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冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与模具设计1能力要求能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因，熟悉解决的措施。能独立完成单工序冲裁模、2~3工序复合的复合冲裁模、3工位左右的级进冲裁模模具设计。能力要求能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因，2冲裁结束的标志：凸模穿过板料进入凹模这就是“冲裁”冲裁的概念冲裁结束的标志：凸模穿过板料进入凹模这就是“冲裁”冲裁的概念3冲裁的概念规则形状不规则形状封闭轮廓不封闭轮廓冲裁就是利用模具使板料的一部分与另一部分沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。简单地说冲裁就是利用模具使板料产生分离的过程。冲裁的概念规则形状不规则形状封闭轮廓不封闭轮廓冲裁就是利用模4主要基本冲裁工序：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封闭的轮廓线相分离。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。落料冲孔主要基本冲裁工序：落料和冲孔落料与冲孔均是利用模具使板料的一5冲裁用的模具叫冲裁模冲裁模特点：凸、凹模之间有间隙刃口锋利冲裁用的模具叫冲裁模冲裁模特点：6冲裁分类根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：普通冲裁精密冲裁微冲裁本章主要讨论普通冲裁冲裁分类根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：本章主要讨论普通7

冲裁过程板料受力情况分析3.1冲裁变形过程分析模具与板料开始接触瞬间冲裁过程中冲裁过程板料受力情况分析3.1冲裁变形过程分析模具与板料8冲裁变形过程1.弹性变形阶段2.塑性变形阶段3.断裂分离阶段模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：冲裁变形过程1.弹性变形阶段2.塑性变形阶段3.断裂分离阶段9冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。1.弹性变形阶段

初始塌角（圆角）材料翘曲冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。102.塑性变形阶段更大的塌角塑性剪切——光亮带内部应力达到极限刃口附近出现微裂纹2.塑性变形阶段更大的塌角113.断裂分离阶段

产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺形成3.断裂分离阶段产生粗糙而带有锥度的断裂带12重要结论(不考虑弹性回复）落料件尺寸=凹模刃口尺寸冲孔件尺寸=凸模刃口尺寸重要结论落料件尺寸=凹模刃口尺寸13一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态2.剪切区的应力状态图3-2冲裁板料的变形区ａ）初始冲裁ｂ）切入板料１—变形区２—已变形区一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态2.剪切区的应力状态图3-14一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态2.剪切区的应力状态图3-3冲裁时板料的应力状态一、冲裁变形过程及剪切区的应力状态2.剪切区的应力状态图3-15凸模行程冲裁力Fmax冲裁过程力的变化凸模行程冲裁力Fmax冲裁过程力的变化16冲孔件尺寸=凸模刃口尺寸1-打杆2-模柄3-推板4-推杆5-卸料螺钉6-凸凹模7-卸料板8-落料凹模9-顶件块10-带肩顶杆11-冲孔凸模12-挡料销13-导料销间隙偏大，断面质量下降查表3-25得：δp=0.推件力是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。２)模具结构对排样的要求（2）合理间隙值的确定２）将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段，求出各线段长度和各线段的重心位置。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面约占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺等。ａ）初始冲裁ｂ）切入板料表3-20金属板料冲裁间隙值

（GB/T16743-2010）正常间隙下，冲裁件断面质量由哪几部分以凹模为基准，由于形状规则，其模具采用分别加工法进行1）标准圆凸模的结构形式及固定方法

（JB/T5825-2008~JB/T5829-2008）凸、凹模刃口尺寸的计算方法（２）少废料排样作用：确定送进模具中的毛坯在模具中的准确位置１—塑性材料（合理间隙）

冲裁变形区位置冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区冲孔件尺寸=凸模刃口尺寸冲裁变形区位置冲裁变形区位于上17冲裁件质量指：断面质量:垂直、光洁、毛刺小

尺寸精度:图纸规定的公差范围内

形状误差:外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小3.2冲裁件质量分析及控制冲裁件质量指：断面质量:垂直、光洁、毛刺小3.2冲裁18塌角带a：刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带c：裂纹形成及扩展。毛刺d：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：

冲裁件断面特征及其影响因素1.冲裁件的断面特征塌角带a：刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。光亮带b：塑性剪19

塌角α：也称为圆角带，是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形（弯曲和拉伸）的结果。

光面ｂ：也称为剪切面，是刃口切入板料后产生塑剪变形时，凸、凹模侧面与材料挤压形成的光亮垂直的断面。

图3-4冲裁件断面的形状ａ-塌角ｂ-光面ｃ-毛面ｄ-毛刺塌角α：也称为圆角带，是由于冲裁过程中刃口附近的20

毛面ｃ：毛面是由主裂纹贯通而形成的表面十分粗糙且有一定斜度的撕裂面。毛刺ｄ：冲裁毛刺是在刃口附近的侧面上材料出现微裂纹时形成的，当凸模继续下行时，便使已形成的毛刺拉长并残留在冲裁件上。

图3-4冲裁件断面的形状ａ-塌角ｂ-光面ｃ-毛面ｄ-毛刺毛面ｃ：毛面是由主裂纹贯通而形成的表面21冲裁件断面特征实物图片冲裁件断面特征实物图片22质量最好的部分：光亮带质量最好的部分：光亮带23毛刺产生的位置裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位置毛刺产生的位置裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位242.影响冲裁件断面质量的因素(１)材料性能的影响(２)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大，断面质量最差间隙合适，上下裂纹重合，断面质量好间隙偏小，断面质量较好间隙偏大，断面质量下降2.影响冲裁件断面质量的因素(１)材料性能的影响(２)模具间25

冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面约占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺等。间隙合适时，冲裁时上、下刃口处所产生的剪切裂纹基本重合，这时光面约占板厚的1/2-1/3，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小，完全可以满足一般冲裁的要求。间隙过小时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离。间隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离。2.间隙对断面质量的影响冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面约占板厚的26（２）少废料排样从整个冲裁过程来看，影响冲裁件的尺寸精度有两大方面的因素：一是冲模本身的制造偏差；只要间隙在这个范围内，就能得到合格的冲裁件和较长的模具寿命。整体式凹模—普通冲压模里常用的结构是标准件，有矩形和圆形2种。提高制件质量需要较小的模具间隙。一定距离。一般情况下，卸料板的外形和尺寸与凹模一致，如果弹性元件过多或过大，允许将卸料板尺寸加大，以便于安置弹性元件。模具中的紧固零件主要包括螺钉、销钉等。C增大，F卸、F推、F顶减小，则总的冲压力下降。模具装配图的一般画法：2）由表3-11和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔（3）冲裁间隙选用方法3）凹模的外形设计—外形形状和尺寸凸、凹模刃口尺寸的计算方法冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点。（２）冲裁复杂形状零件时的压力中心材料加热后抗剪强度显著降低，例如10钢在加热到700℃时的抗剪强度约为室温状态下的1/3，因此加热冲裁能够降低冲裁力。ａ）初始冲裁ｂ）切入板料6-2008）和矩形垫板（JB/T7643.间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙合理间隙过小间隙过大（２）少废料排样间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙合理间隙过27(３)模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲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。凸模磨钝凹模磨钝凸、凹模均磨钝(３)模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产28冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。影响因素：该差值包括两方面的偏差：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）冲模的制造精度（模具零件加工和装配）（2）材料的性质（3）冲裁间隙冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本影响因素：该29

冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高。从整个冲裁过程来看，影响冲裁件的尺寸精度有两大方面的因素：一是冲模本身的制造偏差；二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。3.间隙对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基本尺寸的30冲裁件的形状误差：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。翘曲是指冲裁件呈曲面不平现象。变形是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因挤压而产生的。冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件的形状误差：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。翘曲是指冲裁件呈31

冲裁件质量控制1.模具工作部分尺寸偏差的控制2.模具间隙的控制

3.冲裁材料的控制4.其他方面因素的控制

冲裁件质量控制1.模具工作部分尺寸偏差的控制323.3冲裁工艺计算

排样设计

1.排样与材料利用率3.3冲裁工艺计算排样设计

33

排样是指冲裁件在板料或条料上的布置方法。合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及提高模具寿命。排样的优劣如否，如何衡量？（1）排样排样是指冲裁件在板料或条料上的布置方法。合理的排样：提34（2）材料利用率材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。一个步距内的材料利用率（2）材料利用率材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的35一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率：一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率：36间隙过大，断面质量最差变形是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，F设≥F总，由此初步选择设备，并得到设备的有关参数。2）无侧压装置时条料宽度的确定（1）根据制件的生产批量来决定模具类型一般来说，小批量生产时，应力求模具结构简单、生产周期短、成本低，宜采用单工序模；固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6或H7/n6或硬度要求：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV刃口58~62HRC，头部固定部分40~50HRC；提高材料利用率的方法有哪些？主要基本冲裁工序：落料和冲孔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。凸、凹模刃口尺寸的计算方法弹性卸料装置的工作过程主要基本冲裁工序：落料和冲孔2）建立直角坐标系xoy完成两道或两道以上的冲压工序。(３)模具刃口状态的影响冲件应平整，无翘曲变形等缺陷。用压板固定侧面开槽异形凸模装于刚性卸料板内，多用于手工送料的模具中卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀

废料的种类：

结构废料：由工件的结构需要而产生，如冲孔废料

工艺废料：为完成冲压工艺而需要设置的废料，包括工件与工件之间，工件与条料侧边之间，定位孔、料头、料尾等。（3）提高材料利用率的方法间隙过大，断面质量最差废料的种类：（3）提高材料利用率的方37减少工艺废料的措施

设计合理的排样方案；选择合适的板料规格和合理的裁板法(减少料头、料尾和边余料）；利用废料作小零件等。减少工艺废料的措施设计合理的排样方案；38利用结构废料的措施当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。利用结构废料的措施当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较39改变结构形状提高材料利用率改变结构形状提高材料利用率40哪种结构更有利于节省材料？哪种结构更有利于节省材料？412.排样类型2.排样类型42二、排样方法

（１）有废料排样沿冲件全部外形冲裁，在冲件周边都留有搭边，因此材料利用率低，但冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用有废料排样。二、排样方法（１）有废料排样沿冲件43二、排样方法

（２）少废料排样

沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。二、排样方法（２）少废料排样44二、排样方法

（３）无废料排样沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高。二、排样方法（３）无废料排样沿直线或曲线切断条料45排样形式排样形式46补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；间隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离。标准模架——

上模座、下模座、导柱、导套（JB/T7653-2008）降低冲压力需要较大的模具间隙。废料切断刀（拉深件切边时卸料用）4）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原则上按“入体”原则标注为单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。间隙过大，断面质量最差外形的形状及尺寸一般与凹模相同凸模刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺；组成，各形成于冲裁过程的哪一阶段？冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点。图3-3冲裁时板料的应力状态3）求出每个凸模的重心坐标（xi，yi）作用是控制条料送进模具的距离，即控制进距的.卸料板与料刚性撞击产生的力进行卸料60°锥头缩杆圆凸模（杆部直径φD=2~3mm）３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ２），随工件尺寸的标注方法不同，又可分为三种类型计算刃口尺寸：(３)模具刃口状态的影响1-打杆2-模柄3-推板4-推杆5-卸料螺钉6-凸凹模7-卸料板8-落料凹模9-顶件块10-带肩顶杆11-冲孔凸模12-挡料销13-导料销排样形式的选择

零件的形状零件精度材料利用率模具结构模具寿命操作的方便与安全补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；排样形式的选择47搭边：排样时，工件与工件之间，工件与条（板）料边缘之间的工艺余料。有搭边a1和侧搭边a之分。（1）搭边及其作用3．搭边、进距及料宽的确定搭边：排样时，工件与工件之间，工件与条（板）料边缘（1）搭48用于定位；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；提高模具寿命。搭边的作用搭边的作用49ABAB50搭边值的确定确定原则：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3-3（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。（5）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。搭边值的确定确定原则：满足作用的前提下取最小值，具体的可查阅51（2）进步距的确定进距也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。（2）进步距的确定进距也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在52（3）料宽的确定条料宽度的确定与条料在模具中的定位方式有关:导料板和挡料销定位导料板内带侧压装置导料板内不带侧压装置导料板和侧刃定位挡料销导料板（3）料宽的确定条料宽度的确定与条料在模具中挡料销导料板53条料始终靠一边的导料板送进，故：1）有侧压装置时条料宽度的确定△—裁板误差B—条料宽度A—导料板之间宽度C—条料与导料板之间间隙度条料始终靠一边的导料板送进，故：1）有侧压装置时条料宽度的确542）无侧压装置时条料宽度的确定理想送料状态实际送料状态△—裁板误差B—条料宽度A—导料板之间宽度C—条料与导料板之间间隙度2）无侧压装置时条料宽度的确定理想送料状态实际送料状态△—裁553）侧刃定位时条料宽度的确定b—侧刃冲切的料边宽度a’—裁去料边的侧搭边值=0.75a3）侧刃定位时条料宽度的确定b—侧刃冲切的料边宽度a’—裁56这种卸料板常用于料较薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的冲压。工作零件的结构设计及标准的选用（JB/T7653-2008）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裁工序的模具。在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进模，以节省人工并提高生产效率。αｐ＝(Ａd－+Ｚmin查表3-25得：δp=0.1）标准圆凸模的结构形式及固定方法

（JB/T5825-2008~JB/T5829-2008）这种卸料板常用于料较薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的冲压。（JB/T7653-2008）3）凸模尺寸的确定—与模具结构有关查表3-24得磨损系数为：x=0.是从产品设计角度提出的要求。１)零件的精度对排样的要求滑动导向标准模架

（GB/T2851-2008)（1）刚性（固定）卸料装置选择依据是冲裁工艺力的大小和模具结构，选择步骤：组成，各形成于冲裁过程的哪一阶段？凸模刃口尺寸的计算情况与落料相似，可参照以上公式自行分析。压料、卸料、送料零件设计与标准的选用4）裁板方式分别计算η纵、η横,比较取大者。实际生产中还需考虑生产效率和操作方便等。可纵裁,亦可横裁轧制方向这种卸料板常用于料较薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的冲压575）排样图的绘制一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距S、工件间搭边和侧搭边。排样图通常画在总装配图右上角。5）排样图的绘制一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距S、58排样设计实例

例如图所示工件，材料为酚醛层压布板，料厚ｔ为1mm，请选择合理的排样方案。图3-17工件图3-18排样方案排样设计实例例如图所示工件，材料为酚醛层压布板，59模具装配图的绘制要求模具装配图的绘制要求60

冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力主要包括：冲裁力F卸料力推件力顶件力F卸、KXF推、KTF顶、KD冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力主要包括：F卸、KXF61冲裁力是指冲裁时凸模所承受的最大压力，包括施加给板料的正压力和摩擦阻力。冲裁力和压力中心的计算一、冲裁力行程曲线图3-19冲裁力行程曲线１—塑性材料（合理间隙）２—塑性材料（过小间隙）３—脆性材料（合理间隙）冲裁力是指冲裁时凸模所承受的最大压力，62冲裁力是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：注：F——冲裁力；

L——剪切长度；

t——材料厚度；τ——材料抗剪强度；

K——安全系数。一般取K＝1.3F1.冲裁力的计算冲裁力是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。用普通63二、冲裁力的计算

系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取Ｋ＝1.3。

为计算简便，也可按下式估算冲裁力：

式中——材料抗拉强度（MPa）。二、冲裁力的计算系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具64“L”

的含义——剪切长度“L”的含义——剪切长度652.卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下来所需的力

。推件力是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。

顶件力是指从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力。

2.卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力是指从凸模或凸凹模上将66

K卸、K推、K顶——卸料力、推件力、顶件力系数，见表3-8；

n——同时卡在凹模刃口内的冲裁件(或废料)数。式中

h——凹模洞口的直刃壁高度；

t——板料厚度。

卸料力推件力顶件力F卸=K卸FF推=nK推FF顶=K顶F卸料力、推件力及顶件力的计算公式式中h——凹模洞口的直刃壁高度；卸料力推件力顶件力F卸67压力机公称压力的确定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

压力机公称压力的确定采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时68

在多凸模的冲模中，可将凸模设计成不同长度，使各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现，以降低总的冲裁力。降低冲裁力的方法（１）阶梯凸模冲裁图3-21凸模的阶梯布置法在多凸模的冲模中，可将凸模设计成不同长69降低冲裁力的方法（2）斜刃冲裁

斜刃冲裁是将凸模（或凹模）刃口平面做成与其轴线倾斜一个角度，冲裁时刃口就不是全部同时切入，而是逐步地将材料切离，因而能显著降低冲裁力。图3-22各种斜刃的形式ａ）、ｂ）落料用ｃ）、ｄ）、ｅ）冲孔用ｆ）切舌用降低冲裁力的方法（2）斜刃冲裁斜刃冲裁是将凸模70

材料加热后抗剪强度显著降低，例如10钢在加热到700℃时的抗剪强度约为室温状态下的1/3，因此加热冲裁能够降低冲裁力。但加热带来的问题很多，不仅增加工序和能源消耗，而且加热后产生很厚的氧化皮，给后续加工带来很多麻烦。因此加热冲裁一般只适用于厚板或表面质量及精度要求不高的零件。降低冲裁力的方法（3）加热冲裁材料加热后抗剪强度显著降低，例如10钢在加热到7713.压力中心的计算压力中心就是冲压合力的作用点。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。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。3.压力中心的计算压力中心就是冲压合力的作用点。72冲模压力中心的确定冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。

冲裁形状对称的冲件时，其压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点。冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置按下式计算：冲模压力中心的确定冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。73冲模压力中心的确定图3-23圆弧段的重心ｘ0＝Rπα180°×sinα或ｘ0＝Rlｂ式中l——弧长；

Ｒ——半径；

ｂ——弦长。冲模压力中心的确定图3-23圆弧段的重心ｘ0＝Rπα1874

根据理论力学，对于平行力系，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和，而冲裁力Ｆ与冲裁的周边长度Ｌ成正比，由此可得压力中心坐标（ｘ0、ｙ0）。冲模压力中心的确定（１）多凸模冲裁时的压力中心根据理论力学，对于平行力系，合力对75

１）选定坐标轴ｘ和ｙ。２）将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段，求出各线段长度和各线段的重心位置。３）然后按上面公式算出压力中心的坐标。冲模压力中心的确定（２）冲裁复杂形状零件时的压力中心１）选定坐标轴ｘ和ｙ。冲模压力中心的确定（２）76标准结构：推荐材料45钢，热处理硬度28~32HRC（1）根据制件的生产批量来决定模具类型一般来说，小批量生产时，应力求模具结构简单、生产周期短、成本低，宜采用单工序模；冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。凸、凹模刃口尺寸的计算方法材料推荐选用45钢，淬火处理硬度43~48HRC将工件与条料分离。2）建立直角坐标系xoy距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。落料的目的是得到封闭轮廓线以内的部分。滑动导向钢板模架

（GB/T23565-2009)冲裁模具间隙是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号c表示，是指单面间隙。压凸模外形一致。3）侧刃定位时条料宽度的确定B=19.3．搭边、进距及料宽的确定装于刚性卸料板内，多用于手工送料的模具中（3）根据制件的形状大小和复杂程度来决定模具类型一般情况下，大型制件，为便于制造模具并简化模具结构，采用单工序模；一般至少需设两个，并位于条料的同侧，为标准结构，材料推荐采用45钢，热处理硬度43~48HRC这种卸料板常用于料较薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的冲压。在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲1）按比例将冲裁工件的冲裁轮廓画出。2）建立直角坐标系xoy。3）将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线段和圆弧段L1、L2、L3……Ln等基本线段。4）计算各基本线段的长度及其重心到坐标轴x、y的距离y1、y2、y3……yn和x1、x2、x3……xn。5）计算压力中心坐标xc、yc。单凸模冲压复杂形状冲裁件压力中心计算标准结构：推荐材料45钢，热处理硬度28~32HRC1）按比77多凸模冲压时压力中心的计算1）按比例将各凸模的轮廓画出2）建立直角坐标系xoy3）求出每个凸模的重心坐标（xi，yi）4）计算各凸模的冲切长度Li5）计算压力中心坐标xc、yc多凸模冲压时压力中心的计算1）按比例将各凸模的轮廓画出78模具装配图的一般画法：明细表标题栏技术要求

冲裁模的典型结构模具装配图的一般画法：明细表技术要求冲裁模的典型结构793.4冲裁工艺设计冲裁件的工艺性分析冲裁工艺方案确定3.4冲裁工艺设计冲裁件的工艺性分析80冲裁件的工艺性分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从产品设计角度提出的要求。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。冲裁件的工艺性由其结构形状、精度要求、形位公差和技术要求等方面决定。冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺811.冲裁件的结构工艺性（1）冲裁件的结构尽可能简单、对称，尽可能有利于材料的合理利用。对比两种结构1.冲裁件的结构工艺性（1）冲裁件的结构尽可能简单、对称，82（2）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角，宜有适当的圆角。（2）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角，宜有适当的83（3）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出和凹入部分的宽度B应大于或等于板厚t的1.5

倍，即B≥1.5t。（4）孔边距、孔间距应大于或等于板厚t的1.5倍。（3）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出84（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离。（6）冲孔时，孔的尺寸不应太小。（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持852.冲裁件的尺寸精度（表3-11部分）

（GB/T13914-2002）共分为11级，用符号ST表示，从ST1到ST11逐级降低。2.冲裁件的尺寸精度（表3-11部分）

（GB/T139186

１）普通冲裁件内外形尺寸的经济公差等级一般不高于IT11级，落料件公差等级最好低于IT10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12.5-3.2μｍ。冲裁件的公差等级和断面粗糙度１）普通冲裁件内外形尺寸的经济公差等级一般不高于87表3-12普通冲裁件公差等级选用

（GB/T13914-2002）3.冲裁件的断面粗糙度表3-12普通冲裁件公差等级选用

（GB/T13914-88

例3-3图示冲裁件，材料Q235，料厚2mm，试分析其冲裁工艺性。例3-3图示冲裁件，材料Q235，料厚2mm，试分89分析：（1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁工艺要求（2）由表3-11和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即可冲出。（3）由图3-42和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。（4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。分析：综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。90

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：基本冲压工序基本冲压工序的组合冲裁顺序的安排

工艺方案的确定在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等方面911.基本工序数的确定冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判断。落料冲孔落料落料冲孔1.基本工序数的确定冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判92基本工序数确定举例基本工序数确定举例932.基本冲压工序的组合单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完成一道冲压工序复合冲裁：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。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。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2.基本冲压工序的组合单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完94

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裁工序的模具。复合冲裁模

只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成95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裁工序的模具。级进冲裁模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96三种类型模具的比较三种类型模具的比较97工序是否复合，如何选择？结构、尺寸生产效率精度操作方便、安全生产批量模具成本一般原则是：大量生产时采用复合或级进冲压，小批量生产时宜采用单工序模生产。大型尺寸宜采用单工序或复合模小尺寸且精度要求高，即使批量小也宜采用复合或级进模生产工序是否复合，如何选择？结构、尺寸一般原则是：98（1）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，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。（2）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排:1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。2）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。3.冲裁顺序的安排（1）级进冲裁的顺序安排（2）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺99级进冲压的工序顺序安排举例级进冲压的工序顺序安排举例1004.冲裁工艺方案确定的基本步骤分析产品的冲裁工艺性列出所需的基本冲压工序列出可能的若干个方案分析比较得出最佳方案4.冲裁工艺方案确定的基本步骤分析产品的冲裁工艺性101冲压方案确定方法举例例3-4冲制图示零件，年产量300万件，要求制定其冲压工艺方案。冲压方案确定方法举例例3-4冲制图示零件，年产量300万1021）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁工艺要求。

2）由表3-11和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即可冲出。

3）由图3-42和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲裁。

4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。（1）分析冲压工艺性1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁（103该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可以列出以下三种工艺方案：

方案一：采用单工序模生产，即先落料，后冲孔。

方案二：采用复合模生产，即落料-冲孔同时进行。

方案三：采用级进模生产，即冲孔-落料连续完成。（2）确定冲压工艺方案该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可104（3）分析比较方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低，难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具，冲裁件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率比方案一高，但模具结构较方案一复杂，操作较不方便。方案三也只需要一副模具，操作方便安全，生产率最高，模具结构较方案一复杂，冲出的零件精度介于方案一和方案二之间，但由于产品本身的精度要求不高，因此能满足产品的精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。（3）分析比较方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生1053.5冲裁模总体结构设计冲裁模具的分类3.5冲裁模总体结构设计冲裁模具的分类106模具装配图的一般画法：明细表标题栏技术要求

冲裁模的典型结构模具装配图的一般画法：明细表技术要求冲裁模的典型结构107看图方法与步骤：模具结构图的看图方法看标题栏，了解模具名称看工件图看排样图，了解送料方向，进而知道定位零件的大概位置看主视图找涂黑的料和工件找使板料成形的工作零件找定位零件，结合俯视图找出件零件找导向零件找固定零件看图方法与步骤：模具结构图的看图方法看标题栏，了解模具名称108

单工序模也叫简单模，是指在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的模具。1．单工序模典型结构单工序模也叫简单模，是指在压力机的一次行程中只109带刚性卸料装置的落料模带刚性卸料装110带弹性卸料装置的落料模带弹性卸料装111带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模有分离现象产生带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模有分离现象产生112冲孔模冲孔模113斜楔式水平侧向冲孔模斜楔式水平侧向冲孔模114侧向冲孔模侧向冲孔模1152.级进模的典型结构级进模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工序的模具2.级进模的典型结构级进模又称连续模或跳步模，是指在压力机一116冲孔、落料级进模冲孔、落料级进模117１)零件的精度对排样的要求２)模具结构对排样的要求３)模具强度对排样的要求４)零件成形规律对排样的要求级进模排样设计图3-29级进模的排样设计１)零件的精度对排样的要求级进模排样设计图3-29级进模118用导正销定距的冲孔落料级进模用导正销定距的冲孔落料级进模119冲裁工艺与模具设计优质推荐课件120双侧刃定距的冲孔落料级进模双侧刃定距的冲孔落料级进模121侧刃和导正销联合定距的级进冲裁模侧刃和导正销联合定距的级进冲裁模122冲裁工艺与模具设计优质推荐课件123复合模是指只有一个工位，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倒装复合模正装复合模

3.复合模的典型结构3.复合模的典型结构124正、倒装复合模比较正、倒装复合模比较125正装式复合模1-打杆2-模柄3-推板4-推杆5-卸料螺钉6-凸凹模7-卸料板8-落料凹模9-顶件块

10-带肩顶杆

11-冲孔凸模

12-挡料销

13-导料销

正装式复合模1-打杆2-模柄1261-下模座2-卸料螺钉3-导柱4-固定板5-橡胶6-导料销7-落料凹模8-推件块9-固定板10-导套11-垫板12、20-销钉13-上模座14-模柄

15-打杆16、21-螺钉17-冲孔凸模18-凸凹模19-卸料板22-挡料销

倒装式复合模1-下模座2-卸料螺钉3-导柱4127切边冲孔复合模切边冲孔复合模128带有刚-弹性推件装置的倒装复合模带有刚-弹性推件装置的倒装复合模129

冲裁模的类型选择

对于单工序模，由于正装结构的模具出件方便，优先采用正装结构；对于复合模，由于倒装复合模操作方便安全，实际生产中优先考虑倒装结构。当所冲板料较薄、孔间距稍小、对工件的平面度又有要求时，应选择正装结构的复合模。在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进模，以节省人工并提高生产效率。冲裁模的类型选择对于单工序模，由于正装结构的模具130

（1）根据制件的生产批量来决定模具类型一般来说，小批量生产时，应力求模具结构简单、生产周期短、成本低，宜采用单工序模；大批量生产时，模具费用在冲裁件成本中所占比例相对较小，可选用复合模或级进模。

（2）根据制件的尺寸精度要求来决定模具类型复合模的冲压精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。

（3）根据制件的形状大小和复杂程度来决定模具类型一般情况下，大型制件，为便于制造模具并简化模具结构，采用单工序模；小型制件，而且形状复杂，常用复合模或级进模。

冲裁模的类型选择4.三类模具的特点与选用（1）根据制件的生产批量来决定模具类型一般来说，131模具的零件分类

(根据功用的不同可分为)模具的零件分类

(根据功用的不同可分为)1323.6模具主要零件的设计与标准的选用工艺结构零件：工作零件：凸模、凹模、凸凹模、侧刃定位零件：导料板、挡料销、导正销等卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀辅助结构零件：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、销钉等3.6模具主要零件的设计与标准的选用工艺结构零件：辅助结133工作零件的设计与标准的选用凸模凹模凸凹模侧刃作用是使材料产生分离，得到所需冲裁件形状和尺寸（这里根据习惯仍将侧刃放在定位零件一节讲授）工作零件的设计与标准的选用凸模作用是使材料产生分离，得到所需1341．模具间隙的确定冲裁模具间隙是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号c表示，是指单面间隙。（GB/T16743-2010）1．模具间隙的确定冲裁模具间隙是指冲裁模具中凹模与凸模刃口135（1）间隙对冲裁过程的影响

1）间隙C对零件质量的影响

适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。2）间隙C对冲裁工艺力的影响

C增大，冲裁力F冲有一定程度降低。

C增大，F卸、F推、F顶减小，则总的冲压力下降。反之，当Z减小时，各冲裁工艺力都会增加，则总冲压力增加。（1）间隙对冲裁过程的影响1）间隙C对零件质量136

模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。

间隙C主要影响模具的磨损、刃口涨裂。C增大时，由于冲裁工艺力均减小，使得模具的磨损减小，凹模刃口涨裂减小，因此寿命提高。反之寿命缩短。

3）间隙C对模具寿命的影响模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形137

冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面约占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺等。间隙合适时，冲裁时上、下刃口处所产生的剪切裂纹基本重合，这时光面约占板厚的1/2-1/3，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小，完全可以满足一般冲裁的要求。间隙过小时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离。间隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离。冲裁模间隙一、间隙对冲裁件质量的影响1.间隙对断面质量的影响冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面约占板厚的138

冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高。从整个冲裁过程来看，影响冲裁件的尺寸精度有两大方面的因素：一是冲模本身的制造偏差；二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。冲裁模间隙一、间隙对冲裁件质量的影响2.间隙对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基本尺寸的139

试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的5%-20%范围内时，冲裁力的降低不超过5%-10%。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。二、间隙对冲裁力的影响试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但140

冲裁模常以刃口磨钝与崩刃的形式而失效。凸、凹模磨钝后，其刃口处形成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺。凸模刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺；凹模刃口磨钝时，所冲孔口边缘产生毛刺；凸、凹刃口均磨钝时，则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。三、间隙对模具寿命的影响冲裁模常以刃口磨钝与崩刃的形式而失效141分析结果：提高制件质量需要较小的模具间隙。降低冲压力需要较大的模具间隙。提高模具寿命需要较大的模具间隙。

？分析结果：提高制件质量需要较小的模具间隙。？142

在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个因素给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，合理间隙的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。设计和制造时应考虑到凸、凹模在使用中会因磨损而使间隙增大，故应按最小合理间隙值确定模具间隙。四、冲裁模间隙值的确定1.间隙值确定原则在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质143

（2）合理间隙值的确定1）合理间隙值的理论计算依据：上下刃口处产生的裂纹重合，模具间隙合理2）查表确定法表3-19

表3-20（2）合理间隙值的确定1）合理间隙值的理论计144表3-19金属板料冲裁间隙分类表3-19金属板料冲裁间隙分类145表3-20金属板料冲裁间隙值

（GB/T16743-2010）

表3-20金属板料冲裁间隙值

（GB/T16743-20146（3）冲裁间隙选用方法

选用金属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、使用特点和特定的生产条件等因素，首先按表3-19确定拟采用的间隙类别，然后按表3-20相应选取该类间隙值。新模具的间隙应取间隙值中的最小值（3）冲裁间隙选用方法选用金属板料冲裁间隙时，应针对1472.凸、凹模刃口尺寸及公差的确定（1）凸、凹模刃口尺寸的计算原则１）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃口尺寸得到。

2）冲孔时，选凸模作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃口尺寸得到。

3）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；取磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸。对磨损前后尺寸不发生变化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。

4）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原则上按“入体”原则标注为单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。2.凸、凹模刃口尺寸及公差的确定（1）凸、凹模刃口尺寸的计148（2）刃口尺寸计算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：

分别加工法配合加工法（2）刃口尺寸计算方法刃口尺寸计算方法与模具加工方法有关，149两种模具加工方法比较两种模具加工方法比较1501）凸模与凹模分别加工1）凸模与凹模分别加工151凸、凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分别加工法图3-6落料、冲孔时各部分尺寸与公差分布情况ａ）落料ｂ）冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分别加工法图3-6152凸、凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分别加工法落料冲孔孔心距凸、凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分别加工法落料冲孔孔153磨损系数x值表2.12磨损系数x材料厚度t/mm非圆形工件x值圆形工件x值10.750.50.750.5工件公差Δ/mm1<0.160.17~0.35≥0.36<0.16≥0.161~2<0.200.21~0.41≥0.42<0.20≥0.202~4<0.240.25~0.49≥0.50<0.24≥0.24>4<0.300.31~0.59≥0.60<0.30≥0.30磨损系数x值表2.12磨损系数x非圆形工件x值圆形工件x值154刃口尺寸计算举例例3-7冲制图3-73所示零件，材料Q235，料厚t=2mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。刃口尺寸计算举例例3-7冲制图3-73所示零件，材料Q23155解：由图3-73可知，该零件需要落料、冲孔两道冲裁工序完成，下面分别计算其模具刃口尺寸及公差。1）落料以凹模为基准，由于形状规则，其模具采用分别加工法进行加工。查表3-19和表3-20得c=（7%~10%）t，即：

cmin=7%t=0.07×2=0.14mm；

cmax=10%t=0.10×2=0.2mm；查表3-24得磨损系数为：x=0.5；查表3-25得凸、凹模的制造偏差分别为：δp=0.014mm,δd=0.02mm；由表3-23公式计算得：解：由图3-73可知，该零件需要落料、冲孔两道冲裁工序完成，156即故模具精度合适

即故模具精度合适1572）冲孔以凸模为基准，因孔形简单，选用分别制造法加工其模具。查表3-24得：χ=0.75查表3-25得：δp=0.012mm,δd=0.017mm由表3-23公式计算得：即故模具精度合适

2）冲孔即故模具精度合适1582）凸模与凹模配合加工落料件落料凹模2）凸模与凹模配合加工落料件落料凹模159配合加工时落料模刃口尺寸计算公式配合加工时落料模刃口尺寸计算公式160冲孔件冲孔凸模冲孔件冲孔凸模161配合加工时冲孔模刃口尺寸计算公式配合加工时冲孔模刃口尺寸计算公式162凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料图3-8落料凹模刃口磨损后的变化情况ａ)工件ｂ）凹模刃口轮廓凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料163

１）凹模磨损后变大的尺寸（图中Ａ1、Ａ2、Ａ3），按一般落料凹模尺寸公式计算，即凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料Ａｄ＝（Ａmax－ｘΔ）+4Δ０１）凹模磨损后变大的尺寸（图中Ａ1、Ａ2、Ａ3164

２）凹模磨损后变小的尺寸（图中Ｂ１、Ｂ２），按一般冲孔凸模尺寸公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料Ｂｄ＝（Ｂmin＋xΔ）-4Δ０２）凹模磨损后变小的尺寸（图中Ｂ１、Ｂ165

３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ２），随工件尺寸的标注方法不同，又可分为三种类型计算刃口尺寸：凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料工件尺寸为Ｃ时＋Δ０Ｃｄ＝（Ｃ＋0.5Δ）±Δ８３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ166

３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ２），随工件尺寸的标注方法不同，又可分为三种类型计算刃口尺寸：凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料工件尺寸为Ｃ时-Δ０Ｃｄ＝（Ｃ-0.5Δ）±Δ８３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ167

３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ２），随工件尺寸的标注方法不同，又可分为三种类型计算刃口尺寸：凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（１）落料工件尺寸为Ｃ时±Δ′Ｃｄ＝Ｃ±Δ′4３）凹模磨损后无变化的尺寸（图中Ｃ１、Ｃ168

（２）冲孔冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。凸模刃口尺寸的计算情况与落料相似，可参照以上公式自行分析。配制凹模的图样上须标明：“凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值Ｚmin—Ｚmax”。凸、凹模刃口尺寸的计算方法2.凸模与凹模配合加工法（２）冲孔冲孔时应以凸模为基准件来配作169凸、凹模刃口尺寸的计算方法３.配作法的刃口尺寸换算图3-9凹模刃口尺寸的换算ａ）凹模Ａ类换成凸模B类ｂ）凹模Ｂ类换成凸模Ａ类凸、凹模刃口尺寸的计算方法３.配作法的刃口尺寸换算图3-9170凸、凹模刃口尺寸的计算方法３.配作法的刃口尺寸换算

落料凹模刃口的Ａ类尺寸换算为凸模刃口Ｂ类尺寸的计算公式：ｂｐ＝(Ａd＋－Ｚmin４Δ)Δ4０

同理可得落料凹模刃口的Ｂ类尺寸换算为凸模刃口Ａ类尺寸的计算公式：αｐ＝(Ａd－+Ｚmin４Δ)Δ4０+

对于C类尺寸，由于刃口磨损后其值基本不变，故不存在尺寸换算问题。凸、凹模刃口尺寸的计算方法３.配作法的刃口尺寸换算171配合加工法时凸、凹模零件图绘制示例落料件落料凹模—基准模落料凸模—非基准模注意刃口尺寸公差的标注配合加工法时凸、凹模零件图绘制示例落料件落料凹模—基准模落料1723.工作零件的结构设计及标准的选用（1）凸模的结构形式及其固定方法3.工作零件的结构设计及标准的选用（1）凸模的结构形式及其173设计凸模需解决的问题结构形式固定方式尺寸设计材料选用热处理要求校核按截面形状分有圆形截面凸模和异形截面凸模设计凸模需解决的问题结构形式按截面形状分有圆形截面凸模和异形1741）标准圆凸模的结构形式及固定方法

（JB/T5825-2008~JB/T5829-2008）圆柱头直杆圆凸模（杆部直径φD=1~36mm）圆柱头缩杆圆凸模（杆部直径φD=5~36mm）锥头直杆圆凸模（刃口直径φD=0.5~15mm）60°锥头缩杆圆凸模（杆部直径φD=2~3mm）球锁紧圆凸模（直径φD=6.0~32mm）材料推荐采用：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV、CrWMn硬度要求：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV刃口58~62HRC，头部固定部分40~50HRC；CrWMn刃口56~60HRC，头部固定部分40~50HRC1）标准圆凸模的结构形式及固定方法

（JB/T5825-2175圆柱头缩杆圆凸模的结构及固定方式圆柱头缩杆圆凸模的结构及固定方式176圆柱头缩杆圆凸模标准尺寸及标记示例（JB/T5826-2008）

标记示例：D=5mm，d=2mm，L=56mm的圆柱头缩杆圆凸模标记为：圆柱头缩杆圆凸模5×2×56JB/T5826-2008

圆柱头缩杆圆凸模标准尺寸及标记示例（JB/T5826-200177大、中型圆凸模的结构形式及固定方法大、中型圆凸模的结构形式及固定方法178冲小孔凸模结构形式与固定方法冲小孔凸模结构形式与固定方法1792）异形凸模的结构形式及固定方法台阶式结构：固定部分为圆形或矩形直通式结构2）异形凸模的结构形式及固定方法台阶式结构：固定部分为圆形180异形凸模采用台阶式结构及固定方式异形凸模采用台阶式结构及固定方式181用压板固定侧面开槽异形凸模用压板固定侧面开槽异形凸模182用横销固定异形凸模用横销固定异形凸模183用挂台固定异形凸模用挂台固定异形凸模1843）凸模尺寸的确定—与模具结构有关L=h1＋h2＋h3＋h附加L=h1＋h2＋t＋h附加3）凸模尺寸的确定—与模具结构有关L=h1＋h2＋h3＋185（3）凸模的强度校核承压能力的校核抗失稳能力校核（3）凸模的强度校核承压能力的校核186（2）凹模结构设计及标准的选用凹模结构形式及固定方式凹模刃口设计凹模外形设计凹模材料选用凹模热处理要求（2）凹模结构设计及标准的选用凹模结构形式及固定方式1871）凹模的结构形式及固定方式整体式组合式镶块式1）凹模的结构形式及固定方式整体式188整体式凹模有矩形和圆形两种整体式凹模—普通冲压模里常用的结构（JB/T7643.1-2008和JB/T7643.4-2008）标记示例：L=125mm，B=100mm，H=20mm的矩形凹模标记为：矩形凹模板125×100×20JB/T7643.1-2008整体式凹模有矩形和圆形两种整体式凹模—普通冲压模里常用的结189整体式凹模固定方式推荐材料：T10A，9Mn2V，Cr12，Cr12MoV热处理硬度：60~64HRC固定方式——螺钉、销钉直接紧固于下模座中整体式凹模固定方式推荐材料：固定方式——螺钉、销钉直190组合凹模结构及固定方式

推荐材料：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV、CrWMn，热处理硬度：58~62HRC。组合凹模结构及固定方式推荐材料：191镶块式凹模

镶块式凹模1922）凹模的刃口形式2）凹模的刃口形式1933）凹模的外形设计—外形形状和尺寸外形形状：圆形或矩形3）凹模的外形设计—外形形状和尺寸外形形状：圆形或矩形194凹模外形尺寸设计——经验公式由此得到凹模外形的计算尺寸为：凹模外形尺寸设计——经验公式由此得到凹模外形的计算尺寸为：195冲裁凹模的设计步骤：冲裁凹模的设计步骤：196凹模外形设计举例凹模外形设计举例197例3-9试设计图3-92所示工件落料凹模的外形及尺寸。解：由于所冲形状接近于长方形，因此其凹模外形选择矩形。根据工件的最大外形尺寸b=40+20=60mm和材料的厚度2mm查表3-29得：K=0.28，则可计算出凹模的各尺寸如下：

H=Kb=0.28×60=16.8mmc=（1.5~2）H=（1.5~2）×16.8=25.2mm~33.6mm，取c=30mm。则：L=40+19.88+30×2=119.88mm

B=19.88+30×2=79.88mm

这是计算出来的凹模外形尺寸，依据计算出来的尺寸查表3-31可知实际的凹模尺寸应该是：

L×B×H=125mm×80mm×18mm例3-9试设计图3-92所示工件落料凹模的外形及尺寸。198矩形凹模板的部分数据

（JB/T7643.1-2008）

矩形凹模板的部分数据

（JB/T7643.1-2008）199凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸（3）凸凹模的设计凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它200凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚201求图示零件模具刃口尺寸及公差。已知材料Q235，未注尺寸公差按m级查表。练习1求图示零件模具刃口尺寸及公差。已知材料Q235，未注尺寸公差202未注公差的线性尺寸极限偏差未注公差的线性尺寸极限偏差203未注公差的冲裁圆角线性尺寸极限偏差未注公差的冲裁圆角线性尺寸极限偏差204作用：确定送进模具中的毛坯在模具中的准确位置送进模具中的毛坯有两种形式：条料（带料或卷料）单个毛坯定位零件的设计与标准的选用作用：确定送进模具中的毛坯在模具中的准确位置送进模具中的毛坯205单个毛坯是被“放进”模具指定位置条料是沿着一定方向被“推进”模具单个毛坯是被条料是沿着一定方向206单个毛坯定位举例单个毛坯定位举例207条料定位举例条料定位举例208条料1．导料零件常见的导料零件有：导料板导料销侧压装置作用是保证条料沿正确的方向送进模具条料1．导料零件常见的导料零件有：作用是保证条料沿正确的方向209（1）导料板通常为2块，分布在条料送进方向的2侧，利用螺钉销钉直接固定在凹模上，有两种形式：标准结构：推荐材料45钢，热处理硬度28~32HRC非标准结构：导料板和卸料板为一整体

作用是控制条料的送进方向（1）导料板通常为2块，分布在条料送进方向的2侧，利用螺钉210标准结构导料板的固