冲裁工艺与冲裁模设计

冲裁工艺与冲裁模的设计2.1典型案例2.2冲裁工艺与模具的设计程序2.3冲裁工艺性分析2.4冲裁工艺过程2.5排样2.6冲裁模刃口尺寸计算2.7定位与卸料出料2.8凸、凹模结构设计2.9冲裁模总体设计2.1典型案例（1）垫圈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Q215），属于大批量生产。

t=1mm（2）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（或存在较小的）毛刺，材料一般为电工硅钢（如D31），属于大批量生产。（3）录音机机芯自停杆材料一般为优质碳素结构钢（如10F），属于成批生产。2.2冲裁工艺与模具的设计程序

冲裁模设计的总原则：在满足制件尺寸精度和形状精度的前提下力求使模具结构简单、操作方便、材料消耗少、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图绘制非标零件图绘制冲裁模设计程序示意图（1）审图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。材料：D31（2）冲裁工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件结构、形状、尺寸和材料等对冲裁工艺的适应性。（3）冲裁工艺方案制定依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺方案。单工序工艺方案复合工艺方案连续工艺方案（4）排样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。冲压件排样实物（5）刃口尺寸寸计算（6）冲压力及及冲压设备选选择（7）压力中心计计算（8）凸、凹模模结构设计计在设计中应应尽可能采采用标准冷冷冲模具结结构尺寸。。（9）总体结构构设计（10）冲裁模装装配图绘制制（11）非标零件件图绘制2.3冲裁工艺性性分析2.3.1冲裁变形特特征c）断裂分离离阶段凸、凹模间间隙正常且且无弹压时时，金属材材料的冲裁裁变形过程程a）弹性变形形阶段b）塑性变形形阶段普通冲裁零零件断面冲裁件断面面示意图冲裁件断面面质量1—光亮带2—毛刺3—断裂带4—塌角带a)间隙过小b)间隙适中c)间隙过大2.3.2冲裁工艺性性要求冲裁件的工工艺性是指指该工件在在冲裁加工工中的难易易程度。良好的的冲裁工艺艺性应保证证材料消耗耗少、工序序数少、模具结构简简单且寿命命长、产品品质量稳定定、操作安安全方便等。（1）冲裁件的的形状与结结构冲裁件的形形状应尽可可能的简单单、对称。。1）应避免冲冲裁件上有有过长的悬悬臂和狭槽槽。冲裁件悬臂臂与窄槽尺尺寸最小宽度：：b>2t2）冲裁件件的孔与边缘间间、孔与孔孔之间的距距离b1、b2不能太太小。最小孔孔边距距离一般取取b1＞1.5t，b2＞2t3）冲冲裁件件的外外形或或内孔孔的转转角处处，应应避免免有锐锐角的的清角角，应应采用用圆弧弧过渡渡。4）冲孔孔的尺尺寸不不能太太小。。（2）冲裁裁件的的尺寸寸精度度和粗粗糙度度普通冲冲裁件件1）尺寸寸精度度一般般在IT10~IT11级以下下2）粗糙糙度低低于Ra=6.3μμm3）冲孔孔精度度比落落料精精度高高一级级（3））冲裁裁材料料选材原原则：：1）取决决于零零件的的要求求2）“廉廉价代代贵重重，薄薄料代代厚料料，黑黑色代代有色色”3）采用用国家家标准准规格格材料料（4）典型型案例例分析析1）垫圈圈：无悬臂臂狭槽槽，孔孔边距距较大大，无无尖锐锐转角角，孔孔径较较大；；制件尺尺寸精精度较较低，，无粗粗糙度度要求求；材料为为普通通碳素素钢，，冲裁裁性能能较好好，但但容易易产生生毛刺刺。2）电机机转子子：制件结结构复复杂，，形状状对称称，无无悬臂臂狭槽槽，孔孔边距距较大大；转子轴轴孔Φ10的公差差为0.027mm（IT8级）；；外圆Φ47.2的公差差为0.05mm（IT9级）；；毛刺高高度应应小于于0.05mm；材料为为电工工硅钢钢，材材料具具有一一定的的脆性性。90ºº的转角处处3）电机定定子：分析同电电机转子子电机定子外形R3圆弧处锐角4）录音机机机芯暂暂停杆展展开件：：制件结构构复杂，，形状不不对称；；制件A部为一悬悬臂（1.4××8.65）；孔边距较较小；制件转角角未注半半径为0.3mm。录音机机机芯转录录杆展开开件2.4冲裁工艺艺过程2.4.1垫圈冲裁裁工艺方方案制定定单一工序序复合工序序级进工序序2.4.2电机转子子冲裁工工艺方案案制定a）b）c）单一工工序a）落Φ47.2mm外圆b）冲Φ10mm孔和定定向槽槽口R0.3mmc）冲12个槽口口复合工工序级进工工序2.4.3电机定定子冲冲裁工工艺方方案制制定（1）冲裁裁工艺艺方案案a）b）c）单一工工序a）落外外形b）冲两两个腰腰形孔孔和4个Φ4mm孔c）冲Φ48.2mm孔和2个Φ5mm孔复合工工序落料式式级进进工序序切废式式级进进工序序2.4.4录音机机机芯芯暂停停杆展展开件件冲裁裁工艺艺方案案制定定切废式式级进进工序序2.5排样2.5.1冲裁排排样排样：：指制制件在在板料料或条条料排排上的的布置置方法法。冲裁排排样从从废料料的角角度来来分，，可分分为有有废料料排样样、少少废料料排样样和无无废料料排样样三种种。a)有废料料排样样b)少废料料排样样c)无废料排样样冲裁排样按按制件在材材料上的排排列形式来来分，可分分为直排法、斜斜排法、对对排法、混混合排法、、多排法和和冲裁搭边法等多种种形式。1）直排：适适用于方形形、矩形零零件。2）斜排：适适用于椭圆圆形、T形、Г形、S形零件。3）直对排：：适用于梯梯形、三角角形、半圆圆形、T形、Π形、Ш形零件。4）斜对排：：适用于椭椭圆形、T形、Г形、S形零件。6）多行排：：适用于大大批量生产产中尺寸不不大的圆形形、六角形、方形、、矩形零件件。7）交叉排：：适用于C形、Π形、Ш形等零件。5）组合排：：适用于材材料与厚度度相同的两两种以上零件。8）裁搭边法法——整裁法：适适用于尺寸寸较小且形形状较简单的细长零件。9）裁搭边法——分次裁切法法：适用于于尺寸较小小且形状较复杂的细细长零件。。典型案例冲冲裁排样分分析垫圈电机转子电机定子电机转子与与电机定子子套排（级级进工序））录音机机芯芯暂停杆展展开件录音机机芯芯暂停杆展展开件2.5.2搭边值的确确定搭边：指排排样时制件件与制件之之间、制件件与条（板板）料边缘之间的余余料。搭边的作用用1）搭边能够够补偿定位位误差，保保证冲出合合格的制件件；2）保证条料料具有一定定的刚性，，便于送料料；3）起到保护护模具的作作用，以免免模具过早早地磨损而而报废。（1）普通冲裁裁搭边值的选选取。（见见表2-10~表2-12）（2）多工序连连续冲压1）切断工序序中其搭边边值的选取取：主要指指制件与制制件之间被被切除的废废料的宽度度。（表2-13）2）切口工序序中工艺废废料值的确确定：设计计时可参照照切断加工工工艺废料料标准值。。3）材料侧面面切口值的的确定：一般取侧刃刃长度等于于进距L，然后根据据料厚t与侧刃切进长度L（或料宽B）求出切边边宽度F。侧刃切口值值（3）典型案例例冲裁搭边边值确定1）垫圈冲裁裁搭边值确确定料厚为1mm，由表2-10可查得，工件间搭边边值a1=0.8mm，沿边搭边边值a=1.0mm。2）电机转子子和电机定定子冲裁搭搭边值确定定料厚为0.35mm，由表2-10可查得，工件间搭边边值a1=1.2mm，沿边搭边边值a=1.5mm。3）录音机机机芯暂停杆杆展开件冲冲裁搭边值值确定料厚为0.8mm，由表2-10可查得，工件间搭边边值a1=1.5mm，沿边搭边边值a=1.8mm。案例排样图图垫圈（单排排）级进工序复合工序级进工序复合工序垫圈（多排排）电机转子（（单排）级进工序复合工序电机转子（（多排）级进工序复合工序电机定子（（单排）复合工序电机定子（（单排）级进工序电机定子（（多排）级进工序复合工序电机转子与与电机定子子套排（级级进工序））录音机机芯芯暂停杆展展开件（直直排）录音机机芯芯暂停杆展展开件（直直对排）录音机机芯芯暂停杆展展开件（斜斜排）2.5.3材料利用率率的计算（1）条料宽度度尺寸的确确定1）有侧压压装置：B=(L+2b)-Δ2）无侧压装置置：B=(L+2b+C)–Δ式中：L——制件垂直于于送料方向向的基本尺尺寸；Δ——条料的宽度度公差（见见表2－16）；b——侧面搭边值值；C——送料保证间间隙：B≤100，C=0.5~1.0；；B＞100，，C=1.0~1.5。。簧片压块式式侧压1—簧片2—压块3—基准导料板板3）采用侧刃：B=(L+1.5b+nF)–Δ式中：L——制件垂直于于送料方向向的基本尺尺寸；n——侧刃数；F——侧刃裁切宽宽度；Δ——条料的宽度度公差；b——侧面搭边值值。（2）材料料利用率的的计算一般常用的的计算方法法是：一个个进距内的的实际面积积与所需板料面面积之比的的百分率，，一般用η表示：式中：A—在送料方向向，排样图图中相邻两两个制件对对应点的距距离（mm）；B—条料宽度（（mm）；S—一个进距内内之间的实实际面积（（mm）；S0—一个进距内内所需毛坯坯面积（mm）。（3）典型案案例冲裁裁材料利利用率计计算（见见表2-17）2.6冲裁模刃刃口尺寸寸计算2.6.1冲裁间隙隙冲裁间隙隙是指冲冲裁模凸凸模与凹凹模刃口口间缝隙隙的距离离。Z=Dp-Dd式中Z——冲裁间隙隙（mm）；Dd——凹模刃口口尺寸（（mm）；Dp——凸模刃口口尺寸（（mm）。（1）间隙对对冲裁件件断面质质量的影影响播放动画画间隙隙过过小小间隙隙适适合合间隙隙过过大大（2）冲裁裁间隙隙对冲冲裁件件尺寸寸精度度的影影响冲裁件件的尺尺寸偏偏差主主要是是由两两个方方面造造成的的：一一是冲冲模的的制造造偏差差，二二是冲冲裁件件实际际尺寸寸与冲冲模刃刃口尺尺寸之之间的的偏差差。Z（t%）Z（t%）—————平行纤维方向――――垂直纤维方向a）b）间隙对冲裁件尺寸精度的影响a）落料b）冲孔间隙越越小，，冲裁裁力就就越大大；反反之，，间隙隙越大大，冲冲裁力就小小。间隙越越小，，卸料料力和和推料料力随随之增增加；；间隙隙越大大，卸卸料力力和推推料力力随之之减小小。（3）冲裁裁间隙隙对冲冲裁力力、卸卸料力力、推推料力力、顶顶料力力的影影响（4）冲裁裁间隙隙对冲冲模寿寿命的的影响响凸、凹凹模刃刃口磨磨损情情况较小的的间隙隙可提提高模模具的的使用用寿命命。过过小的的间隙隙对模模具的的寿命命极为为不利利。（5）合理理间隙隙值的的确定定合理间间隙是是一个个范围围值，，其上上限为为最大大合理理间隙隙，其下限限为最最小合合理间间隙。。在具体体设计计冲裁裁时，，根据据零件件在生生产中中的具具体要要求可按下下列原原则进进行选选取：：①当冲冲裁件件尺寸寸精度度要求求不高高，或或对断断面质质量无无特殊殊要求求时，，一般般采用用较大大的间间隙值值。②当冲冲裁件件尺寸寸精度度要求求较高高，或或对断断面质质量有有较高高要求求时，，应选选择较较小的的间隙隙值。。③在设设计冲冲裁模模刃口口尺寸寸时，，应按按最小小间隙隙值来来计算算刃口口尺寸寸。确定合合理间间隙的的方法法通常常有理理论分分析法法、经经验确确定法及查查表法法。（6）典型型案例例冲裁裁间隙隙的确确定1）垫圈圈冲裁裁间隙隙垫圈零零件对对冲裁裁断面面质量量无要要求，，一般般为Ⅰ类断面，由由表2-18可查得得Zmax≤40%t，即Zmax≤0.4mm。2）电电机机转转子子和和电电机机定定子子的的冲冲裁裁间间隙隙电机机转转子子和和电电机机定定子子对对冲冲裁裁断断面面质质量量要要求求较较高高，，一一般为为Ⅲ类断断面面，，由由表表2-18可查查得得Z=（14%~18%）t，即即Z=0.049~0.063mm。3）录录音音机机机机芯芯暂暂停停杆杆展展开开件件冲冲裁裁间间隙隙录音音机机机机芯芯暂暂停停杆杆对对冲冲裁裁断断面面质质量量要要求求较较高高，，一一般般为Ⅲ类断断面面，，由由表表2-18可查查得得Z=（14%~18%）t，即即Z=0.112~0.144mm。2.6.2凸、、凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸计计算算的的原原则则①落落料料尺尺寸寸取取决决于于凹凹模模尺尺寸寸，，冲冲孔孔尺尺寸寸取取决决于于凸凸模模尺尺寸寸。。②根根据据磨磨损损规规律律，，设设计计落落料料模模时时，，凹凹模模基基本本尺尺寸寸应应取取制制件件尺尺寸寸公公差差范范围围内内的的较较小小尺尺寸寸；；设设计计冲冲孔孔模模时时，，凸凸模模基基本本尺尺寸寸则则应应取取制制件件孔孔尺尺寸寸公公差差范范围围内内的的较较大大尺尺寸寸。。③冲裁裁间间隙隙一一般般采采用用最最小小合合理理间间隙隙值值。。④刃口尺寸寸的制造造偏差方方向，原原则上单单向注向向金属实实体内部部。凸、凹模模刃口尺尺寸计算算关系2.6.3凸、凹模模刃口尺尺寸的计计算方法法冲裁模加加工方法法的不同同，其刃刃口尺寸寸的计算算方法也也不同。冲冲裁模的的加工方方法分为为互换加加工法和和配做加加工法两种。（1）凸、凹模模互换加工工时，凸凸、凹模模刃口尺尺寸的计计算适用于圆圆形等简简单形状状的冲裁裁件，设设计时需需在图纸纸分别标注注凸、凹凹模的刃刃口尺寸寸及制造造公差。。为了保保证冲裁间隙在合合理范围内内，需满足足下列关系系式：或取：δd=0.6(Zmax-Zmin)δp=0.4(Zmax-Zmin)1)落料3)孔心距Ld=(Lmin+0.5ΔΔ)±0.125ΔΔ2)冲孔（2）凸、凹模模配合加工工时，凸凹凹模刃口尺尺寸的计算算配合加工方方法，是先先按照工件件尺寸计算算出基准件件凸模（或凹模模）的公称称尺寸及公公差尺寸，，然后配做做另一个相配件凹模模（或凸模模）。设计时，只只要把基准准件的刃口口尺寸及制制造公差详详细注明，而另另外一个相相配件只需需在图纸上上注明：凸凸（凹）模刃口尺寸寸按凹（凸凸）模的实实际尺寸配配制。保证证双面间隙Z即可。刃口尺寸计计算方法1）落料模刃刃口尺寸计计算以凹模为基基准件，配配制凸模，，由于工件件比较复杂杂，故凹模磨损损后刃口尺尺寸有变大大、变小和和不变三种种情况。a）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

播放动画①模具磨损损后刃口尺尺寸变大的的，如图中中尺寸A1、A2、A3，计算时应应使其具有有最小极限限尺寸。其其基准件尺尺寸为：②模具磨损损后刃口尺尺寸变小的的，如图中中尺寸B1、B2，计算时应应使其具有有最大极限限尺寸。其其基准件尺尺寸为：③模具磨损损后刃口尺尺寸大小不不变化的，，如图中尺尺寸C1、C2、C3，计算时按按凹模孔距距公式进行行。其基准准件尺寸为为：式中Ad、Bd、Cd——凹模刃口尺尺寸；Amax、Bmin、C平均——工件的最大大、最小和和平均尺寸寸。2）冲孔模模刃口尺寸寸计算以凸模为基基准件，先计算凸模模的刃口尺尺寸，再配配制凹模。凸模同样样存在着磨磨损后变大大、变小和和不变的三三种磨损情况。。①模具磨损损后刃口尺尺寸变小的的，如图中中尺寸A1、A2、A3，计算时应应使其具有有最大极限限尺寸。其其基准件尺尺寸为：②模具磨损损后刃口尺尺寸变大的的，如图中中尺寸B1、B2，计算时应应使其具有有最小极限限尺寸。其其基准件尺尺寸为：③模具磨损损后刃口尺尺寸大小不不变化的，，如图中尺尺寸C1、C2、C3，计算时与与凹模孔距距计算公式式相同。式中Ap、Bp——凸模刃口尺尺寸；Amin、Bmax——工件的最大大和最小尺尺寸。（3）冲模尺寸寸属于半边边磨损刃口口尺寸的计计算其计算方法法与其他尺尺寸计算方方法相同，，只是在刃刃口尺寸计算时时，把冲裁裁间隙值及及冲模的制制造公差减减半选取即可。（4）采用电火火花加工冲冲模时刃口口尺寸的计计算采用电火花花加工也属属于配合加加工，一般般都在凸模模上标注刃口尺尺寸和制造造公差，凹凹模刃口只只标明与凸凸模刃口配制加工，，并保证最最小间隙即即可。2.6.4案例刃口尺尺寸计算案例的刃口口尺寸计算算如表2-21所列毛坯的定位位a-固定挡料销销b、c-导料销2.7定位与卸料料出料2.7.1定位方式确确定在送料方向向上的定位位，用来控控制送料的的进距；在与送料方方向垂直方方向上的定定位，通常常称为送进进导向。（1）定位板与与定位销用于单个毛毛坯进行冲冲压加工时时定位。a）b）c）d）定位板与定定位销a、b－定位板c、d－定位销（2）挡料销保证条料送送进时有准准确的送进进距。a）圆柱头挡料料销b）钩形挡料销销c)活动挡料销销a）b）c)固定挡料销销始用挡料销销始用挡料销销用于条料送送进时的首首次定位。。导正销1—导正销2—挡料销（3）导正销保证级进模模冲裁件各各部分的相相对位置精精度，消除除送料和导导向中产生生的误差。。挡料销的位位置e可由下式计计算式中c——条料布距；；D——落料凸模直直径；d——挡料销头部部直径；0.1———导正销往前前推的活动动余量。（4）导料板或或导料销导正条料或或带料的送送进方向。。导料板常用用于单工序序模和级进进模a)分离离式式导导料料板板b)整体体式式导导料料板板c）导导料料销销形形式式导料料销销多多用用于于有弹弹性性卸卸料料板板的的单单工工序序模模簧片压块式式侧压1—簧片2—压块3—基准导料板板侧压装置装装于导料板板一侧，用用于消除条条料的宽度度误差。（5）定距侧刃以切去条料料旁侧少量量材料来限限定送料步步距。侧刃一般用用于级进模模的送料定定距，使用用的材料厚厚度为0.1~1.5mm。侧刃定距准准确可靠，，生产效率率高，但增增大了总冲冲裁力、降降低了材料料利用率。。如能用挡料料销满足定定距要求的的场合，一一般不采用用侧刃。a）b）c）侧刃断面形形状a）长方形侧刃刃b）成形侧刃c）尖角形侧侧刃（6）案例分析析——垫圈级进复合（6）案例分析析——电机转子级进复合（6）案例分析析——电机定子级进复合（6）案例分析析——录音机机芯芯暂停杆展展开件级进2.7.2卸料料及出料形形式确定（1）卸料板分为刚性卸卸料板和弹弹性卸料板板两种形式。封闭式适用用于冲压厚厚度在0.5mm以以上的条料料；悬臂式式适用用于窄窄而长长的毛毛坯；钩形适适用于于简单单的弯弯曲模模和拉拉深模模。a）b）c）刚性卸卸料板板a）封闭式式刚性性卸料料板b）悬臂式式刚性性卸料料板c）钩形刚刚性卸卸料板板工作空空间敞敞开，，操作作方便便，生生产效效率高高，冲冲压前前对毛坯有有压紧紧作用用，冲冲压后后又使使冲压压件平平稳卸卸料，，从而而使冲裁件件较为为平整整。但受弹弹簧、、橡胶胶等零零件的的限制制，卸卸料力力较小小，且且结构复杂杂，可可靠性性与安安全性性不如如刚性性卸料料板。。a）b）c）弹性卸卸料板板a）顺装式式模具具b）倒装式式模具具c）采用橡橡胶等等弹性性元件件（2）推件件装置置刚性推推件装装置，，推力力大，，推件件可靠靠，但但不具具有压压料作用。。弹性推推件装装置，，在冲冲压时时能压压住工工件，，冲出出的工工件质量较较高，，但推推力有有限。。a）b）推件装置置a）刚性推件装置置b）弹性推件装置置（3）压边圈圈（4）案例分分析1）垫圈、、电机转转子、电电机定子子（落料料形式））采用正正装复合合模时卸卸料、出出料装置置的选择择由于制件件及废料料均存于于下模上上表面，，在冲裁裁时需及及时清理下模模上表面面，因而而只能采采用弹性性卸料板板卸料。。制件由由弹性顶件件装置顶顶出落料料凹模。。冲孔废料料有刚性性打料和和弹性顶顶件两种种形式，，因弹性性顶件的使用用使模具具结构变变得较为为复杂、、尺寸增增大、冲冲压力增增加；而刚刚性打料料则结构构简单、、不加大大冲压力力。所以以宜选用用刚性打料料装置。。（4）案例分分析2）垫圈、、电机转转子、电电机定子子（落料料形式））采用倒倒装复合合模时卸卸料、出出料装置置的选择择由于制件件存于下下模上表表面，在在冲裁时时需及时时清理模模具表面，因因而只能能采用弹弹性卸料料板卸料料。制件有刚刚性打料料和弹性性顶件两两种形式式，因弹弹性顶件件的使用使模模具结构构变得较较为复杂杂、尺寸寸增大、、冲压力力增加；；而刚性打打料则结结构简单单、不加加大冲压压力。所所以宜选选用刚性性打料装置置。废料可由由凹模漏漏料孔直直接下出出料。（4）案例分分析3）垫圈圈采用级级进冲裁裁时模时时卸料、、出料装装置选择择为简化模具具结构，方方便冲裁时时的操作，，一般设计计成下出料形式。。因垫圈具具有一定的的料厚，所所以选择采采用刚性卸卸料装置，如如此可降低低冲压力。。4）电机转转子、电机机定子采用用级进冲裁裁时模时卸卸料、出料料装置选择择一般均采用用下出料形形式，若采采用叠片切切口（或叠叠片泡），，则在模具具内可直接接叠压成所所需片数后后下出料。。由于材料厚厚度较小，，不宜采用用刚性卸料料，因此选选用弹性卸料。5）录音机机机芯暂停停杆展开件件冲裁模卸卸料、出料料装置选择择因采用级进进模切废形形式进行冲冲裁，所以以一般均选选用弹性压料装置置的下出料料形式。2.7.3冲压力冲压力是冲冲裁力、卸卸料力、推推件力和顶顶料力的总总称。（1）冲裁力F=K·L·t·τ式中F——冲裁力（N）；L——冲裁件周边边长度（mm）；K——系数，取K=1.3；t——材料厚度（（mm）;τ——材料抗剪强强度（MPa）K卸——卸料力系数数；K推——推料力系数数；K顶——顶料力系数数。卸料力、推推料力、顶顶件力F卸=K卸FF推=nK推FF顶=K顶F（2）卸料力、、推料力、、顶料力（3）冲压力的的计算①采用弹性性卸料和上上出料方式式时，总冲冲压力为FΣ=F+F卸+F顶②采用刚性性卸料和下下出料方式式时，总冲冲压力为FΣ=F+F推③采用弹性性卸料和下下出料方式式时，总冲冲压力为FΣ=F+F卸+F推（4）案例分析析案例的冲压压力计算见见表2-18。2.7.4模具压力中中心的计算算冲裁模的压压力中心是是指冲裁合合力的作用用点。在设计冲模模时必须确确定模具的的压力中心心，并使其其通过模柄的轴轴线，从而而保证模具具压力中心心与冲床滑滑块中心重合。（1）简单形状状的工件，，其压力中中心的计算算1）对称形状状的零件对称工件的的压力中心心垫圈复合模模2)直线线段的压力力中心位于于直线段的的中心；3)等半径的圆圆弧段的压压力中心x0=rsinα/α式中α——弧度。压力中心位位于角平分分线上x0点（2）复杂工件件或多凸模模冲裁件的的压力中心心根据力矩平平衡原理进进行计算计算算步步骤骤：：①按按比比例例画画出出工工件件的的轮轮廓廓图图。。复杂杂工工件件的的压压力力中中心心多凸凸模模冲冲裁裁件件的的压压力力中中心心②在在任任意意处处选选取取坐坐标标轴轴X、Y（选选取取坐坐标标轴轴不不同同，，则则压压力力中中心心位位置置也也不不同同））。。③将将工工件件分分解解成成若若干干直直线线段段或或圆圆弧弧段段，，l1、l2、…ln。④计计算算各各基基本本线线段段的的中中心心到到Y轴的的距距离离x1、x2、…xn和到到X轴的的距距离离y1、y2、…yn，则则根根据据力力矩矩原原理理可可得得压压力力中中心心的的计计算算公公式式为为（3）案案例例分分析析———（复复合合））压力力中中心心位位于于制制件件形形心心（（0，0）（3）案案例例分分析析———垫圈圈（（级级进进））取外外形形落落料料形形心心处处为为坐坐标标原原点点（（0，0）。。因因制制件件形形状状对对称称，，得得：：（3）案案例例分分析析———电机机转转子子（（级级进进））取模具具第3工位的的中心心为坐坐标原原点（（0，0），因因制件件形状状对称称，在在忽略略侧刃刃冲压压力时时：（3）案例例分析析——电机定定子（（级级进））取模具具第2~第3工位的的中心心为坐坐标原原点（（0，0），因因制件件形状状对称称，在在忽略略侧刃刃冲压压力时时：（3）案例例分析析——录音机机机芯芯暂停停杆（（级级进））取侧刃刃头部部为坐坐标原原点（（0，0）。圆弧：：（3）案例例分析析——录音机机机芯芯暂停停杆（（级级进））2.8凸、凹凹模结结构设设计2.8.1凸模结结构设设计（1）凸模的的结构形形式凸模按其其工作断断面的形形式可分分为圆形形和非圆圆形凸模模。1）圆形凸模模：工作断断面为圆形形a）b）c）d）e）圆形凸模a)b)c)a)非圆形凸模模b)长方形凸模模c)直通式凸模模2）非圆形形凸模：近近似分为圆圆形类和矩矩形类圆形类凸模模注意凸模模定位，常常用骑缝销销来防止凸凸模的转动动。如果用线切切割加工非圆形凸模，则固固定部分和和工作部分分的尺寸及及形状一致致，即为直直通式凸模模。（2）凸模长度度的确定在满足使用用要求的前前提下，凸凸模尽量减减短。采用固定卸卸料板的冲冲裁模凸模长度为为：L=h1+h2+h3+(15~20)mm式中h1——凸模固定板板厚度；h2——卸料板厚度度；h3——导尺厚度；；L——凸模长度；；15~20mm———包括凸模进进入凹模的的深度、凸凸模修磨量量、冲模在在闭合状态下卸料板板到凸模固固定板间的的距离。（3）凸模强度度的校核当凸模特别别细长或板板料厚度较较大时，应应对凸模进进行压应力和弯弯曲应力的的校核。（4）案例分析析设计凸模时时，如无特特殊要求，，其长度（（厚度）尺尺寸一般按按《冷冲模》国家标准（（GB2851~2857———81）选取，级级进模凸模模设计示例例如表2-20所示。级进模凸模模设计示例例垫圈落料凸模固定板厚度度：14mm；卸料板厚度度：10mm；导料板厚度度：8mm；L=14+10+8+15=47mm冲孔凸模（4）案例分析析电机转子固定板厚度度：25mm；卸料板厚度度：22mm；弹性元件厚厚度：30mm；L=25+22+30=77mm注：此处弹弹压厚度为为初选。（4）案例分析析电机定子固定板厚度度：25mm；卸料板厚度度：22mm；弹性元件厚厚度：30mm；L=25+22+30=77mm凸模的悬空空长度为：：52mm若不考虑导导向，则因此，Ø4的冲孔凸模模应设计成成阶梯形式式（4）案例分析析电机定子（4）案例分析析录音机机芯芯暂停杆固定板厚度度：25mm；卸料板厚度度：22mm；弹性元件厚厚度：30mm；L=25+22+30=77mm凸模的悬空空长度为：：52mm若不考虑导导向，则（4）案例分析析录音机机芯芯暂停杆（4）案例分析析录音机机芯芯暂停杆2.8.2凹模结构设设计（1）凹模的刃刃口形式ⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣⅤⅤ凹模的结构构形式（2）凹模外形形尺寸凹模厚度：：H=Kb凹模壁厚：：小凹模C=(1.5~2)H大凹模C=(2~3)H式中中b———凹模模孔孔的的最最大大宽宽度度（（mm）；；K————系数数，，见见表表2-18；H————凹模模厚厚度度，，其其值值为为15~20mm；C————凹模模壁壁厚厚，，其其值值为为26~40mm。（3）凸凸凹凹模模的的最最小小壁壁厚厚凸凹凹模模的的内内、、外外缘缘均均为为刃刃口口，，内内、、外外缘缘之之间间的的壁壁厚厚取取决决于于冲冲裁裁件件的的尺尺寸寸，，为为保保证证凸凸凹凹模模的的强强度度，，凸凸凹凹模模应应具具有有一一定定的的壁壁厚厚。。凸凹凹模模的的最最小小壁壁厚厚C一般般按按经经验验数数据据确确定定不积积聚聚废废料料的的凸凸凹凹模模最最小小壁壁厚厚值值为为：：冲裁裁硬硬材材料料时时m=1.5t冲裁裁软软材材料料时时m≈≈t积聚聚废废料料的的凸凸凹凹模模，，由由于于胀胀力力大大，，故故最最小小壁壁厚厚只只要要比比上上述述数数据据适适当当加加大大。。（4）案例分分析垫圈由表2-21得K复合=0.35；K级进=0.35H复合=0.35×20=7mm；H级进=0.35×20=7mmC取26mmD＞72mm复合由GB2873.4-81查得D=80mm凸凹模长长度：40mm级进由GB2873.4-81查得（4）案例分分析电机转子子由表2-21得K复合=0.30；K级进=0.30H复合=0.3×47.2=14.2mmH级进=0.3×47.6=14.3mmC取26mm复合模D＞99.2mm由GB2873.4-81查得D=100mm凸凹模模长度度：40mm级进模模由GB2873.4-81查得L=315mmB=200mm（4）案例例分析析电机定定子由表2-21得K复合=0.20；K级进=0.20H复合=0.2××84=16.8mmH级进=0.2××88.6=17.7mmC取26mm复合模模D＞136mm由GB2873.4-81查得L=160mmB=125mm凸凹模模长度度：52mm级进模模D＞140.6mm由GB2873.4-81查得（4）案例例分析析电机定定子（4）案例例分析析录音机机机芯芯暂停停杆由表2-21得K=0.22H=0.22××42.58=9.38mmC取26mmD＞99mm由GB2873.4-81查得2.9冲裁模模总体体设计计2.9.1导向及及支承承固定定零件件（1）导柱柱和导导套保证上上、下下模的的精确确导向向1）滑动动导柱柱、导导套加工方方便，，容易易安装装，是是应用用最广广的导导向装装置。。2）滚珠导导柱、、导套套适用于于高速速冲模模、精精密冲冲裁模模以及及硬质质合金金模具具。滑动导导柱、、导套套结构构形式式1—上模座座2—导套3—导柱4—下模座座5—特殊螺螺钉6—螺钉7—压板滚珠导导柱、、导套套结构构形式式1—导套2—上模座座3—滚珠4—滚珠夹夹持圈圈5—导柱6—下模座座（2）上、、下模模座模座分分带导导柱和和不带带导柱柱两种种。d）e）f）带导柱柱模座座的形形式a)后侧导导柱模模座b)对角导导柱模模座c)中间导导柱模模座d)四导柱柱模座座e)后导柱柱窄形形模座座f)三导柱柱模座座a）b）c）后侧导导柱模模座可可三面面送料料，操操作方方便，，但冲冲压时时容易易引起起偏心心距而而使模模具歪歪斜。。适用用于冲冲压中中等精精度的的较小小尺寸寸冲压压件的的模具具。后侧导导柱模模座对角导导柱模模座便便于纵纵向和和横向向送料料。冲冲压时时可防防止由由于偏偏心力力矩而而引起起的模模具歪歪斜。。适用用于冲冲制一一般精精度冲冲压件件的冲冲裁模模或级级进模模。对角导导柱模模座对角导导柱模模座便便于纵纵向和和横向向送料料。冲冲压时时可防防止由由于偏偏心力力矩而而引起起的模模具歪歪斜。。适用用于冲冲制一一般精精度冲冲压件件的冲冲裁模模或级级进模模。对角导导柱模模座中间导导柱模模座中间导导柱模模座适适用于于纵向送料料或以以单个个毛坯坯冲制制较精精密的的冲压压件。。四导柱柱模座座导向向性能能最好好，适适用于于冲制制比较较精密密的冲压件件。四导柱柱模座座后导柱柱窄形形模座座用于于冲制制中等等尺寸寸冲压压件的的各种种模具。后导柱柱窄形形模座座（3）模柄柄作用是是将模模具的的上模模座固固定在在冲床床的滑滑块上上。a）b）c）d）e）f）g）常用的的模柄柄形式式a)旋入式式模柄柄b)压入式式模柄柄c)铆接式模模柄d)凸缘式模模柄e)浮动式模模柄f)槽形模柄柄g)通用模柄柄1—模柄2—凹球面垫垫块3—凸球面连连接杆带螺纹的的旋入式式模柄，，垂直度度精度较较差，主主要用于于小型模模具。带台阶的的压入式式模柄，，同轴度度和垂直直度较高高，适用用于各种中中小型模模具。旋入式模模柄压入式模模柄压入铆接接式模柄柄，可以以保证较较高的同同轴度和和垂直度，适用用于各种种小型模模具。有凸缘的的模柄，，适用于于较大的的模具。。压入铆接接式模柄柄有凸缘的的模柄浮动式模模柄，可可以通过过球面垫垫块消除除冲床导导轨误差差对冲模导导向精度度的影响响，适用用于有滚滚珠导柱柱、导套套导向的精密冲冲模。浮动式模模柄1-模柄2-凹球面垫垫块3-凸球面连连接杆整体式模模柄，模模柄与上上模座做做成整体体，用于于小型模模具。整体式模模柄（4）案例分分析——导向及支支承固定定零件选选择1）垫圈冲冲裁模该零件一一般无精精度要求求，且冲冲压力和和模具结结构均较较小，应选选用滑动动导柱导导套，螺螺纹旋入入式模柄柄。复合冲裁裁单排，宜宜选用中中间导柱柱模架多排，宜宜选用后后侧导柱柱模架级进冲裁裁中间导柱柱模架或或对角导导柱模架架2）电机转转子、电电机定子子冲裁模模该两零件件为较高高精度零零件，一一般选用用带台阶阶的压入入式模柄。。复合冲裁裁一般选用