭的轮廓断开，而不完全分离成两部分的一种冲裁工序。全分离成两部分的一种冲裁工序。切（修）边：指用凸、凹模（或上、下刀刃）从毛坯切（修）边：指用凸、凹模（或上、下刀刃）从毛坯或半成品制件的内外边缘上，沿一定的轮廓分离出废或半成品制件的内外边缘上，沿一定的轮廓分离出废料的一种冲裁工序。料的一种冲裁工序。a)b)剖切：指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿不封闭的轮剖切：指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿不封闭的轮廓将半成品制件切离为两个或数个制件的一种冲裁工廓将半成品制件切离为两个或数个制件的一种冲裁工序。序。整修：整修：指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿半成品制件指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿半成品制
9、件被冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料，以提高制件尺被冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料，以提高制件尺寸精度和降低冲裁截面粗糙度的一种冲裁工序。寸精度和降低冲裁截面粗糙度的一种冲裁工序。外缘整修内缘整修精密冲裁：指在冲裁的基础上，采取强力的齿圈压边精密冲裁：指在冲裁的基础上，采取强力的齿圈压边与反顶力、接近零的小间隙以及采用小圆角刃口等工与反顶力、接近零的小间隙以及采用小圆角刃口等工艺措施而实现板料塑性分离的冲压分离加工方法。艺措施而实现板料塑性分离的冲压分离加工方法。小间隙圆角刃口冲裁 负间隙冲裁 上、下冲裁 对向凹模冲裁 半精密冲裁挤压式冲裁 胀拉冲裁（2）塑性）塑性成形工序成形工序 指材料在不破
10、裂的条件下产生塑性变形，从而获得一指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求零件的工序。定形状、尺寸和精度要求零件的工序。塑性成形工序弯曲塑性成形工序弯曲压弯：指用弯曲模将板料（或丝料、杆件）或半成品沿弯压弯：指用弯曲模将板料（或丝料、杆件）或半成品沿弯曲线弯成一定角度和形状的一种冷冲压成形工序。曲线弯成一定角度和形状的一种冷冲压成形工序。卷边：指把板料半成品制件的端部弯曲成接近圆筒状的卷边：指把板料半成品制件的端部弯曲成接近圆筒状的一种冷冲压成形工序。一种冷冲压成形工序。扭曲：扭曲：给毛坯或半成品制件以一定扭矩，使其扭转成给毛坯或半成品制件以一定扭矩，使其扭转成一定
11、角度的制件或半成品制件的一种冷冲压成形工序。一定角度的制件或半成品制件的一种冷冲压成形工序。拉弯：指将板料两端夹紧，对板料进行弯曲并带有拉拉弯：指将板料两端夹紧，对板料进行弯曲并带有拉伸变形，从而获得曲率半径很大的零件的一种冷冲压伸变形，从而获得曲率半径很大的零件的一种冷冲压成形工序。成形工序。拉深：把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外拉深：把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外形更小而板厚没有明显变化的空心体的一种冷冲压成形更小而板厚没有明显变化的空心体的一种冷冲压成形工序。形工序。塑性成形工序拉深塑性成形工序拉深变薄拉深：凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把变薄拉深：凸、凹模之间间隙
12、小于空心毛坯壁厚，把空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的一种冷冲压成形工序。一种冷冲压成形工序。成形：使板料或半成品制件产生局部塑性变形，按凸成形：使板料或半成品制件产生局部塑性变形，按凸模与凹模的形状直接复制成形的一种冷冲压成形工序。模与凹模的形状直接复制成形的一种冷冲压成形工序。塑性成形工序成形塑性成形工序成形胀形：使半成品空心毛坯内部在双向拉应力作用下，胀形：使半成品空心毛坯内部在双向拉应力作用下，产生塑性变形，取得凸肚形制件的一种冷冲压成形工产生塑性变形，取得凸肚形制件的一种冷冲压成形工序。序。翻边：使毛坯或半成品制件的平面部分或
13、曲面部分的翻边：使毛坯或半成品制件的平面部分或曲面部分的边缘沿一定曲线翻起竖立直边的一种冷冲压成形工序。边缘沿一定曲线翻起竖立直边的一种冷冲压成形工序。缩口：使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸缩口：使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸缩小的一种冷冲压成形工序。缩小的一种冷冲压成形工序。扩口：使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸扩口：使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸扩大的一种冷冲压成形工序。扩大的一种冷冲压成形工序。整形：校正制件成准确的形状和尺寸的一种冷冲压成整形：校正制件成准确的形状和尺寸的一种冷冲压成形工序。形工序。校平：指将存在拱弯、翘曲的板料或平板工序件压平校平：
14、指将存在拱弯、翘曲的板料或平板工序件压平的一种冷冲压成形工序。的一种冷冲压成形工序。1.3 冲压模具的基本结构组成及类型冲压模具的基本结构组成及类型 模具基本结构分类模具基本结构分类冲模结构示意图1导柱 2导套 3上模座 4卸料螺钉 5模柄6止转销 7凸模固定 8垫板 9橡胶 10凸模11凹模 12、19螺钉 13挡料销 14卸料板上模部分上模部分下模部分下模部分正装式正装式 按冷冲压模具零部件的功用分为工艺结构零件和辅按冷冲压模具零部件的功用分为工艺结构零件和辅助结构零件。助结构零件。其它定位板、定位销凸模凹模凸凹模挡料销导正销导料板侧刃卸料板推件装置顶件装置压边圈弹簧、橡胶垫导柱导套导板导
15、筒上、下模座模柄凸、凹模固定板垫板限位器螺钉销钉键压料、卸料及出件零部件工作零件定位零件导向零件固定零件紧固及其它零件工艺构件辅助构件冷冲模零、部件1.4 1.4 常用冲压模具的类型常用冲压模具的类型 （1 1）单一冲压工序模）单一冲压工序模 在冲压的一次行程中完成一个冲压工序的冲模，称在冲压的一次行程中完成一个冲压工序的冲模，称为单工序模，也称为简单模。为单工序模，也称为简单模。导套、导柱落料模导套、导柱落料模冲孔模冲孔模弯曲模弯曲模拉深模拉深模（2）连续冲压模（级进模）连续冲压模（级进模）在条料的送进方向上，具有两个或两个以上工位，在条料的送进方向上，具有两个或两个以上工位，并在压力机一次
16、行程中，在不同的工位上完成两道或两并在压力机一次行程中，在不同的工位上完成两道或两道以上冲压工序的冲模，称为级进模。道以上冲压工序的冲模，称为级进模。电机转子多工位级进模电机转子多工位级进模常用级进模的结构类型常用级进模的结构类型 冲孔、落料 冲孔、切断 冲孔、弯曲、切断 连续拉深、落料 常用级进模的结构类型常用级进模的结构类型 冲孔、切断、弯曲 冲孔、翻边、落料 冲孔、翻边、落料 冲孔、压印、落料 常用级进模的结构类型常用级进模的结构类型 冲孔、切断 连续拉深、冲孔、落料（3 3）复合冲压模复合冲压模 只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成
17、两道或两道以上冲压工序的冲模，称为复合模。成两道或两道以上冲压工序的冲模，称为复合模。复合模有正装式和倒装式两种结构。复合模有正装式和倒装式两种结构。电机定子、转子复合模电机定子、转子复合模常用复合模的结构类型常用复合模的结构类型 落料、冲孔 冲孔、切边 切断、弯曲 落料、拉深、冲孔 常用复合模的结构类型常用复合模的结构类型 切断、弯曲、冲孔 落料、拉深、冲孔、翻边 落料、拉深 冲孔、翻边 常用复合模的结构类型常用复合模的结构类型 落料、拉深、切边 落料、胀形、冲孔 1.5 冷冲压材料冷冲压材料1.5.1 常用冲压材料常用冲压材料 冷冲压工艺适用于多种金属材料及非金属材料。一冷冲压工艺适用于多
18、种金属材料及非金属材料。一般说来，金属材料既适合于分离工序，也适合于塑性成般说来，金属材料既适合于分离工序，也适合于塑性成形工序；而非金属材料一般仅适合于分离工序。形工序；而非金属材料一般仅适合于分离工序。常用金属冲压材料以板料和带料为主，棒料一般仅常用金属冲压材料以板料和带料为主，棒料一般仅适用于挤压、切断、成形等工序。适用于挤压、切断、成形等工序。1.5.2 新型冲压材料新型冲压材料（1）高强度钢板）高强度钢板（2）表面处理钢板）表面处理钢板（3）叠层复合板）叠层复合板 1.5.3 模具零件材料的选用模具零件材料的选用（1）常用模具钢材）常用模具钢材（2）硬质合金）硬质合金（3）新型冷冲模
19、具钢）新型冷冲模具钢1.6 冲压设备冲压设备1.6.1 压力机的分类和型号压力机的分类和型号例如：例如：JA3I160A曲轴压力机型号的意义是：曲轴压力机型号的意义是：J第一类机械压力机第一类机械压力机A参数与基本型号不同的第一种变型参数与基本型号不同的第一种变型3第三列第三列1第一组第一组160公称吨位为公称吨位为160t A结构和性能对原形作了第一次改进结构和性能对原形作了第一次改进类型名称类型名称拼音代号拼音代号类型名称类型名称拼音代号拼音代号类型名称类型名称拼音代号拼音代号机械压力机机械压力机J锤锤C弯曲校正机弯曲校正机W液压压力机液压压力机Y锻锻 机机D其其 他他T自动压力机自动压力
20、机Z剪剪 切切 机机Q1.6.2 压力机的特点与选用压力机的特点与选用（1）设备类型的选择）设备类型的选择1）根据冲压件大小选择）根据冲压件大小选择 2）根据冲压件的生产批量选择）根据冲压件的生产批量选择 3）考虑设备的精度与刚度）考虑设备的精度与刚度 4）考虑生产现场的实际可能）考虑生产现场的实际可能 5）考虑技术上的先进性）考虑技术上的先进性 零件大小零件大小选用类型选用类型特点特点适用工序适用工序小型或小型或中小型中小型开式机械开式机械压力机压力机有一定的精度和刚度；有一定的精度和刚度；操作方便，价格低廉操作方便，价格低廉分离及成形分离及成形（深度浅的成形件）（深度浅的成形件）大中型大中
21、型闭式机械闭式机械压力机压力机精度与刚度更高；精度与刚度更高；结构紧凑，工作平稳结构紧凑，工作平稳分离、成形分离、成形（深度浅的成形件及复合工序）（深度浅的成形件及复合工序）冲压件批量冲压件批量设备类型设备类型特点特点适用工序适用工序小批量小批量薄板薄板通用机械压力机通用机械压力机速度快、生产效率高、质量较稳定速度快、生产效率高、质量较稳定各种工序各种工序厚板厚板液压机液压机行程不固定，不会因超载而损坏设备行程不固定，不会因超载而损坏设备拉深、胀形、弯曲等拉深、胀形、弯曲等大中批量大中批量高速压力机高速压力机多工位自动压力机多工位自动压力机高效率，消除了半成品堆储等问题高效率，消除了半成品堆储
22、等问题冲裁各种工序冲裁各种工序（2）设备规格的选择）设备规格的选择 设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、模具尺设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、模具尺寸及工艺变形力等进行。选择设备规格时主要应考虑以寸及工艺变形力等进行。选择设备规格时主要应考虑以下几方面：下几方面：1）行程）行程：保证坯料的方便放进与零件的方便取出：保证坯料的方便放进与零件的方便取出2）装配模具装配模具的相关尺寸的相关尺寸 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸，还压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸，还应有模具安装与固定的余地；工作台面中间孔的尺寸要应有模具安装与固定的余地；工作台面中间孔的尺寸要保证漏料或顺利安
23、装模具顶出料装置；模具上模柄尺寸保证漏料或顺利安装模具顶出料装置；模具上模柄尺寸应与压力机滑块上模柄孔尺寸一致。应与压力机滑块上模柄孔尺寸一致。3）模具的闭合高度与压力机闭合高度：）模具的闭合高度与压力机闭合高度：Hmax-5(mm)H+hHmin+10(mm)4）设备吨位：设备的名义压力要大于所需的变形力，）设备吨位：设备的名义压力要大于所需的变形力，而且，还要有一定的力量储备，一般为而且，还要有一定的力量储备，一般为1.3Fmax。2.1 典型案例典型案例2.2 冲裁工艺与模具的设计程序冲裁工艺与模具的设计程序 2.3 冲裁工艺性分析冲裁工艺性分析2.4 冲裁工艺过程冲裁工艺过程2.5 排
24、样排样2.6 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算2.7 定位与卸料出料定位与卸料出料 2.8 凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计2.9 冲裁模总体设计冲裁模总体设计2.1 2.1 典型案例典型案例（1 1）垫圈）垫圈 垫圈是标准化的零件，具有通用性和互换性，材垫圈是标准化的零件，具有通用性和互换性，材料一般为普通碳素钢（如料一般为普通碳素钢（如Q215Q215），属于大批量生产），属于大批量生产。t=1mm（2 2）电机转子与电机定子）电机转子与电机定子 要求其具有较好的形状一致性，不存在（或存在要求其具有较好的形状一致性，不存在（或存在较小的）毛刺，材料一般为电工硅钢（如较小的）毛刺，材料一
25、般为电工硅钢（如D31），属），属于大批量生产。于大批量生产。（3 3）录音机机芯自停杆录音机机芯自停杆 材料一般为优质碳素结构钢（如材料一般为优质碳素结构钢（如10F），属于成批），属于成批生产。生产。2.2冲裁工艺与模具的设计程序冲裁工艺与模具的设计程序 冲裁模设计的总原则：冲裁模设计的总原则：在满足制件尺寸精度和在满足制件尺寸精度和形状精度的前提下力求使模形状精度的前提下力求使模具结构简单、操作方便、材具结构简单、操作方便、材料消耗少、制件成本低。料消耗少、制件成本低。审图冲裁工艺性分析冲裁工艺方案制定排样刃口尺寸计算冲压力及压力中心计算凸、凹模结构设计总体结构设计冲压设备选择冲裁模装配
26、图绘制非标零件图绘制冲裁模设计程序示意图（1）审图）审图 审阅制件图的正确性和完整性，包括：投影关系、审阅制件图的正确性和完整性，包括：投影关系、尺寸标注、公差、技术要求、材料等标注。尺寸标注、公差、技术要求、材料等标注。材料：D31（2）冲裁工艺性分析）冲裁工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件结构、形状、尺寸和材冲裁件的工艺性是指冲裁件结构、形状、尺寸和材料等对冲裁工艺的适应性。料等对冲裁工艺的适应性。（3）冲裁工艺方案制定）冲裁工艺方案制定 依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺量和各种冲裁工
27、艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺方案。方案。单工序工艺方案复合工艺方案连续工艺方案（4）排样）排样 依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提下，依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提下，采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。冲压件排样实物（5）刃口尺寸计算）刃口尺寸计算（6）冲压力及）冲压力及冲压设备选择冲压设备选择（7）压力中心计算压力中心计算（8）凸、凹模结构设计）凸、凹模结构设计 在设计中应尽可能采用标准冷冲模具结构尺寸。在设计中应尽可能采用标准冷冲模具结构尺寸。hhh23（9）总体结构设计）总体结构设计d123456789101
28、11213141516模具闭合高度HH最大-5H模H最小+102t2）冲裁件的）冲裁件的孔与边缘间、孔与孔之间的距离孔与边缘间、孔与孔之间的距离b1、b2不不能太小能太小。最小孔边距离1.5t一般取b11.5t，b22t3）冲裁件的外形或内孔的转角处，应避免有锐角的）冲裁件的外形或内孔的转角处，应避免有锐角的清角，应采用圆弧过渡。清角，应采用圆弧过渡。4）冲孔的尺寸不能太小。）冲孔的尺寸不能太小。（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普通冲裁件普通冲裁件1）尺寸精度一般在）尺寸精度一般在IT10IT11级以下级以下2）粗糙度低于）粗糙度低于Ra=6.3m3）冲孔精度比落料精度
29、高一级）冲孔精度比落料精度高一级（3）冲裁材料）冲裁材料选材原则：选材原则：1）取决于零件的要求）取决于零件的要求2）“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”3）采用国家标准规格材料）采用国家标准规格材料（4）典型案例分析）典型案例分析1）垫圈：）垫圈：无悬臂狭槽，孔边距较大，无尖锐转角，孔径较大；无悬臂狭槽，孔边距较大，无尖锐转角，孔径较大；制件尺寸精度较低，无粗糙度要求；制件尺寸精度较低，无粗糙度要求；材料为普通碳素钢，冲裁性能较好，但容易产生毛刺。材料为普通碳素钢，冲裁性能较好，但容易产生毛刺。2）电机转子：）电机转子：制件结构复杂，形状对称，无悬臂狭槽，
30、孔边距较大；制件结构复杂，形状对称，无悬臂狭槽，孔边距较大；转子轴孔转子轴孔10的公差为的公差为0.027mm（IT8级）；级）；外圆外圆47.2的公差为的公差为0.05mm（IT9级）；级）；毛刺高度应小于毛刺高度应小于0.05mm；材料为电工硅钢，材料具有一定的脆性。材料为电工硅钢，材料具有一定的脆性。90转角90的转角处 3）电机定子：）电机定子：分析同电机转子分析同电机转子电机定子外形R3圆弧处锐角4）录音机机芯暂停杆展开件：）录音机机芯暂停杆展开件：制件结构复杂，形状不对称；制件结构复杂，形状不对称；制件制件A部为一悬臂（部为一悬臂（1.48.65）；）；孔边距较小；孔边距较小；制件
31、转角未注半径为制件转角未注半径为0.3mm。录音机机芯转录杆展开件 2.4 冲裁工艺过程冲裁工艺过程2.4.1 垫圈冲裁工艺方案制定垫圈冲裁工艺方案制定单一工序复合工序级进工序2.4.2 电机转子冲裁工艺方案制定电机转子冲裁工艺方案制定 a）b）c）单一工序a）落47.2mm外圆 b）冲10mm孔和定向槽口R0.3mm c）冲12个槽口复合工序级进工序2.4.3 电机定子冲裁工艺方案制定电机定子冲裁工艺方案制定（1）冲裁工艺方案）冲裁工艺方案 a）b）c）单一工序a）落外形 b）冲两个腰形孔和4个4mm孔 c）冲48.2mm孔和2个5mm孔复合工序 落料式级进工序切废式级进工序2.4.4 录音
32、机机芯暂停杆展开件冲裁工艺方案制定录音机机芯暂停杆展开件冲裁工艺方案制定切废式级进工序2.5 排样排样2.5.1 冲裁排样冲裁排样排样：指制件在板料或条料排上的布置方法。排样：指制件在板料或条料排上的布置方法。冲裁排样从废料的角度来分，可分为有废料排样、冲裁排样从废料的角度来分，可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。少废料排样和无废料排样三种。a)有废料排样 b)少废料排样 c)无废料排样 冲裁排样按制件在材料上的排列形式来分，可分为冲裁排样按制件在材料上的排列形式来分，可分为直排法、斜排法、对排法、混合排法、多排法和冲裁搭直排法、斜排法、对排法、混合排法、多排法和冲裁搭边法等多种形式
33、。边法等多种形式。1 1）直排：适用于方形、矩形零件。）直排：适用于方形、矩形零件。2 2）斜排：适用于椭圆形、）斜排：适用于椭圆形、T形、形、形、形、S形零件。形零件。3 3）直对排：适用于梯形、三角形、半圆形、）直对排：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、形、形、形、形零件。形零件。4）斜对排：适用于椭圆形、）斜对排：适用于椭圆形、T形、形、形、形、S形零件。形零件。6 6）多行排：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角）多行排：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形零件。形、方形、矩形零件。7 7）交叉排：适用于）交叉排：适用于C形、形、形、形、形形等零件。等零件。5）组合排
34、：适用于材料与厚度相同的两种以上）组合排：适用于材料与厚度相同的两种以上零件零件。8）裁搭边法）裁搭边法整裁法：适用于尺寸较小且形状较简整裁法：适用于尺寸较小且形状较简单的单的细长零细长零件。件。9）裁搭边法裁搭边法分次裁切法：适用于尺寸较小且形状分次裁切法：适用于尺寸较小且形状较复杂的细长零件。较复杂的细长零件。典型案例冲裁排样分析典型案例冲裁排样分析 垫圈垫圈电机转子电机转子电机定子电机定子电机转子与电机定子套排（级进工序）电机转子与电机定子套排（级进工序）录音机机芯暂停杆展开件录音机机芯暂停杆展开件 录音机机芯暂停杆展开件录音机机芯暂停杆展开件 2.5.2 搭边值的确定搭边值的确定搭边：
35、指排样时制件与制件之间、制件与条（板）料边搭边：指排样时制件与制件之间、制件与条（板）料边缘之间的余料。缘之间的余料。搭边的作用搭边的作用1）搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；）搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；2）保证条料具有一定的刚性，便于送料；）保证条料具有一定的刚性，便于送料；3）起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。）起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。（1）普通冲裁）普通冲裁 搭边值的选取。（见表搭边值的选取。（见表2-10表表2-12）（2）多工序连续冲压）多工序连续冲压1）切断工序中其搭边值的选取：主要指制件与制件之间）切断工序中其搭边值的选取
36、：主要指制件与制件之间被切除的废料的宽度。（表被切除的废料的宽度。（表2-13）aa1aBCBRBCCBSW2）切口工序中工艺废料值的确定：设计时可参照切断加）切口工序中工艺废料值的确定：设计时可参照切断加工工艺废料标准值。工工艺废料标准值。3）材料侧面切口值的确定：）材料侧面切口值的确定：一般取侧刃长度等于进距一般取侧刃长度等于进距L，然后根据料厚，然后根据料厚t与侧刃切与侧刃切进长度进长度L（或料宽（或料宽B）求出切边宽度）求出切边宽度F。挡块进距L侧压装置进料BFB导尺侧刃切口值 侧刃切边长L(或料宽B)L:50mm以上L:2050mmL:1020mmL:10mm以下0123451.02
37、.03.04.05.06.0切边宽度F/mm料厚t/mm（3）典型案例冲裁搭边值确定）典型案例冲裁搭边值确定1）垫圈冲裁搭边值确定）垫圈冲裁搭边值确定 料厚为料厚为1mm，由表，由表2-10可查得，可查得，工件间搭边值工件间搭边值a1=0.8mm，沿边搭边值，沿边搭边值a=1.0mm。2）电机转子和电机定子冲裁搭边值确定）电机转子和电机定子冲裁搭边值确定 料厚为料厚为0.35mm，由表，由表2-10可查得，可查得，工件间搭边值工件间搭边值a1=1.2mm，沿边搭边值，沿边搭边值a=1.5mm。3）录音机机芯暂停杆展开件冲裁搭边值确定）录音机机芯暂停杆展开件冲裁搭边值确定 料厚为料厚为0.8mm
38、，由表，由表2-10可查得，可查得，工件间搭边值工件间搭边值a1=1.5mm，沿边搭边值，沿边搭边值a=1.8mm。案例排样图案例排样图 垫圈（单排）垫圈（单排）级进工序 复合工序 级进工序 复合工序垫圈（多排）垫圈（多排）电机转子（单排）电机转子（单排）级进工序 复合工序电机转子（多排）电机转子（多排）级进工序 复合工序电机定子（单排）电机定子（单排）复合工序电机定子（单排）电机定子（单排）级进工序 电机定子（多排）电机定子（多排）级进工序 复合工序电机转子与电机定子套排（级进工序）电机转子与电机定子套排（级进工序）录音机机芯暂停杆展开件（直排）录音机机芯暂停杆展开件（直排）录音机机芯暂停杆
39、展开件（直对排）录音机机芯暂停杆展开件（直对排）录音机机芯暂停杆展开件（斜排）录音机机芯暂停杆展开件（斜排）2.5.3 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：L制件垂直于送料方向的基本尺寸；条料的宽度公差（见表216）；b侧面搭边值；C送料保证间隙：B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。123AAA-A送料方向簧片压块式侧压 1簧片 2压块 3基准导料板 3）采用采用侧刃侧刃：B=(L+1.5b+nF)式中：L制件垂直于送料方向的
40、基本尺寸；n侧刃数；F侧刃裁切宽度；条料的宽度公差；b侧面搭边值。（2）材料利用率的计算）材料利用率的计算 一般常用的计算方法是：一个进距内的实际面积与一般常用的计算方法是：一个进距内的实际面积与所需板料面积之比的百分率，一般用所需板料面积之比的百分率，一般用表示：表示：式中：A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离（mm）；B条料宽度（mm）；S一个进距内之间的实际面积（mm）；S0 一个进距内所需毛坯面积（mm）。（3）典型案例冲裁材料利用率计算（见表）典型案例冲裁材料利用率计算（见表2-17）%100%1000BASSS2.6 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算2.6.1 冲裁间
41、隙冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模凸模与凹模刃口间缝隙的距离。冲裁间隙是指冲裁模凸模与凹模刃口间缝隙的距离。Z=Dp-Dd式中 Z冲裁间隙（mm）；Dd凹模刃口尺寸（mm）；Dp凸模刃口尺寸（mm）。（1）间隙对冲裁件断面质量的影响）间隙对冲裁件断面质量的影响间隙过小间隙适合间隙过大（2）冲裁间隙对冲裁件尺寸精度的影响）冲裁间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸偏差主要是由两个方面造成的：一是冲裁件的尺寸偏差主要是由两个方面造成的：一是冲模的制造偏差，二是冲裁件实际尺寸与冲模刃口尺寸冲模的制造偏差，二是冲裁件实际尺寸与冲模刃口尺寸之间的偏差。之间的偏差。Z（t%）Z（t%）平行纤维方向 垂直纤维
42、方向a）b）间隙对冲裁件尺寸精度的影响a）落料 b）冲孔 间隙越小，冲裁力就越大；反之，间隙越大，冲裁间隙越小，冲裁力就越大；反之，间隙越大，冲裁力就小。力就小。间隙越小，卸料力和推料力随之增加；间隙越大，间隙越小，卸料力和推料力随之增加；间隙越大，卸料力和推料力随之减小。卸料力和推料力随之减小。（3）冲裁间隙对冲裁力、卸料力、推料力、顶料力的影响）冲裁间隙对冲裁力、卸料力、推料力、顶料力的影响（4 4）冲裁间隙对冲模寿命的影响）冲裁间隙对冲模寿命的影响F1P1F2P2凸、凹模刃口磨损情况 较小的间隙可提高模具的使用寿命。过小的间隙对较小的间隙可提高模具的使用寿命。过小的间隙对模具的寿命极为不
43、利。模具的寿命极为不利。（5）合理间隙值的确定）合理间隙值的确定 合理间隙是一个范围值，其上限为最大合理间隙，合理间隙是一个范围值，其上限为最大合理间隙，其下限为最小合理间隙。其下限为最小合理间隙。在具体设计冲裁时，根据零件在生产中的具体要求在具体设计冲裁时，根据零件在生产中的具体要求可按下列原则进行选取：可按下列原则进行选取：当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，一般采用较大的间隙值。求时，一般采用较大的间隙值。当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙值。求时
44、，应选择较小的间隙值。在设计冲裁模刃口尺寸时，应按最小间隙值来计算刃在设计冲裁模刃口尺寸时，应按最小间隙值来计算刃口尺寸。口尺寸。确定合理间隙的方法通常有理论分析法、经验确定确定合理间隙的方法通常有理论分析法、经验确定法及查表法。法及查表法。（6）典型案例冲裁间隙的确定）典型案例冲裁间隙的确定1）垫圈冲裁间隙）垫圈冲裁间隙 垫圈零件对冲裁断面质量无要求，一般为垫圈零件对冲裁断面质量无要求，一般为类断类断面，由表面，由表2-18可查得可查得Zmax40%t，即，即Zmax0.4mm。2）电机转子和电机定子的冲裁间隙）电机转子和电机定子的冲裁间隙 电机转子和电机定子对冲裁断面质量要求较高，一电机转
45、子和电机定子对冲裁断面质量要求较高，一般为般为类断面，由表类断面，由表2-18可查得可查得Z=（14%18%）t，即，即Z=0.0490.063mm。3）录音机机芯暂停杆展开件冲裁间隙）录音机机芯暂停杆展开件冲裁间隙 录音机机芯暂停杆对冲裁断面质量要求较高，一般录音机机芯暂停杆对冲裁断面质量要求较高，一般为为类断面，由表类断面，由表2-18可查得可查得Z=（14%18%）t，即，即Z=0.1120.144mm。2.6.2 凸、凹模刃口尺寸计算的原则凸、凹模刃口尺寸计算的原则 落料尺寸取决于凹模尺寸，冲孔尺寸取决于凸模尺寸。落料尺寸取决于凹模尺寸，冲孔尺寸取决于凸模尺寸。根据磨损规律，设计落料模
46、时，凹模基本尺寸应取制根据磨损规律，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；设计冲孔模时，凸模件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取制件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。基本尺寸则应取制件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。冲裁间隙一般采用最小合理间隙值。冲裁间隙一般采用最小合理间隙值。刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体内部。内部。Dpp/2Dmax/2Zmin/2DddpZmin/2dminddd/2p/2d/2/2凸、凹模刃口尺寸计算关系2.6.3 凸、凹模刃口尺寸的计算方法凸、凹模刃口尺寸的计算方法 冲
47、裁模加工方法的不同，其刃口尺寸的计算方法也冲裁模加工方法的不同，其刃口尺寸的计算方法也不同。冲裁模的加工方法分为互换加工法和配做加工法不同。冲裁模的加工方法分为互换加工法和配做加工法两种。两种。（1）凸、凹模凸、凹模互换加工时，凸、凹模刃口尺寸的计算互换加工时，凸、凹模刃口尺寸的计算 适用于圆形等简单形状的冲裁件，设计时需在图纸适用于圆形等简单形状的冲裁件，设计时需在图纸分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。为了保证冲分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。为了保证冲裁间隙在合理范围内，需满足下列关系式：裁间隙在合理范围内，需满足下列关系式：或取：或取：d=0.6(Zmax-Zmin)p=0.4
48、(Zmax-Zmin)minmaxZZdp1)落料落料max0ddDDx 0min0maxminpppdDDZDxZ 0minppddx min0minmin0dddpddZdxZ 3)孔心距孔心距Ld=(Lmin+0.5)0.125 2)冲孔冲孔（2）凸、凹模配合加工时，凸凹模刃口尺寸的计算）凸、凹模配合加工时，凸凹模刃口尺寸的计算 配合加工方法，是先按照工件尺寸计算出基准件凸配合加工方法，是先按照工件尺寸计算出基准件凸模（或凹模）的公称尺寸及公差尺寸，然后配做另一个模（或凹模）的公称尺寸及公差尺寸，然后配做另一个相配件凹模（或凸模）。相配件凹模（或凸模）。设计时，只要把基准件的刃口尺寸及制
49、造公差详细设计时，只要把基准件的刃口尺寸及制造公差详细注明，而另外一个相配件只需在图纸上注明：凸（凹）注明，而另外一个相配件只需在图纸上注明：凸（凹）模刃口尺寸按凹（凸）模的实际尺寸配制。保证双面间模刃口尺寸按凹（凸）模的实际尺寸配制。保证双面间隙隙Z即可。即可。刃口尺寸计算方法刃口尺寸计算方法 1）落料模刃口尺寸计算）落料模刃口尺寸计算 以凹模为基准件，配制凸模，由于工件比较复杂，以凹模为基准件，配制凸模，由于工件比较复杂，故凹模磨损后刃口尺寸有变大、变小和不变三种情况。故凹模磨损后刃口尺寸有变大、变小和不变三种情况。C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B
50、1B2A3C1A1A2a）b）c）工件和凸、凹模尺寸a）工件尺寸 b）落料凹模尺寸 c）冲孔凸模尺寸 模具磨损后刃口尺寸变大的，如图中尺寸模具磨损后刃口尺寸变大的，如图中尺寸A1、A2、A3，计算时应使其具有最小极限尺寸。其基准件尺寸为：计算时应使其具有最小极限尺寸。其基准件尺寸为：模具磨损后刃口尺寸变小的，如图中尺寸模具磨损后刃口尺寸变小的，如图中尺寸B1、B2，计，计算时应使其具有最大极限尺寸。其基准件尺寸为：算时应使其具有最大极限尺寸。其基准件尺寸为：模具磨损后刃口尺寸大小不变化的，如图中尺寸模具磨损后刃口尺寸大小不变化的，如图中尺寸C1、C2、C3，计算时按凹模孔距公式进行。其基准件尺
