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1、冲压全册配套完整教学课件 模具设计与制造专业主干专业课程 秦松祥 学习本课程要解决什么问题学习本课程要解决什么问题 请看一幅某型全封闭制冷压缩机的壳体图（下图），要制成这样一请看一幅某型全封闭制冷压缩机的壳体图（下图），要制成这样一 种零件，用什么工艺方法来完成呢？种零件，用什么工艺方法来完成呢？ 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 内容简介：内容简介： 本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。 涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压 设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲 压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类、性能、选用原 则及热处理方法；模具制造特

2、点、模具零件加工方法及应用 等 。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 学习目的与要求：学习目的与要求： 1掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2认识常见冲压设备，掌握选用原则； 3掌握屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条 件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻 力定律等冲压成形基本规律； 4了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料； 5了解常见模具材料，掌握选用原则； 6认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规 律及应用、冲压成形性能与

3、机械性能关系、常见模具材料及 选用、常用模具零件加工方法及应用。 重点：重点： 难点：难点： 冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系、模 具零件加工方法及应用。 第一节 冲压变形理论基础 塑性塑性： 表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发 生永久变形而不破坏其完整性能力。 一、塑性变形的基本概念 塑性指标塑性指标： 衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率 和断 面收缩率 。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 %100 %100 0 0 0 0 F FF L LL k k 变形变形： 弹性变形、塑性变形。 第一节 冲压变形理论基础 金属受外力作用产生塑

4、性变形后不仅形状和尺寸发生变化， 而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化加工硬化 或应变刚应变刚现象： 二、塑性变形对金属组织和性能的影响 金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐 增加，而塑性和韧性逐渐降低； 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向 异性； 由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残 余应力保留在材料内部。 第一节 冲压变形理论基础 1点的应力与应变状态 为了全面、完整地描述变形区内各点的受力和变形情况 。 三、塑性力学基础 应力正应力、剪应力 第一章 冲压模具设计与制造基

5、础冲压模具设计与制造基础 主应力状态 类似有应变状态的概念。一般认为金属材料在塑性变形时体积 不变， 因此主应变状态图只有三种。 应力状态通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓 单元体），用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来 表示。已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可 求得。 塑性变形可能出现九种主应力状态。 第一节 冲压变形理论基础 2金属的屈服条件 三、塑性力学基础（续） 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 屈服塑性状态，主要取决于两方面的因素： （1）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理 机械性质转变的根据根据； （2）材料

6、所处的应力状态转变的条件条件。 单向应力状态： = S 一般应力状态： 1-3= S 第一节 冲压变形理论基础 3金属塑性变形时的应力应变关系 三、塑性力学基础（续） 弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性线性的、可逆可逆的， 与加载历史无关无关； 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性非线性的、 不可逆不可逆的，与加载历史有关有关。 13 13 32 32 21 21 应力与应变的全量理论表达式： 第一节 冲压变形理论基础 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 （1）应力分量与应变分量符号不一定一致， 即拉

7、应力不一定 对应拉应变，压应力不一定对应压应变； （2）某方向应力为零其应变不一定为零； （3）在任何一种应力状态下，应力分量的大小与应变分量的大 小次序是相对应的，即123，则有123。 （4）若有两个应力分量相等， 则对应的应变分量也相等，即 若12，则有12。 几点讨论结论 3金属塑性变形时的应力应变关系（续） 三、塑性力学基础（续） 第一节 冲压变形理论基础 1硬化规律 四、金属塑性变形的一些基本规律 加工硬化： 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 硬化曲线： =A n 塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。 实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。 这种变

8、化规律可近似用指数曲线表示。 第一节 冲压变形理论基础 2卸载弹性恢复规律和反载软化现象 四、金属塑性变形的一些基本规律（续） 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 反载软化曲线 第一节 冲压变形理论基础 3体积不变条件 四、金属塑性变形的一些基本规律（续） 金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足： 1 +2 + 3 = 0 第一节 冲压变形理论基础 4最小阻力定律 四、金属塑性变形的一些基本规律（续） 在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当

9、金 属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发 展。这就是塑性变形中的最小阻力定律最小阻力定律。 弱区先变形，变形区为弱区 第一节 冲压变形理论基础 4最小阻力定律（续） 四、金属塑性变形的一些基本规律（续） 控制变形的趋向性： 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 措施： （1）材料本身的特性 开流开流 和 限流限流 冲压工序的性质 （2）板料的应力状态 工艺参数 模具结构参数（如凸模、凹模工作 部分的圆角半径，摩擦和间隙等。 第一节 冲压变形理

10、论基础 1冲压成形性能 五、冲压材料及其冲压成形性能 材料的冲压成形性能： 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 材料的冲压性能好 成形极限高 成形质量好 便于冲压加工 冲压成形性能是一个综合性的概念 成形极限高 成形质量好 材料对各种冲压加工方法的适应能力。 冲压加工的依据。 第一节 冲压变形理论基础 2冲压成形性能的试验方法 五、冲压材料及其冲压成形性能（续） 间接试验和直接试验 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 3板料的机械性能与冲压成形性能的关系 板料的强度强度指标越高，产生相同变形量的力力就越大； 塑性塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形

11、量变形量就越大； 刚度刚度指标越高， 成形时抵抗抵抗失稳起皱的能力就越大。 不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。 第一节 冲压变形理论基础 4冲压材料 五、冲压材料及其冲压成形性能（续） （1）对冲压材料的要求 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 b对材料厚度公差的要求 c对表面质量的要求 a对冲压成形性能的要求 （2）常用冲压材料 黑色金属、有色金属、非金属材料 第二节 冲压成形技术概述 冲压冲压： 一、冲压与冲模概念 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 1.基本概念 冲 压 生 产 场 景 室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。 第

12、一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 加工对象：主要金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具 第二节 冲压成形技术概述 一、冲压与冲模概念 1.基本概念（续） 冲压模具：冲压模具： 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品） 的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第二节 冲压成形技术概述 一、冲压与冲模概念 1.基本概念（续） 合理的冲压工艺 先进的模具 高效的冲压设备 冲 压 生 产 的 三 要 素 三 要 素 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与

13、制造基础 特别强调：冲压模具重要性冲压模具重要性 冲模一种特殊特殊工艺装备。 冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用 性。 冲模是冲压生产必不可少必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、 效益和新产品的开发能力。 冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了 冲模是技术密集、高附加值技术密集、高附加值型产品。 第二节 冲压成形技术概述 一、冲压与冲模概念 1.基本概念（续） 2冲压成形加工特点 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 低低耗耗、高效高效、低低成本成本 “一模一样一模一样”、质量稳定质量稳定、高一致性高一致性 可加工薄壁薄壁、复杂复杂零件 板材有良好的

14、冲压成形性能良好的冲压成形性能 模具成本高模具成本高 所以，冲压成形适宜批量批量生产生产。 第二节 冲压成形技术概述 一、冲压与冲模概念 冲压加工是制造业中最常用最常用的一种材料成形加工方法。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲压成形产品示例一日常用品 2冲压成形加工特点（续） 第二节 冲压成形技术概述 一、冲压与冲模概念 冲压成形产品示例二高科技产品 二、冲压工序的分类 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 根据材料的变形特点分： 第二节 冲压成形技术概述 分离工序分离工序： 分离工序、成形工序 冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限 b， 使材料发

15、生断裂而产生分离，从而成形零件。分离 工序主要有剪裁和冲裁等。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 成形工序成形工序： 冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限 s， 但未达到强度极限 b，使材料产生塑性变形，从而 成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 二、冲压工序的分类（续） 第二节 冲压成形技术概述 1.冲模的分类 三、冲模 冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 （2）根据工序组合程度分类： 单工序模、复合模、级进模 第二节 冲压成形技术概述 （1）根据工艺性质分类： 2.冲模组成零件 第一章 冲压模具设计与制造

16、基础冲压模具设计与制造基础 冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类： 结构零件结构零件： 工艺零件工艺零件： 三、冲模（续） 第二节 冲压成形技术概述 直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触， 包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接 触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模 具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、 标准件及其它零件等. 冲压产品生产流程： 四、冲模设计与制造的要求 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第二节 冲压成形技术概述 （冲压）产品设计 冲压成形工艺设计 冲压模具设计 冲模制造

17、冲压产品生产 相互影响 相互关联 冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计冲压工艺设计、模具设计模具设计与模具模具 制造制造三大基本工作。 冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。 冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。 冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通 过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模 具实体。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 四、冲模设计与制造的要求（续） 第二节 冲压成形技术概述 冲模设计与制造必须有系统观点系统观点，必须考虑企业实际情况 和产品生产批量，在保证产品质量的前提下，寻求最佳的技术技术 经济性经济性。 片面追求生产效率、模具精

18、度和使用寿命必然导致成本的 增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿 命必然导致质量的下降。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 四、冲模设计与制造的要求（续） 第二节 冲压成形技术概述 (1)按驱动滑块机构种类分为曲柄式和磨擦式。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 (2)按滑块个数分为单动和双动。 1机械压力机(以Jxx表示其型号) 第二节冲压成形技术概述 五、常见冲压设备 (3)按床身结构分为开式(C型床身)和闭式(型床身)。 (4)按自动化程度分为普通压力机和高速压力机。 2.液压机(以Yxx表示其型号) 分为油压机和水压机两种。 常用

19、冲压设备的工作原理和特点见下表 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 常用冲压设备的工作原理和特点 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 常用冲压设备的工作原理和特点 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 常用冲压设备的工作原理和特点 (1)中、小型冲压件：选用开式机械压力机 (2)大、中型冲压件：选用双柱闭式压力机 (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)大量生产的冲压件：选用高速压力机或多工位自动压力机 (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)大型、形状复杂

20、的拉深件：选用双动或三动压力机 (8)小批量生产中的大型厚板件的成形工序：多采用液压压力机 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 1压力机类型的选择 第二节 冲压成形技术概述 六、冲压设备的选用 (1)公称压力 (2)滑块行程长度 (3)行程次数 (4)工作台面尺寸 (5)滑块模柄孔尺寸 (6)闭合高度 (7)电动机功率的选择 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 2压力机规格的选择 第二节 冲压成形技术概述 六、冲压设备的选用（续） 1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：冲压基础理论与成形工艺落后； 模具标准化程度低； 模具设计方法和手段、模

21、具制造工艺及设备落后； 模具专业化水平低。 所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期寿命、效率、加工精度、生产周期 等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。 七、冲压技术现状与发展方向 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第二节 冲压成形技术概述 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 2.冲压技术发展方向 产品市场变化： 技术发展： 牵引 推动 冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规 机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数 控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。 七、冲压技术现状

22、与发展方向（续） 第二节 冲压成形技术概述 多品种、少批量，更新换代速度快 计算机技术、制造新技术 (1)冲压成形理论及冲压工艺 加强理论研究，开展CAE技术应用。 开发和应用冲压新工艺。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、 S(Service)、E(Environment)的要求。 七、冲压技术现状与发展方向（续） 第二节 冲压成形技术概述 2.冲压技术发展方向 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 (2)模具先进制造工艺及设备 七、冲压技术现状与发展方向（续） 第二节 冲压成形技术概述

23、 2.冲压技术发展方向（续） 数控化、高速化、复合化加工技术 先进特种加工技术 精密磨削、微细加工技术 先进工艺装备技术 数控测量 效率和质量效率和质量是制造业的永恒主题。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 (3)模具新材料及热、表处理 提高使用性能,改善加工性能 ，提高寿命。 (4)模具CAD/CAM技术 二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。 模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。 (5)快速经济制模技术 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批 量试制。 (6)先进生产管理模式 并行工程思想、标准化、专业化生产。 七、冲压技术现状与发展方向（

24、续） 第二节 冲压成形技术概述 2.冲压技术发展方向（续） 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 模具工业是国民经济的基础工业基础工业，是高技术行业高技术行业。模 具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造 水平高低的重要标志之一。 模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德 国被称为“金属加工业中的帝王”。 模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。 七、冲压技术现状与发展方向（续） 第二节 冲压成形技术概述 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 我国模具工业发展十分迅速，19962002年间，模具 产值年平均增速在14%左右。 由上可见，模具技术

25、是先进制造技术的重要代表，模 具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业 又是高新技术产业化的重要领域。 七、冲压技术现状与发展方向（续） 第二节 冲压成形技术概述 第三节 常用模具材料与选用 不同冲压方法，其模具类型不同，模具工作条件有差异， 对模具材料的要求也有所不同。 冲模工作零件主要长期承受冲击和摩擦等。表1.4.1是不同 模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求。 一、冲压对模具材料的要求 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第三节 常用模具材料与选用 二、冲模材料的选用原则 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 1.根据模具种类及其工作条件

26、，选用材料要满足使用要求，应 具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等； 2.根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料； 3.满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工， 淬透性好、热处理变形小； 4.满足经济性要求。 第三节 常用模具材料与选用 冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、 硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧 树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用 的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金 工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬 质合金等（可参见GB/T6991999、GB/T12981986、 GB

27、/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981、 JB/T58271991等）。 三、冲模常见材料及热处理要求 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第三节 常用模具材料与选用 模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要见表1.3.1。 常用模具钢的性能比较见表1.3.2。 常用冷作模具钢国内、外牌号对照见表1.3.3 。 模具工作零件的常用材料及热处理要求见表1.3.4。 模具一般零件的常用材料及热处理要求见表1.3.5。 模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火 、渗碳、氮化等。 根据零件及要求不同，热处理工序安排 也不同。见表1.3.6、

28、表1.3.7。 三、冲模常见材料及热处理要求 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲模设计与制造场景 冲 模 设 计 冲 模 制 造 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 多工位精密级进模 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲 压 成 形 产 品 示 例 一 日 常 用 品 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲压成形产品示例二 高科技产品 汽 车 覆 盖 件 飞 机 蒙 皮 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 数控高速铣削加工 高效 、高精度 、高的

29、表面质量 、可加工高硬材料 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 五轴车铣中心 多轴联动、复合加工 五轴加工中心 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 慢走丝线切割技术 加工精度可达到1.5m， 加 工表面粗糙度Ra0.10.2m。 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 精密坐标磨床 成型磨床 数控光学曲线磨床 精密磨削、微细加工技术 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 3R装夹系统（统一工艺基准定位系统统一工艺基准定位系统）应用 先进工艺装备技术 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 三坐标数控测量 第一章 冲

30、压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 点的应力状态 a）任意坐标系 b）主轴坐标系 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 9种主应力状态图 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 3种主应变状态图 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 金属的应力-应变图 1-实际应力曲线 2-假象应力曲线 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 硬化曲线 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 方板拉深试

31、验最小阻力定律试验 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 变形趋向性对冲压工艺和影响 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 环形毛坯的变形趋向 （）变形前的模具与毛坯（）拉深（）翻边（）胀形 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 第二章第二章 冲裁工艺与冲裁模设计冲裁工艺与冲裁模设计 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 内容简介内容简介： 冲裁是最基本最基本的冲压工序。 本章是本课程的重点章重点章。在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基 础上，介绍冲裁工艺计算、工艺方案制定和冲裁模设计。涉及冲裁变形过程分 析、冲裁件质量及影响因素、间隙

32、确定、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、 冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零 部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 1了解冲裁变形规律、冲裁件质量及影响因素； 2掌握冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等设计计算方法。 3掌握冲裁工艺性分析与工艺设计方法； 4认识冲裁模典型结构（尤其是级进模和复合模）及特点，了解模具标准，掌握 模具零部件设计及模具标准应用方法； 5掌握冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 学习目的与要求学习目的与要求： 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素； 2

33、刃口尺寸计算原则和方法； 3冲裁工艺性分析与工艺方案制定； 4冲裁模典型结构及特点； 5冲裁模结构设计及模具标准应用； 6冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 重点重点： 难点难点： 1冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素； 2刃口尺寸计算原则和方法； 3模具结构设计及模具标准应用； 4冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤。 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 【知识目标】 1.了解冲裁工艺原理； 2.掌握冲裁工艺分析与计算方法； 3.熟悉冲裁模设计程序； 4.掌握冲裁模工作零件及其它组成零部件的设计方法。 【技能目标】 1.能进行冲裁排样、冲裁力及冲裁工艺计算； 2.能进行单工序冲裁工艺与模具设计； 3.能

34、进行复合工序冲裁工艺与模具设计； 4.能进行斜楔冲裁模具设计。 【素质目标】 1.具备必须且够用的关于翻边、缩口、旋压、胀形、整形等的基本知识； 2. 具有良好的从事冷冲压模具设计与制造的职业道德和操守；3.养成严 谨的工作作风和吃苦耐劳的工作精神； 4.能够将学到的关于其它冲压工艺与模具设计知识很好地与工作实际相结 合，做到学以致用、融会贯通； 5.具备继续学习和创新设计的能力； 6.具有良好的团队协作精神。 概述 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 分类分类: 冲裁模冲裁模： 冲裁冲裁： 利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。 基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工

35、序件。 冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装 备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。 普通冲裁、精密冲裁 第一节必备知识点 冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定。 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 一、冲裁件工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性对冲裁工艺的适应性。 冲裁工艺性好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 条件下得到质量合格的冲裁件。 第一节必备知识点 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 一、冲裁件工艺性分析（续） 1冲裁件的结构工艺性 （1） 冲裁件的形状 （2） 冲裁件内形及外形的转角 第

36、一节必备知识点 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （3） 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽 （4） 冲裁件的孔边距与孔间距 （5） 在弯曲件或拉深件上冲孔时 第一节必备知识点 一、冲裁件工艺性分析（续） 1冲裁件的结构工艺性 （续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 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。 第一节必备知识点 一、冲裁件工艺性分析（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 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IT1

37、0级，冲孔件最好低于IT9级。 （2） 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝 以及冲模结构等有关。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12.53.2 m。 第一节必备知识点 一、冲裁件工艺性分析（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 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 定位基准重合基准重合，并选择在冲裁过程中基本上 下不变动的面或线上不变动的面或线上。 第一节必备知识点 一、冲裁件工艺性分析（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 对制件进行工艺性分析后，要针对该制件的工序性质、工序数、工序顺序及组合方 式等进行分析，制定出几种不同

38、的冲压工艺方案，最终确定该套模具的类型。模具的类型 根据工序组合区分，包括单工序模、复合模和级进模三大类。 确定工艺方案的原则主要有以下四点： 1.要保证冲裁件的质量。在模具类型中，复合模冲出的制件精度高于连续模，而连续 模又高于单工序模。所以精度要求较高的制件，可以采用复合模进行加工。 2.要遵循经济性原则。在设计模具时，还要考虑成本。应在保证制件质量的前提下， 尽量选用简易模具，从而提高经济效益。 3.要保证安全生产。例如一些多工序小型制件，如果采用单工序模进行生产，在加工 过程中容易造成操作失误，很不安全，所以应采用级进模进行冲压。 4.生产批量。如表2.1.4所示。 总之，确定出最终最

39、佳方案是要综合考虑制件的精度、表面质量、生产数量、企业的 实际条件等方面。 第一节必备知识点 二、冲压方案制定 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 对制件进行工艺性分析后，要针对该制件的工序性质、工序数、工序顺序及组合方 式等进行分析，制定出几种不同的冲压工艺方案，最终确定该套模具的类型。模具的类型 根据工序组合区分，包括单工序模、复合模和级进模三大类。 确定工艺方案的原则主要有以下四点： 1.要保证冲裁件的质量。在模具类型中，复合模冲出的制件精度高于连续模，而连续 模又高于单工序模。所以精度要求较高的制件，可以采用复合模进行加工。 2.要遵循经济性原则。在设计模具时，还要考虑成本。应在保证制件质量

40、的前提下， 尽量选用简易模具，从而提高经济效益。 3.要保证安全生产。例如一些多工序小型制件，如果采用单工序模进行生产，在加工 过程中容易造成操作失误，很不安全，所以应采用级进模进行冲压。 4.生产批量。如表2.1.4所示。 总之，确定出最终最佳方案是要综合考虑制件的精度、表面质量、生产数量、企业的 实际条件等方面。 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 定位零件：用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。 条料的限位条料的限位： 在与条料垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为 送进导向； 在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料 定距。 块料或工序件的定位块

41、料或工序件的定位： 基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料的有 所不同而已。 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 1、定位零件 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 属于送进导向送进导向的定位零件：导料销、导料板、侧压板等； 属于送料定距送料定距的定位零件：用挡料销、导正销、侧刃等； 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 1、定位零件（续） 属于块料或工序件块料或工序件的定位零件：定位销、定位板等。 （1）导料销、导料板 导料销：两个，位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧； 从前向后送料时，导料销装在左侧。 结构形式：固定式、活动式。 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 第

42、二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （1）导料销、导料板（续） 导料板：设在条料两侧 结构形式：一种是标准结构，它与卸料板（或导板）分开制造； 一种是与卸料板制成整体的结构。 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （2）侧压装置 设置目的：若条料公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，使最 小搭边得到保证。 结构形式： 弹簧式侧压装置 簧片式侧压装置 簧片压块式侧压装置 板式侧压装置 不宜设置侧压装置的场合： 板料厚度在0.3mm以下的薄板； 辊轴自动送料装置的模具。 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设

43、计 （3）挡料销 固定挡料销 钩形挡料销 b.扭簧弹顶挡料装置 c.橡胶弹顶挡料装置 a.弹簧弹顶挡料装置 活动挡料销 d.回带式挡料装置 始用挡料装置：应用 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （4）侧刃 侧刃侧刃：在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出 一定尺寸缺口的凸模。 适用适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况 特点特点：定距精度高、可靠 侧刃结构 按侧刃工作端面形状分 按侧刃截面形状分 型型 型型： 长方形侧刃长方形侧刃： 成形侧刃成形侧刃： 用于厚度为1mm以上结构 简单、定位欠准确 制造困难、定位准确 第一节

44、必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 (4)侧刃（续） 特殊侧刃特殊侧刃： 既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓 侧刃凹模侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。 尖角形侧刃尖角形侧刃：与弹簧挡销配合使用；材料消耗少，但操作不便， 生产率低；可用于冲裁贵重金属。 侧刃断面尺寸 宽度宽度b b 侧刃数量侧刃数量： 一个或两个 其他尺寸按标准规定 侧刃侧刃布置： 并列布置、对角布置 0 )1 . 005. 0( c sb 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 (5)导正销 导入部分：圆锥形的头部 使用目的

45、使用目的:消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 主要用于用于:级进模 配合使用配合使用：与挡料销或与侧刃配合使用 后者粗定位，前者精定位 导正部分：圆柱形的 结构组成结构组成 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （5）导正销（续） 与挡料销的位置关系：a图和b图 基本尺寸：导正部分直径d与导正孔采取H7/h6或H7/h7配合导 正部分高度h取h=(0.81.2)t 1 . 0 2 1 . 0 22 1 DD s DD ss TT 1 . 0 2 1 . 0 22 1 DD s DD ss TT 第一节必备知识点 三、模具结构形式设

46、计 1、定位零件（续） 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 （6）定位板和定位销 定位方式：外缘定位、内孔定位 定位板厚度或定位销高度见表2.1.5 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 1、定位零件（续） （1）卸料装置 形式：固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 固定卸料板 特点特点： 卸料力大，卸料可靠 适用适用： 板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件 与凸模的双边间隙与凸模的双边间隙 当卸料板仅起卸料作用，取0.20.5mm 当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，且应小小 于于冲裁间隙。 第一节必备知识点 三、模具结构形式设计 2、卸料零件 弹压卸料装置 第