冲裁工艺及冲裁模设计

标准公差数值(摘自GB/T1800.3—98)

问题1问题2问题3返回一、冲裁变形时板料变形区的力学分析模具与板料仅在刃口附近的狭小区域内保持接触。接触宽度约为板厚的0.2-0.4。二、冲裁时板料的变形过程三个阶段：弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段三、冲裁件的断面质量及其影响因素1、断面特征

a:圆角带

b:光亮带

c:断裂带

d:毛刺各部分随材料的性能、厚度、冲裁间隙、刃口状态及摩擦条件不同而不同。2、影响因素（1）材料性能对断面质量的影响（2）模具冲裁间隙对断面质量的影响（3）模具刃口状态对断面质量的影响返回一、间隙对冲裁件尺寸精度的影响间隙过大时，冲孔件尺寸增大，落料件尺寸减小。间隙过小时，冲孔件尺寸减小，落料件尺寸增大。二、对模具寿命的影响间隙过小时，摩擦增大，磨损严重。间隙过大时，摩擦减小，放宽间隙不均匀的不利影响，从而利于提高模具寿命。三、对冲裁工艺中力的影响四、间隙值的确定（合理间隙值）1、理论确定法2、经验确定法软材料：

t＜1mm，c=(3%-4%)tt＜1-3mm，c=(3%-4%)tt＜3-5mm，c=(3%-4%)t硬材料：

t＜1mm，c=(4%-5%)tt＜1-3mm，c=(6%-8%)tt＜3-5mm，c=(8%-13%)t3、查表确定法（表2.2.3)返回一、刃口口尺寸计计算的原原则1、考虑落落料和冲冲孔的特特点落料件尺尺寸决定定于凹模模刃口尺尺寸；冲冲孔件尺尺寸决定定于凸模模刃口尺尺寸。2、考虑刃刃口的磨磨损规律律刃口磨损损后，凹凹模刃口口尺寸扩扩大，凸凸模刃口口尺寸减减小。为使模具具有一定定的使用用寿命，，磨损到到一定程程度仍能能冲裁出出合格的的零件，，落料时时凹模刃刃口尺寸寸接近制制件尺寸寸的下限限值，冲冲孔时凸凸模刃口口尺寸接接近制件件尺寸的的上限值值。3、考虑制制件精度度与模具具精度之之间的关关系（1）一般情情况按下下表执行行。（2）制件未未标注公公差，按按以下情情况处理理：非非圆圆形件按按IT14级处理，，冲模按按IT11级制造；；圆形件件的冲模模可按IT7-IT6级制造。。4、冲压件件按“入入体”原原则进行行尺寸标标注冲压件的的尺寸公公差应标标为单向向公差，，落料件件为轴，，上偏差差为零，，下偏差差为负；；冲孔件件为孔，，上偏差差为正，，下偏差差为零。。二、凸、、凹模刃刃口尺寸寸的计算算方法（一）凸凸模和凹凹模分开开加工（1）为保证证初始间间隙值小小于最大大合理间间隙，必必须满足足下列条条件：若不满足足，取：：（2）落料料设工件件的尺尺寸为为，，则则：（3）冲孔孔设工件件的尺尺寸为为，，则则：（4）中心心距计计算设工件件的尺尺寸为为，，则则:X-系数，，是为为了使使冲裁裁件的的实际际尺寸寸尽量量接近近冲裁裁件公公差带带的中中间尺尺寸，，可按按以下下选取取：当制件件公差差为IT10以上时时，取取x=1；当制件件公差差为IT11-IT13时，取取x=0.75；当制件件公差差为IT14以下时时，取取x=0.5；（或按按教材材表2.3.1确定)例1：如图图所示示零件件的材材料为为Q235，料厚厚t=0.5mm。试求求凸、、凹模模刃口口尺寸寸及公公差。。解：该该件φ36由落料料得到到，2-φφ6及18由冲孔孔得到到。查表2.2.3，得：：2cmin=0.04mm,2cmax=0.06mm则：2cmin-2cmax=0.02mm由公差差表查查得：为IT12级，取取x=0.75为IT14级，取取x=0.5设凸模模按IT6级制造造，凹凹模按IT7级制造造。1、冲孔孔（1）校核核间隙隙公差差条件件，查公差差值表表得：（2）计算算冲孔孔凸、、凹模模尺寸寸（3）计算算冲孔孔中心心距2、落料料（1）校核核间隙隙公差差条件件，查公差差值表表得：（2）计算算落料料凸、、凹模模尺寸寸（二））凸模模和凹凹模配配合加加工只在凸凸模（（或凹凹模））的基基准件件上标标注尺尺寸和和制造造公差差，另另一件件只标标注公公称尺尺寸并并注明明配做做要求求的间间隙值值。存在三三种不不同类类型尺尺寸：（1）随磨磨损增增大的的尺寸寸，设设工件件尺寸寸为：：（2）随磨磨损减减小的的尺寸寸，设设工件件尺寸寸为：：（3）随磨磨损不不变的的尺寸寸，设设工件件尺寸寸为：：例2：计算算如图图所示示冲裁裁件的的凸模模、凹凹模刃刃口尺尺寸及及制造造公差差。料料厚t=1mm，材料料为10号钢，，尺寸寸如下下：解：该该件属属于落落料件件，选选凹模模为设设计基基准件件，只只需计计算落落料凹凹模刃刃口尺尺寸及及制造造公差差，凸凸模刃刃口尺尺寸由由凹模模的实实际尺尺寸按按间隙隙要求求配做做。由表2.2.3查得：：2Cmin=0.10mm,2Cmax=0.14mm由表2.3.1查得：：尺寸寸80mm，选x=0.5；尺寸15mm，选x=1；其余尺尺寸，，选x=0.75。落料凹凹模刃刃口尺尺寸计计算如如下：：（1）随磨磨损增增大的的尺寸寸有a、b、c：（2）随磨磨损减减小的的尺寸寸有d：（3）随磨磨损不不变的的尺寸寸有e：落料凸凸模的的基本本尺寸寸与凹凹模相相同，，不必必标注注公差差，注注明以以0.1-0.14mm的双面面间隙隙与落落料凹凹模配配做，，如下下图所所示。。例3：如图图所示示零件件，材材料为为20钢，料料厚为为2mm，按配配制加加工方方法计计算凸凸模、、凹模模刃口口尺寸寸及制制造公公差。。解：该冲裁裁件属于落落料件，只只需计算凹凹模刃口尺尺寸即可。。（1）随随磨磨损损增增大大的的尺尺寸寸有有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4，其其中中Ad2、Ad4为半半边边磨磨损损，，所所以以其其制制造造偏偏差差δ=0.25ΔΔ/2。为为保保证证R60与120尺寸寸相相切切，，故故R60不需需计计算算，，直直接接取取Ad1的一一半半。。查查表表2.3.1，以以上上计计算算尺尺寸寸，，系系数数x均为为0.5。刃刃口口尺尺寸寸计计算算公公式式：：（2）随随磨磨损损不不变变的的尺尺寸寸Cd1、Cd2。计算算公公式式为为：：（2）随随磨磨损损减减小小的的尺尺寸寸Bd1、Bd2。查查表表2.3.1，Bd1、Bd2的磨磨损损系系分分别别为为0.75、1。计算算公公式式为为：：返回回一、、冲冲裁裁力力的的计计算算普通通平平刃刃冲冲裁裁存存在在的的力力：：（1）冲冲裁裁力力Fp（2）卸卸料料力力FQ（3）推推料料力力FQ1（4）顶顶件件力力FQ2冲裁裁力力实实为为剪剪切切力力：：其它它三三力力的的计计算算：：卸料料力力：：推料料力力：：顶件件力力：：二、压力机机公称压力力的选取选择压力机机的条件：：冲裁工艺总总力计算的的三种情况况：（1）采用弹压压卸料装置置和下出件件的模具时时：（2）采用弹压压卸料装置置和上出件件的模具时时：（3）采用刚性性卸料装置置和下出件件的模具时时：三、冲模压压力中心的的确定冲模的压力力中心与压压力机滑块块中心重合合。1、简单形状状压力中心心的计算（1）直线的压压力中心在在中点；（2）圆弧的压压力中心计计算，如图图所示，对对任意角2α：2、单凸模压压力中心的的确定根据“力矩矩定理”，，用解析法法确定压力力中心。步骤：（1）按比例画画出凸模刃刃口的轮廓廓形状；（2）在凸模刃刃口轮廓内内（或外））的任意处处，建立坐坐标系。（3）将凸模刃刃口轮廓线线分为若干干线段（直直线或圆弧弧段）L1、L2……，Ln，并用各段段长度代表表各自的冲冲载力。（4）确定凸模模刃口各线线段的压力力中心位置置及其坐标标值（X1，Y1）、（X2、Y2）……（Xn、Yn）。3、多凸模冲冲裁时压力力中心的确确定根据“力矩矩定理”，，用解析法法确定压力力中心。步骤：（1）按比例画画出各凸模模刃口的轮轮廓形状及及正确位置置；（2）建立XOY坐标系，并并尽量使计计算简便。。（3）确定定各凸凸模的的压力力中心心坐标标和周周长。。（4）求总总合力力的压压力中中心坐坐标。。例题：：（在黑黑板上上讲））1、如图图建立立的坐坐标系系，已已知：：L1=12.5mm、L2=21.5mm、L6=6mm、L7=28mm，求该该凸模模的压压力中中心坐坐标。。2、确定定如图图所示示制件件的冲冲孔落落料复复合模模的压压力中中心位位置。。四、降降低冲冲裁力力的措措施斜刃冲冲裁法法；阶阶梯冲冲裁法法。返回一、材材料的的经济济利用用材料利利用率率：冲裁时板板料上的的废料：（1）工艺废废料；（2）结构废废料。排样原则则：（1）提高材材料利用用率。（2）应使操操作简单单，劳动强度小小且安全全。（3）模具结结构简单单、寿命高。（4）保证制制件质量量。二、排样样方法（1）有废料料排样（2）少废料料排样（3）无废料料排样三、搭边边和条料料宽度的的确定1、搭边过大，浪浪费材料料；过小小，易使使板料翘翘曲或被被拉断，，增大毛毛刺，可可能损坏坏模具。。搭边值查查表经验验数据得得到。2、条料宽宽度的确确定（1）有侧压压装置时时条料的的宽度（2）无侧压压装置时时条料的的宽度（3）有定距距侧刃时时条料的的宽度导料板之之间的距距离为：：返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回冲裁模的的分类（1）按工序序性质：：落料模模、冲孔孔模、弯弯曲模、拉深深模等。。（2）按工序序组合方方式：单单工序模模、复合合模、级进模。。（3）按上、、下模导导向方式式：无导导向模、、导柱模、导导板模等等。（4）按凸、、凹模所所用材料料：硬质质合金冲冲模、锌基合金金冲模、、聚氨酯酯冲模等等。一、单工工序冲裁裁模1、落料模模（1）无导向的的敞开式式落料模模（2）导板式落落料模（3）带导柱的的弹顶落落料模2、冲孔模模（1）冲侧孔模模（2）小孔冲模模二、复合合冲裁模模特点：有有一零件件为凸凹模。优点：结结构紧凑凑，生产产率高，，制件精精度高，，特别对对于制件件孔对外外形的位位置度容容易保证证。缺点：结结构复杂杂，制造造和装配配较困难难。按大凹模模安装在在上模还还是下模模，分为为：(1)倒装式复复合模(2)正（顺））装式复复合模三、级进进冲裁模模属工序集集中的工工艺方法法。在一套模模具上切切边、切切槽、冲冲孔、塑塑性成形形、落料料等工序序在一套套模具上上完成分为：普通级进进模和精精密级进进模。按普通级级进模：：（1）用导正销销定距的的级进模模；（2）用侧刃定定距的级级进模。返回返回一、冲裁裁件的工工艺性分分析1、普通冲冲裁件的的形状和和尺寸（1）形状简单单、对称、、排样时少少废料。（2）避免过长长的悬臂与与狭槽,一般狭槽宽宽度应大于板料厚度度的2倍。（3）尽量减少少不带圆角角半径的冲冲裁件。（4）冲孔的尺尺寸不能太太过小。（5）孔间距a或工件边缘缘的间距不不能过小。。一般a≥2t且a＞3mm。（6）弯曲件和和拉深件的的孔与壁应应保持一定定距离。2、普通冲裁裁件的尺寸寸精度和表表面粗糙度度当模具结构构合理，其其制造精度度较高时，，制件的外外形精度应应低于IT10级，内孔尺尺寸精度应应低于IT9级；一般尺寸精精度为IT11级以下。工工件尺寸精精度最好不不高于IT12级。其详细内容容可参看教教材图表。。二、冲裁工工艺方案的的确定1、冲裁工序序的组合（1）生生产产批批量量：：小小批批量量，，单单工工序序冲冲裁裁；；中中大大批批量量，，复合合冲冲裁裁或或级级进进冲冲裁裁。。（2）工工件件尺尺寸寸公公差差等等级级。。复复合合冲冲裁裁精精度度高高，，级级进进冲冲裁稍稍低低。。（3）对对工工件件尺尺寸寸、、形形状状的的适适应应性性。。工件件尺尺寸寸较较小小，，宜宜用用复复合合冲冲裁裁或或级级进进冲冲裁裁。。中等等尺尺寸寸，，宜宜用用复复合合冲冲裁裁。。孔间间距距过过小小，，宜宜采采用用级级进进冲冲裁裁。。级进进冲冲裁裁，，工工件件尺尺寸寸不不宜宜过过大大。。（4）模模具具的的制制造造、、安安装装调调整整和和成成本本。。复复合合模模易易制制造造，，安安装装调调试试成成本本低低。。（5）操操作作的的方方便便与与安安全全。。级级进进模模较较复复合合模模安安全全。。2、冲冲裁裁顺顺序序的的安安排排（1）级进进冲裁裁的顺顺序安安排a：先冲冲孔后后落料料（或或切断断）。。定位位精度度要求求高时时，可可加冲冲工艺孔孔。b：采用用定距距侧刃刃，单单侧刃刃时，，切边边工序序与首首次冲冲孔同同时进进行，，便于于控制制送料料间距距。双双侧刃刃时，，可安安排成成一前前一后后，也也可并并列。。（2）多工工序工工件用用单工工序冲冲裁时时的顺顺序安安排a：先落落料，，后冲冲孔。。定位位基准准要一一致。。b：多孔孔时，，先冲冲大孔孔后冲冲小孔孔。返回一、冲冲模零零件的的分类类二、凸