冲压工艺与模具设计ppt课件

1、第2章 冲裁工艺与模具设计 时间：时间：4次课，次课，8学时学时第2章 冲裁工艺与模具设计 教学目的： 本章引见冷冲压模具设计的重要内容，也是最根底的内容。经过本章的学习，将到达能设计中等复杂程度冲裁模具的程度。为此，应了解冲裁变形过程及冲裁端面的特征；掌握冲裁间隙对冲裁件精度和模具的影响；掌握确定合理冲裁间隙的方法；掌握排样方法，学会确定条料宽度；掌握冲裁力及压力中心的计算。 第2章 冲裁工艺与模具设计 教学重点和难点： 各种模具及其组成零件的构造及特点； 冲裁模的设计步骤及模具刃口尺寸的计算。 第2章 冲裁工艺与模具设计 案例导入： 要大批量冲制如以下图所示的工件(资料为08F，资料厚度为

2、2mm，制件精度为IT14级)，应选择何种模具？如何提高板料的资料利用率？凸模和凹模的间隙应是多少？如何计算凸模和凹模刃口尺寸和公差？模具主要零件的构造及尺寸如何设计？如何选择规范模架和选用压力机？ 第2章 冲裁工艺与模具设计第2章 冲裁工艺与模具设计 2.1 冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析 2.2 冲冲 裁裁 间间 隙隙 2.3 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算 2.4 冲压力及压力中心计算冲压力及压力中心计算 2.5 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性 2.6 排排 样样 2.7 精精 密密 冲冲 裁裁 2.8 模模 具具 设设 计计 2.9 冲裁模的设计步骤冲裁模的设计步骤 2.10 冲

3、裁模设计实训冲裁模设计实训 习题与练习习题与练习 2.1 冲裁变形过程分析u2.1.1 冲裁变形过程 u2.1.2 冲裁断面特征 2.1 冲裁变形过程分析 冲裁是利用模具在压力机上使板料沿一定轮廓外形产生分别的一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切口、切边、剖切等多种工序。 落料和冲孔是两种最根本的冲裁方式。 从板料上冲下所需外形的零件(或毛料)叫落料； 在工件上冲出所需外形的孔(冲去部分为废料)叫冲孔。2.1 冲裁变形过程分析图2-1 平板垫圈 2.1.1 冲裁变形过程 如图2-2所示变形过程: 假设模具间隙正常，冲裁变形过程大致可分为如下3个阶段。 1.弹性变形阶段 见图2-2(a)。在凸模和

4、凹模压力的作用下，板料产生弹性紧缩、拉伸和弯曲变形。 2.塑性变形阶段 见图2-2(b)。间隙越大，弯曲和拉伸变形也越大。 3.断裂分别阶段 见图2-2(c)、(d)、(e)。2.1.1 冲裁变形过程2.1.2 冲裁断面特征 断面分析：圆角带；光亮带；断裂带；毛刺区。2.1.2 冲裁断面特征 圆角带a：当凸模刃口压入资料时，刃口附近的资料产生弯曲和伸长变形，资料被拉入间隙，构成圆角带。资料的塑性越好、凸模和凹模的间隙越大，圆角带也越大。 光亮带b：当刃口切入资料后，资料遭到凸模和凹模剪切应力和挤压应力的作用而构成光亮垂直的断面。通常光亮带占整个断面的1/21/3。 断裂带c：是由刃口附近的微裂

5、纹在拉应力作用下不断扩展而构成的撕裂面。 毛刺区d：毛刺。 2.2 冲 裁 间 隙 2.2.1 冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 2.2.2 冲裁间隙对冲裁件尺寸精度的影响 2.2.3 冲裁间隙对冲裁力、卸料力、推料力、顶件力的影响 2.2.4 冲裁间隙对模具寿命的影响 2.2.5 合理间隙值确实定 2.2 冲 裁 间 隙 冲裁模凸模与凹模刃口部分横向尺寸之差成为冲裁间隙，用Z表示： 式中：Z-冲裁间隙mm； Dd-凹模尺寸mm ； Dp-凸模尺寸mm 。pdDDZ2.2 冲 裁 间 隙 图2-4 冲裁间隙 2.2.1 冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 在4个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。

6、塑性较差的资料容易断裂，资料被剪切不久就会出现裂纹、分别，使断裂带增宽，而光亮带和圆角带所占的比例较小，毛刺也较小。 资料塑性较好，冲裁时裂纹出现得较晚，资料被剪切的深度较大，光亮带所占的比例就大，圆角和毛刺也大。 冲裁间隙对冲裁件断面的影响如图2-5所示。 在设计和制造模具时，应使冲裁间隙坚持在一个合理的范围之内。2.2.1 冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 图2-5 冲裁间隙对冲裁件断面的影响2.2.2 冲裁间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实践尺寸与图纸上的根本尺寸之差。差值越小，精度越高。这个差值包括两方面的偏向： 一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏向， 二是模具

7、本身的制造偏向。 2.2.3 冲裁间隙对冲裁力、卸料力、推料力、顶件力的影响 随着间隙的增大，资料在冲裁时所受的拉应力将增大，资料容易断裂分别，冲裁力有一定程度的降低。但在正常情况下，间隙对冲裁力的影响并不很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。普通当单面间隙增大到资料厚度的15%25%时，卸料力几乎降到零。但间隙继续增大时会引起毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。 2.2.4 冲裁间隙对模具寿命的影响 冲模失效的方式普通有磨损、崩刃、变形、胀裂和折断。 冲裁力主要集中在凸模和凹模的刃口部分。刃口变形和端面磨损加剧，甚至崩刃。 所以为了减少凸、凹

8、模的磨损，延伸模具运用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是非常必要的。假设采用小间隙，就必需提高模具的硬度和耐磨性，提高模具的制造精度，冲裁时采用良好的光滑，以减小磨损。 2.2.5 合理间隙值确实定 因此，在冲压实践消费中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个要素综合思索，给间隙规定一个范围值。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙(Zmin)，最大值称为最大合理间隙(Zmax)。思索到在消费过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。 确定合理间隙值有实际确定法和阅历确定法两种。 1. 实际确定法 2. 阅历确定

9、法2.3 冲裁模刃口尺寸计算 u2.3.1 凸、凹模刃口尺寸计算原那么 u2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 2.3 冲裁模刃口尺寸计算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。所以，正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要任务。 2.3.1 凸、凹模刃口尺寸计算原那么 冲裁件的断面带有锥度，在冲裁件尺寸的丈量和运用中，都是以光面的尺寸为基准。 在模具的运用过程中，凸模和凹模的刃口会产生磨损，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。所以，在计算凸模和凹模的刃口尺寸时，落料和冲孔应区别对待，遵照的原那么如下

10、。 (1)由于落料件尺寸由凹模尺寸决议，冲孔件孔的尺寸由凸模尺寸决议，故设计落料模时，先确定凹模刃口尺寸，再以凹模为基准，间隙取在凸模上，即凸模尺寸以凹模尺寸减去冲裁初始间隙来确定；设计冲孔模时，先确定凸模刃口尺寸，再以凸模为基准，间隙取在凹模上，即凹模尺寸以凸模尺寸减去冲裁初始间隙来确定。 (2)思索到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模根本尺寸应取制件尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模根本尺寸那么应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。不论是落料还是冲孔，冲裁间隙都取最小合理间隙值。 (3)确定冲模刃口制造公差时，应思索制件的公差要求。普通来说，模具制造精度比制件精度高34级。冲压

11、件的尺寸公差和冲模刃口尺寸公差都应按“入体原那么标注为单向公差，即落料件和凸模刃口尺寸上偏向为零，下偏向为负；冲孔件和凹模刃口尺寸上偏向为正，下偏向为零。假设磨损后不变化的尺寸(如两孔中心距等)，应按双向对称标注。 2.3.1 凸、凹模刃口尺寸计算原那么 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 由于模具的加工方法不同，凸模与凹模刃口尺寸的计算方法也不同，根本上可分为两种情况。 d0)(pxdd凸dd0min0min)Zx()Z(ddd凸凹()x(1 9)mm工件制造公差，尺寸系数 表。对于冲孔工序,孔尺寸为:maxmindpZZ-Dd0)D(Dx凹0min0min)ZD()ZD(Dppx凹凸()x

12、(1 9)mm工件制造公差，尺寸系数 表。:对于落料工序,工件尺寸为:2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 例2-1 冲制如图2-8所示的工件，其资料为08钢，料厚t=1mm，试计算凸模和凹模刃口尺寸和公差。 NoImage2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 图2-8 零件图 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 (a) 冲裁件 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 图2-9 落料时的冲裁件和凹模 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 (a) 冲裁件 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 (b) 凸模 图2-10 冲孔时的冲裁件和凸模 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的计算 例2-2 冲裁如图2-11所示的

13、制件，资料为10钢，料厚0.8mm，用配作方法加工冲模，试确定落料模具刃口尺寸和公差。 解：由于制件的冲裁属于落料，故先确定凹模的刃口尺寸，然后再以凹模为基准件配作凸模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况。2.4 冲压力及压力中心计算 u2.4.1 冲压力计算 u2.4.2 压力中心计算 2.4 冲压力及压力中心计算 平刃冲裁： F-冲裁力(N) L-冲裁轮廓总长(mm)， t-资料厚度(mm), -资料抗拉强度(MPa)bLtFb2.4.1 冲压力计算 冲压力是指冲裁过程中冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。它是在模具设计时选择冲压设备和校核模具强度的重要根据。 1. 冲裁力的计算 冲裁力是冲

14、裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入资料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。 2.4.1 冲压力计算 2. 卸料力、推件力和顶件力的计算 为了使冲裁任务继续进展，必需将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需求的力称卸料力，用FX表示；将堵塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需求的力称推件力，用FT表示；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需求的力称顶件力，用FD表示，如图2-12所示。kF?Fk系数2.4.1 冲压力计算 图2-12 卸料力、推件力和顶件力 2.4.1 冲压力计算 3. 压力机公称压力确实定 冲裁时，压力机的公称压力必需大于或等于冲压力(FZ

15、)。FZ为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力或顶件力的总和。2.4.2 压力中心计算 模具的压力中心也就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常任务，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否那么，冲压时滑块就会接受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。所以，在设计模具时，必需求确定模具的压力中心，并使其经过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与压力机滑块中心重合。 2.5 冲裁件的工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的顺应性。良好的冲裁工艺性是指在满足冲裁件运用要求的前提下，能用普通的冲裁

16、方法，在消费率较高、模具寿命较长、本钱较低的条件下稳定地获得合格质量的冲裁件。因此，在开场设计冲裁模之前，首先应进展冲裁件的工艺性分析，审查冲裁件的构造外形、尺寸大小、精度要求、资料性能及厚度等方面能否符合冲裁的工艺要求，力求使其具有良好的冲裁工艺性。 2.6 排 样 u2.6.1 冲裁排样 u2.6.2 搭边值和条料宽度确实定 u2.6.3 资料利用率的计算 2.6 排 样 制件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。合理排样对于提高资料利用率、降低本钱，保证冲件质量及提高模具寿命具有非常重要的意义，是模具设计的重要内容之一。 2.6.1 冲裁排样 根据资料的合理利用情况，条料排样方法可分为3

17、种，如图2-17所示。 (1) 有废料排样：图2-17(a) 。沿制件全部外形冲裁，制件与制件之间、制件与条料侧边之间都留有搭边废料。因此精度高，并且模具寿命也高，但资料利用率低。 (2) 少废料排样：图2-17(b) 。沿制件部分外形切断或冲裁，只在制件与制件之间或制件与条料侧边之间留有搭边。资料利用率较高。 (3) 无废料排样：图2-17(c) 。制件周围无任何搭边，制件由切断条料直接获得。资料利用率最高。2.6.1 冲裁排样 2.6.1 冲裁排样 2.6.1 冲裁排样 2.6.1 冲裁排样 续表2.6.2 搭边值和条料宽度确实定 1. 搭边 排样时制件之间以及制件与条料侧边之间留下的工艺

18、废料叫搭边。 搭边的作用一是补偿定位误差，确保冲出合格的制件；二是保证条料具有一定的刚度，便于条料送进，从而提高劳动消费率。 普通来说，硬资料的搭边值比软资料、脆资料的搭边值要小一些；制件外形大而复杂、圆角半径较小时，搭边值取大些；资料越厚，搭边值越应大些；用手工送料，有侧压安装时，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；弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。2.6.2 搭边值和条料宽度确实定 2.条料宽度 1送料时在一侧导料板装有侧压安装时，计算公式如下：0maxmaxBD2 )B2aBcDac1条料宽度：（导料板之间的距离：2.6.2 搭边值和条料宽度确实定 图2-18 有侧压安

19、装的条料宽度计算 2.6.2 搭边值和条料宽度确实定 2在无侧压安装的导料板之间送料时，条料能够会产生左右摆动或转动，因此，条料宽度应添加一个条料能够的摆动量，0maxmaxBD2c)B22aBcDac1条料宽度：（导料板之间的距离：2.6.3 资料利用率的计算 资料利用率是指冲裁制件的实践面积与所用板料面积的百分比，它是衡量能否已合理利用资料的经济性目的，也是检验排样能否合理的重要参数。2A100%()AmmB一个送料步距内的材料利用率：=BS一个步距内制件的实际面积条料宽度(mm)S-送料步距(mm)2.6.3 资料利用率的计算 假设思索料头和料尾的资料耗费，那么可按下式计算：。板料宽度；

20、板料长度；一个制件的实际面积件总数，一张板料所能冲出的制)()()(%1002mmBmmLmmAnLBnA普通来说,所用资料价钱高或消费批量较大时,应选择资料利用率较高的排样;而消费批量较小时,那么应尽能够选择比较简单的排样,以便于模具制造。2.7 精 密 冲 裁 精细冲裁之所以能获得尺寸精度高、断面质量好的冲裁件，其机理主要是改动冲裁条件，以增大变形区的静水压力，使板料处于三向压应力形状，抑制资料裂纹的产生。 精细冲裁根据其冲裁机理的不同，可分为齿圈压板精细冲裁和半精细冲裁两大类。半精细冲裁包括小间隙圆角刃口冲裁、负间隙冲裁、上下往复冲裁等。 2.8 模 具 设 计 u2.8.1 工艺方案确

21、实定 u2.8.2 模具类型确实定 u2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.1 工艺方案确实定 确定工艺方案的主要义务是确定冲裁工序的性质和数目、冲裁工序的组合以及冲裁工序的顺序。普通来说，确定工艺方案关键是确定冲裁工序的顺序。 在确定冲裁工序的顺序时，应思索冲裁件的构造特点、外形尺寸、精度等级以及消费批量等要素，还要思索冲裁模具的类型、坯料在模具上的定位等问题，普通按以下原那么来确定。 (1) 先冲裁部分要为后面的冲裁工序提供可靠的定位，后冲裁部分不能影响先冲裁部分的质量。 (2) 假设多工序冲裁件采用单工序模冲裁时，应先落料使坯料与条料分别，再以落料所得的工序件外轮廓定位进展冲孔或冲缺

22、口，并且后继工序的定位基准要前后一致，以免出现定位误差。 (3) 假设多工序冲裁件采用级进模冲裁时，为了便于送料和定位，应先冲孔或冲缺口，然后以冲出的孔为后续工序定位，最后进展落料或切断，将冲裁件与条料分别。当定位要求较高时，还可首先冲裁两个工艺孔，再以工艺孔定位完成后续工序，如图2-26所示。 2.8.1 工艺方案确实定 图2-26 工艺孔在级进冲裁时的运用 2.8.1 工艺方案确实定 (4)假设采用定距侧刃的级进模冲裁时，定距侧刃切边工序应与初次冲孔同时进展，以便控制送料进距。采用两个定距侧刃时，可以安排成一前一后，也可并列安排。 (5)假设多工序冲裁件采用复合模冲裁时，冲孔和落料往往同时

23、进展，以提高冲孔和落料的位置精度。 (6)冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔和普通精度的孔，后冲小孔和精度较高的孔。2.8.2 模具类型确实定 1. 模具类型确实定 冲裁模的构造类型按工序性质:落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等； 按工序组合程度:单工序模(又称简单模)、级进模(又称延续模)、复合模； 按冲模有无导向:无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模。 最终选择的模具构造类型，不仅要满足冲裁件精度和消费率的要求，还应满足制造容易、运用方便、操作平安、本钱低廉等要求。2.8.2 模具类型确实定 2.冲裁模的典型构造 单工序冲裁模 单工序冲裁模在压力机的一

24、次行程中只能完成一个冲裁工序。它构造简单，便于制造，本钱低廉，但消费率和冲裁精度都较低。 图2-27为无导向简单落料模。该模具的上模部分由上模座1和凸模2组成，凸模2采用螺钉直接安装在上模座1上；下模部分由卸料板3、导料板4、凹模5、下模座6、定位板7组成，凹模5靠上压侧顶的方式安装在下模座6上，条料靠左右导料板4导向，由前向后送料，送料方向靠定位板7定位，冲裁后废料箍在凸模上，由左右两个卸料板3卸下。模具上、下模之间没有直接导向关系。 2.8.2 模具类型确实定 图2-27 无导向简单落料模1上模座；2凸模；3卸料板；4导料板；5凹模；6下模座；7定位板2.8.3 模具主要零部件的设计 1.

25、 任务零件 (1)凸模 凸模的构造方式及其固定方法 凸模按截面外形不同分为圆形凸模和非圆形凸模； 按构造分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等；按凸模的固定方法分为台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。 常见的圆形凸模如图2-34所示。图2-34(a)为用于较小直径的凸模，图2-34(b)为用于较大直径的凸模。 这两种构造都是采用阶梯式，凸模强度刚性较好，装配修磨方便，其安装部分做成台肩，便于固定，保证任务时凸模不被拉出，适用于卸料力较大的场所。 图2-34(c)为用于较小直径的凸模，为了改善凸模强度，在其中部添加了过渡阶梯。这种构造采用铆接方式固定，适用于卸料力较小的场

26、所。 图2-34(d)为护套式凸模，用于冲制孔径与料厚相近的小孔。 图2-34(e)为用于大直径冲裁的凸模，它采用螺钉吊装在固定板上，为了减少磨削面积，其外径和端面都做成凹形。2.8.3 模具主要零部件的设计 凸模与凸模固定板通常采用过渡配合H7/m6或H7/n6制造。 图2-35(a)和图2-35(b)为台阶式。图2-35(a)采用台肩固定，图2-35(b)采用铆接固定。 由于任务部分截面是非圆形的，而固定部分是圆形的，所以必需在固定端接缝处加防转销。根据任务部分截面的外形，台阶式的固定部分也可采用矩形构造。 图2-35(c)和图2-35(d)为直通式。这种构造便于采用线切割加工或成形铣、成

27、形磨削加工，截面外形复杂的凸模广泛运用这种构造。 图2-35(c)采用铆接固定，图2-35(d)采用黏结固定，黏结剂普通运用低熔点合金或环氧树脂，为了黏结得牢靠，在凸模的固定端或固定板相应的孔上应开设一定的槽形。黏结固定法可以简化凸模固定板的加工工艺，便于凸模的装配。2.8.3 模具主要零部件的设计 2 凸模长度确实定 假设采用卸料板和导料板构造，凸模的长度应该为：L=h1+h2+h3+(1520)mm 假设采用弹压卸料板，凸模的长度为： L=h1+h2+t+(1520)mm 式中：h1、h2、h3、t分别为凸模固定板、卸料板、导料板、资料的厚度。1520mm为附加长度，包括凸模的修磨量，凸模

28、进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板之间的平安间隔。2.8.3 模具主要零部件的设计 2.定位零件 冲模定位零件的作用是保证所冲裁资料的正确送进及在模具中的正确位置，从而保证冲压件的质量及冲压消费的顺利进展。 运用条料时，条料在模具中必需保证两个方向的位置：一是在送料方向上的定位，用来控制条料每次送进的步距，通常称为挡料，常用的零件有挡料销、导正销、侧刃等；二是在与条料送进方向垂直的方向上的定位，目的是保证条料沿正确的方向送进，通常称为送料导向，常用的零件有导料销、导料板、侧压板等。对于块料或工序件的定位，往往也要保证这两个方向上的位置，常用的定位零件有定位销、定位板等。 (1) 挡料销 根据任

29、务特点及作用，挡料销可分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销三种。 固定挡料销又分为圆头挡料销(见图2-41(a)和钩形挡料销(见图2-41(b)两种。圆头挡料销构造简单，制造容易，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距。当定位销孔离凹模孔口太近时，为了保证凹模有足够的强度，应采用钩形挡料销。但为了防止钩头在运用过程发生转动，需思索防转。 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 活动挡料销的常见构造如图2-42所示。图2-42(a)为弹簧弹顶挡料销，通常装在弹压卸料板上，冲压前起挡料作用，冲压时被压入卸料板孔内，上模回程时由弹簧复位；图2-42(b)为回带式活动挡料销

30、，其销头对着送料方向带有斜面，送料时条料搭边碰撞斜面使挡料销抬起，当搭边越过后，弹簧使挡料销复位，将条料后拉，使搭边抵住挡料销而定位。回带式活动挡料销常用于具有固定卸料板的模具上。 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 3.卸料安装与出件安装 1)卸料安装 按构造的不同，卸料安装分为刚性卸料安装和弹压卸料安装两种。 刚性卸料安装的常见构造方式如图2-51所示。图2-51(a)为封锁式，广泛用于冲裁板料较厚、平直度要求不很高的零件；图2-51(b)为悬臂式，主要用于窄而长零件的冲孔和切口。 刚性卸料安装普通安装在下模上，其构造简单，卸料力大，卸料可靠。采用刚性卸料安

31、装时，假设板料较薄，会引起板料翘曲，使冲件不平，严重时还会损坏模具。因此，刚性卸料安装不宜于冲裁资料较软、料厚小于0.8mm的制件。2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 当卸料板仅起卸料作用时，卸料板与凸模的单边间隙普通取0.20.5mm，板料薄时取小值，板料厚时取大值。 当固定卸料板兼起导板作用时，导板与凸模之间普通按H7/h6配合制造，但导板与凸模之间间隙应小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。 弹压卸料安装的常见构造方式如图2-52所示。 弹压卸料安装由卸料板、弹性元件(弹簧或橡胶)、卸料螺钉等零件组成。 图2-52(a)的卸料板装在上模上，

32、常用于正装式的单工序冲裁模；图2-52(b)的卸料板装在下模上，常用于倒装式的复合模；图2-52(c)为带小导柱的弹压卸料安装，用于弹压卸料板给凸模作导向时,弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料安装。 设计时，弹压卸料板与凸模之间应有适宜的间隙，当弹压卸料板无准确导向时，它与凸模之间的单边间隙可取0.050.15mm。为了确保卸料可靠，装配模具时，弹压卸料板的压料面应超出凸模端面0.20.5mm。当弹压卸料板有准确导向时，它与凸模按H7/h6配合制造。2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计

33、 2)出件安装 出件安装的作用是将卡在凹模中的冲件或废料推下或顶出。向下推出的机构称为推件机构，普通装在上模内；向上顶出的机构称为顶件机构，普通装在下模内。 推件安装主要有刚性推件安装和弹性推件安装两种。 刚性推件安装如图2-53所示，它由打杆、推板、衔接推杆和推件块组成。其任务原理是在冲压终了后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件板(块)，将凹模内的工件推出，其推件力大，任务可靠。 弹性推件安装如图2-54所示，它不仅起推件作用，还兼起压料作用。由于采用弹性元件，故推件力较小，但推件力均匀，出件平稳，多用于冲压薄板大件以及工件平整度要求较高的模具。2.8.3 模具主要

34、零部件的设计 图2-53 刚性推件安装1打杆；2推板；3推杆；4推件块2.8.3 模具主要零部件的设计 (a) (b) 图2-54 弹性推件安装1橡胶；2推板；3衔接推杆；4推件块 2.8.3 模具主要零部件的设计 4.模架 模架普通由上模座、下模座、导柱、导套四部分组成。模架及其组成零件现已规范化，设计时可根据模具要求按国标规定的技术条件进展选用。 根据导柱与导套配合性质的不同，模架分为滑动导向模架和滚动导向模架两种。滑动导向模架的导柱、导套构造简单，加工、装配方便，运用非常广泛；滚动导向模架在导套内镶有成行的滚珠，导柱经过滚珠与导套实现微量过盈配合(过盈量普通为0.010.02mm)，从而

35、使导向精度高，运动平稳，运用寿命长，主要用于高精度、高寿命的硬质合金模、薄资料的冲裁模以及高速精细级进模。 滑动导向模架的构造方式如图2-58所示。 图2-58(a)为对角导柱模架，它的两个导柱、导套位于模具的对角线上，冲裁时受力平衡，不易引起模具偏斜，并且能实现纵向和横向送料，常用于普通精度的冲裁模和级进模； 图2-58(b)为后侧导柱模架，它的两个导柱、导套位于模具的后侧，操作方便，能实现纵向和横向送料，但由于导柱、导套偏置，易引起模具偏斜，适用于冲裁普通精度、冲件较小的模具，不宜于大型模具； 图2-58(c)为后侧导柱窄型模架，其特点与后侧导柱模架一样，适用于窄长零件的冲裁； 图2-58

36、(d)为中间导柱模架，它的两个导柱、导套位于模具的左右对称线上，冲裁时受力平衡，导向精度较高，但只能沿前后一方向送料，常用于复合模； 图2-58(e)为中间导柱圆形模架，主要用于冲裁圆形制件的模具； 图2-58(f)为四角导柱模架，它具有四个沿四角分布的导柱、导套，冲裁时受力平衡，导向精度高，并且模具刚性好，适用于大型模具。 上、下模座是模具的根底件，设计时必需具有足够的强度和刚度，尺寸规格也应满足一定的要求。为了便于安装和固定，对于圆形模座，其外径应比圆形凹模直径大3070mm，矩形模座的长度应比凹模长度大4070mm，其宽度可以略大或等于凹模的宽度。模座的厚度可参照凹模板厚度估算，通常为凹

37、模板厚度的1.01.5倍，以保证有足够的强度和刚度。下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机任务台上漏料孔的尺寸每边至少要大4050mm。2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 为了正常运用和坚持导向精度，导柱、导套的装配也该当留意。如图2-59所示，当模具处于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面之间应留1015mm间隔，以保证凸、凹模经多次刃磨而使模具闭合高度减小后，导柱仍能正常任务；导柱下端面与下模座下平面之间应留23mm间隔，以保证模具在压力机任务台上的安装固定；导套上端面与上模座的上平面之间的间隔应大于23mm，同时在上模座上开横

38、槽，以便排气。 导柱、导套普通按配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中，导柱与导套之间采用H7/h6或H6/h5的间隙配合，但其配合间隙必需小于冲裁间隙。 2.8.3 模具主要零部件的设计 图2-59 导柱与导套的安装(H模具闭合高度) 2.8.3 模具主要零部件的设计 5.其他零件 (1) 模柄 中、小型模具普通都是经过模柄将上模固定在压力机滑块上，因此模柄的直径和长度应与所选压力机的滑块尺寸相一致。 常见的规范模柄如图2-60所示。图2-60(a)为旋入式模柄，经过螺纹与上模座衔接，上端两平行平面供扳手旋紧用，骑缝螺钉用于防止模柄转动，这种模具拆装方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较

39、差，多用于有导柱的中、小型冲模；图2-60(b)为压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/m6，并加骑缝销防止转动，这种模柄可较好地保证轴线与上模座的垂直度，适用于各种中、小型冲模，消费中最常见； 图2-60(c)为凸缘模柄，其凸缘与上模座的沉孔采用H7/js6过渡配合，用34个内六角螺钉紧固于上模座，多用于大型的模具或上模座中开设推板孔的中、小型模具；图2-60(d)和图2-60(e)为通用模柄和槽型模柄，优点是凸模改换方便，均用于直接固定凸模，主要用于简单模和弯曲模中；图2-60(f)为浮动模柄，主要特点是压力机的压力经过凹球面模柄和凸球面垫块传送到上模，以消除压力机导向误差对模具导向精度

40、的影响。主要用于硬质合金模等精细导柱模；图2-60(g)为推入式活动模柄，模柄接头1与活动模柄3之间加一个凹球面垫块2，使模柄与上模座采用浮动衔接，防止了压力机滑块由于导向精度不高对模具导向安装的不利影响。主要用于精细模具上。 (2)固定板 固定板的作用是将凸模或凹模衔接固定在模座的正确位置上。凸模固定板有圆形和矩形两种，其平面尺寸除了保证能安装凸模外，还应该可以正确地安装定位销钉和紧固螺钉。 凸模固定板的厚度普通取凹模厚度的0.60.8倍，与凸模采用H7/m6或H7/n6的过渡配合制造，压装后将凸模尾部与固定板一同磨平。2.8.3 模具主要零部件的设计 (3) 垫板 垫板的作用是直接接受和分

41、散凸模传来的压力，降低模座单位面积上所受的压力，防止模座被压陷损伤。在模座与凸模固定板之间能否需求加装垫板，要根据凸模端面对模座单位压力的大小进展判别。假设凸模端面上的单位压力大于模座资料的许用压应力时，就应加装垫板；假设凸模端面上的单位压力小于模座资料的许用压应力时，那么可以省略垫板。垫板厚度普通取38mm，外形与固定板一样。 (4)紧固件 模具上的紧固件包括定位销钉和衔接螺钉。销钉常采用圆柱销，普通运用2个。螺钉最好采用内六角螺钉，其优点是紧固牢靠，螺钉头沉入模板内，模具外形比较美观。 设计时螺钉的位置要均匀，相互间隔以及与内外边缘间隔不应过近，以防强度降低。螺钉的规格可根据凹模厚度来确定

42、，详细可参见表2-28。 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.8.3 模具主要零部件的设计 2.9 冲裁模的设计步骤 在进展冲裁模设计时，设计人员必需遵照这样的原那么：在保证能冲裁出符合图纸质量要求的制件的前提下，力求使模具构造简单、本钱低、寿命长，并且操作方便、平安可靠。 设计冲裁模的根本步骤如下。 (1) 进展冲裁件工艺性分析。 在设计模具之前，首先应进展冲裁件工艺性分析，也就是分析冲裁件的构造外形、尺寸精度、所用资料等能否符合冲裁的工艺要求，从而确定进展冲裁的能够性。假设冲裁件工艺性较差，那么应建议设计部门或人员做必要

43、的修正。 (2) 确定冲裁工艺方案。 在工艺分析的根底上，确定冲裁件的工序性质、数量、工序组合以及先后顺序。当能够存在几个冲裁方案时，要经过仔细分析比较，最后确定其中比较符合消费实践并且本钱最低的一种方案。 (3) 选择模具的构造方式。 根据消费批量、尺寸大小、精度要求、外形复杂程度和实践的消费条件，合理确定模具的构造方式，即确定采用单工序模还是采用级进模或复合模进展冲裁。 (4) 进展必要的工艺计算。 包括条料宽度和导料板间距的计算、资料利用率的计算、合理间隙值确实定、凸模和凹模刃口尺寸与公差的计算等。 (5)选择和确定模具的主要零部件的构造与尺寸。 主要包括确定凸模和凹模的构造和尺寸、选择

44、坯料的定位方式和所用定位零件、确定卸料和出件方式、选择和设计弹性元件、选择模架的构造以及确定模具主要零件的资料和热处置等。2.9 冲裁模的设计步骤 (6) 计算总冲裁力、闭合高度、压力中心，选择压力机的型号。 总冲裁力是指冲裁过程中冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。它是在模具设计时选择冲压设备的重要根据。在确定了卸料和出料方式以后，总冲裁力可根据有关公式进展计算(参见2.4.1)。 模具的闭合高度应与压力机的闭合高度相顺应，以便于模具的安装和调试。 冲裁时的压力中心应与压力机的滑块几何中心重合，特殊情况下可有一定偏向，但不能超出滑块允许的偏向值。 根据计算得到的总冲裁力来选择适宜的压力机吨

45、位，同时，还要统筹思索闭合高度、任务台尺寸、卸料和出料等要求，最终选择适宜实践消费的压力机型号。 (7)绘制模具总装图。 尽能够按1 1比例绘制符合国家机械制图规范规定的模具总装图，绘制时还要思索模具的特点，采用一些常用的模具习惯画法。2.9 冲裁模的设计步骤 主视图普通应按剖视图绘制。上、下模可以画成闭合形状，也可以画成开启形状，当模具为左右对称时，可将主视图画成半剖，上模被剖的一半画成闭合形状，上模未剖的一半画成开启形状。为了看图方便，主视图中条料和工件的剖切面最好涂红或涂黑。在主视图的左侧应标注模具的闭合高度。 俯视图普通是表示模具下模的上平面。对于左右对称的模具，可以一半表示上模的上平

46、面，一半表示下模的上平面。对于非对称的模具，假设需求，上、下模俯视图可以分别画出。俯视图需标注下模座的轮廓尺寸。 侧视图应尽量不画。当模具构造比较复杂、部分表达不清楚时，可采用部分视图。 总之，在绘制总装图时，应力求以最少的视图将构造表达清楚。 模具总装图绘制终了后，习惯上要在图幅的右上角画出冲压件图和排样图。 冲件图用来表达该冲模冲压后所得冲件的外形及尺寸。冲件图应严厉按比例画出，其方向应尽量与冲压方向一致，假设不能一致，必需用箭头注明。在冲件图上要注明冲件的称号、资料牌号、板料厚度及有关技术要求。 在排样图上，主要应表达清楚冲裁的轮廓外形和顺序，同时也能表示出凸模的截面外形和凹模形孔的外形

47、、数量及位置。在一张完好的排样图上，还应标注条料宽度、条料长度、板料厚度、端距、步距、搭边值(见图2-61)。 2.9 冲裁模的设计步骤 图2-61 排样图 2.9 冲裁模的设计步骤 对总装图的技术要求，普通是应注明本模具所运用的压力机型号、模具总体的形位公差及装配、安装、调试等要求。 (8) 绘制模具零件图。 对模具总装图中的非规范零件，均应按国家机械制图规范规定绘制零件图。绘制时应尽量按该零件在总装图中的方位画出，视图要可以清楚地表达零件的构造，尺寸标注、公差配合、形位公差、外表粗糙度、资料牌号、热处置要求以及其他技术要求均应齐全、合理，不得脱漏。 (9) 整理并书写模具设计阐明书。 模具

48、设计阐明书的内容普通包括以下方面： 设计的标题； 冲裁件的工艺性分析； 冲裁工艺方案确实定； 必要的工艺计算(主要包括排样方式确定、坯料尺寸及资料利用率的计算、凸模和凹模任务部分尺寸的计算、冲压力和压力中心的计算、弹性元件的选用与计算等)； 模具构造的设计(包括模具构造方式确实定、卸料和出料方式确实定、定位和导向方式确实定、凸模和凹模构造与固定方式确实定、主要构造零件资料和精度确实定等)； 其他需求阐明的内容； 主要参考资料。 2.10 冲裁模设计实训 u2.10.1 实训(一) u2.10.2 实训(二) 2.10 冲裁模设计实训 经过冲裁模的设计实训，掌握模具设计的根本流程和步骤，冲裁件的

49、工艺性分析和冲裁方案确实定方法，模具构造方式的选定和工艺计算方法及计算过程；掌握冲压力、压力中心、模具闭合高度的计算，规范模架及压力机的查找与选用。 2.10.1 实训(一) 1.实训内容 冲裁件如图2-62所示。 资料：08F。 资料厚度：2mm。 消费批量：大批量。 制件精度：IT14级。 根据冲裁件尺寸及精度要求设计一套模具，并选择一种适宜的压力机进展消费。 2.10.1 实训(一) 图2-62 制件图 2.10.1 实训(一) 2.实训过程(1)冲裁件工艺分析零件的尺寸精度分析：该冲件尺寸精度等级为IT14，用普通冲裁模就能到达，不需求采用精冲或整修等特殊冲裁方式。工件构造工艺性分析：

50、冲裁件外形和内孔应尽量防止有锋利的角，在各直线或曲线衔接处，应有适当的圆角。为提高模具寿命，建议将一切直角改为半径等于1mm的圆角。冲裁件资料分析：08F钢含碳量低、塑性好、易成形，具有良好的可冲压性能。结论：根据以上分析，此产品冲压工艺性能较好，可以选择冲裁方法进展加工。(2)确定工艺方案由工艺分析知，该冲件具有尺寸精度要求不高、尺寸较小、消费批量较大等特点，工艺包括落料、冲孔两个根本工序，可有以下三种工艺方案。 2.10.1 实训(一) l 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模消费。l 方案二：“落料-冲孔复合冲压，采用复合模消费。l 方案三：“冲孔-落料延续冲压，采用级进模消费。l 采用

51、方案一，模具构造简单，但需两道工序两副模具，消费率较低，难以满足该零件的大批量加工要求；采用方案二，只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且消费率也高。虽然模具构造较方案一复杂，但由于零件的几何外形简单对称，模具制造并不困难。采用方案三也只需求一副模具，消费率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需求在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。l 经过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压消费采用方案二为佳。思索到冲裁件的构造特点和冲裁消费率的要求，模具采用倒装式复合模构造，上模采用打杆安装推件，下模采用弹性卸料安装卸料，冲孔的废料经过凸凹模的内孔从冲床台面

52、孔漏下。2.10.1 实训(一) 2.10.1 实训(一) 图2-63 排样图 2.10.2 实训(二) 1.实训内容 零件简图：如图2-68所示。 资料：Q235钢。 资料厚度：2mm。 消费批量：大批量。 要求设计此工件的冲裁模并选用适宜的压力机进展消费。 2.10.2 实训(二) 图2-68 零件图 2.10.2 实训(二) 2.实训过程1)冲压件工艺分析该零件外形简单、对称，是由圆弧和直线组成的。冲裁件内外所能到达的经济精度为IT14，孔中心与边缘间隔尺寸公差为0.2mm。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可以为该零件的精度要求可以在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、消费批

53、量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决议采用利用导正销进展定位、刚性卸料安装、自然漏料方式的冲孔落料模进展加工。方案一：采用复合模加工。复合模的特点是消费率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模构造复杂，制造精度要求高，本钱高。复合模主要用于消费批量大、精度要求高的冲裁件。方案二：采用级进模加工。级进模比单工序模消费率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现消费自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐渐冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，本钱较高，普通适用于大批量消费小型冲压件。比较方案一与方案二，对

54、于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时遭到壁厚的限制，模具构造与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。习题与练习 1.填空题 (1)从广义来说，利用冲模使资料_叫冲裁。它包括_等工序。(2)冲裁变形的过程大致可分为_、_、_三个阶段。 (3)冲裁件的切断面由_、_、_、_四个部分组成。 (4)圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的资料_的结果，光亮带是紧挨圆角带并与_的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入资料，使其遭到_和挤压应力的作用而构成的，冲裁毛刺是在刃口附近的侧面上资料出现_时构成的。(5)塑性差的资料，断裂倾向严重，_增宽，而_所占比例较少

55、，毛刺和圆角带_；反之，塑性好的资料，光亮带_。 (6)增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为_、_、对凸模下面的资料用_施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、留意光滑等。 (7)减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有_等措施。 习题与练习 (8)冲裁凸模和凹模之间的_，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具_、_、_和推件力等。 (9)冲裁间隙过小时，将增大_力、_力、_力以及缩短模具寿命。 (10)冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越_，毛刺越_；断面上出现二次光亮带是因间隙太_而引起的。(11)导致冲裁件毛刺增大的缘由是_、间隙大。(12)间隙过大时，致使断面光亮带_，塌角及斜度_，构成_

56、的拉长毛刺。 (13)所选冲裁间隙值的大小，直接影响冲裁件的_和_精度。 (14)影响冲裁件尺寸精度的要素有两大方面，一是_，二是冲裁终了后冲裁件相对于_尺寸的偏向。影响冲裁件尺寸精度的要素有_、资料_、工件的_、资料的_等，其中_起主导作用。 (15)当间隙值较大时，冲裁后因资料的弹性回复使_凹模尺寸；冲孔件的孔径_。 习题与练习 (16) 当间隙较小时，冲裁后因资料的弹性回复使落料件尺寸_，冲孔件的孔径_。 (17) 对于比较软的资料，弹性变形量_，冲裁后的弹性回复值_，因此冲裁件的精度_；对于较硬的资料那么_。 (18) 间隙过小，模具寿命会_，采用较大的间隙，可_模具寿命。(19) 凸

57、、凹模磨钝后，其刃口处构成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺，凸模_，在落料件边缘产生毛刺；_刃口磨钝时，在冲孔件孔口边缘产生毛刺；凸、凹模刃口均磨钝时，那么_均产生毛刺。消除凸(凹)模刃口圆角的方法是_。 (20) 冲裁间隙的数值，等于_之差。(21) 在设计和制造新模具时，应采用_的合理间隙。(22) 资料的厚度越大，塑性越低的硬脆性资料，那么所需间隙_；而厚度越薄、塑性越好的资料，所需间隙_。 (23) 在冲压实践消费中，主要根据冲裁件的_、_和_三个要素给间隙规定一个范围值。 习题与练习 (24)落料件的尺寸与_刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与_尺寸相等。 (25)凸、凹模分别加工的优点是

58、凸、凹模具有_性，制造周期短，便于_。其缺陷是_小、模具制造_。 (26)配作加工法就是先按_加工一个基准件(凸模或凹模)，然后根据基准件的_再按间隙配作另一件。(27)落料时，应以_为基准配作_，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进展计算。冲孔时，应以_为基准配作_，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进展计算。(28)冲裁件的经济公差小于等于_，普通落料件公差最好低于_级，冲孔件最好低于_级。(29)冲裁件在条料、带料或板料上的_叫排样。 (30)排样能否合理将影响到资料的_、_、_、模具的_等。 (31)冲裁产生的废料可分为两类，一类是_，另一类是_。 (32)减少工艺废料的措施是：设计合理的

59、_，选择合理的_和合理的搭边值；利用_。 习题与练习 (33)无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何_，冲裁件的质量要差一些，但资料的_高。 (34)搭边是一种_废料，但它可以补偿_误差和_误差，确保制件合格；搭边还可_，提高消费率；此外还可防止冲裁时条料边缘的毛刺被_，从而提高模具寿命。硬资料的搭边值可_；软资料、脆资料的搭边值要_。冲裁件尺寸大或者有尖突复杂外形时，搭边值取_；资料厚的搭边值要取_。 (35)在冲裁终了时，由于资料的弹性回复及摩擦的存在，将使冲落部分的资料堵塞在_，而冲裁剩下的资料那么紧箍在_。 (36)从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称_，将堵塞在凹模内

60、的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称_，逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称_。 (37)采用弹压卸料安装和下出件方式冲裁时，冲压力等于_、_、_之和；采用刚性卸料安装和下出料方式冲裁时，冲压力等于_、_之和；采用弹性卸料安装和上出料方式冲裁时，冲压力等于_之和。 (38)为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动，常用_法来降低冲裁力。 习题与练习 (39)采用斜刃冲裁时，为了保证冲件平整，落料时应将_做成平刃；冲孔时应将_做成平刃。 (40)按工序组合程度分，冲裁模可分为_、_和_等几种。 (41)在压力机的一次行程中，_冲压工序的冲模称为单工序模。在条料的送进方向上，具