冲压课件 第二章 冲裁

第二章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：冲裁是最基本的冲压工序。本章是本课程的重点章。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：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．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：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:冲裁模：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:冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定。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。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。

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，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线上。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：①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；②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：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的定位零件：导料销、导料板、侧压板等；属于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：①弹簧式侧压装置②簧片式侧压装置③簧片压块式侧压装置④板式侧压装置不宜设置侧压装置的场合：

①板料厚度在0.3mm以下的薄板；②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计（3）挡料销①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②活动挡料销d.回带式挡料装置

③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：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：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况特点：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

Ⅰ型

Ⅱ型：长方形侧刃：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：既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。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b侧刃数量：一个或两个其他尺寸按标准规定侧刃布置：并列布置、对角布置第一节必备知识点

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: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:级进模配合使用：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=(0.8～1.2)t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（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①固定卸料板特点：卸料力大，卸料可靠

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当卸料板仅起卸料作用，取0.2~0.5mm

当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，且应小于冲裁间隙。第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件②弹压卸料装置第二章冲裁工艺与冲裁模设计特点：兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。适用：质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁。与凸模的单边间隙见表２.9.11，对特别小的冲孔凸模可将表列数值适当加大。

当卸料板兼起导板作用，同固定卸料板。

装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.3～0.5mm，以便顺利卸料。

凸台部分的高度：h=H-(0.1~0.3)t第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）③废料切刀第二章冲裁工艺与冲裁模设计适用：冲件尺寸大，采用废料切刀将废料切开而卸料结构a）圆废料切刀，用于小型模具和切薄板废料b）方形废料切刀，用于大型模具和切厚板废料尺寸刃口长度：比废料宽度大些；刃口高度：比凸模刃口低，h大约为板料厚度的2.5～4倍，且不小于2mm。第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）（1）推件装置：a）刚性推件装置b）弹性推件装置第二章冲裁工艺与冲裁模设计工作原理：特点：（2）推件（顶件）装置组成：打杆、（推板、连接推杆、）推件块推板

推件力大，工作可靠作用：压料、卸料特点：出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量较高。第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）（2）顶件装置第二章冲裁工艺与冲裁模设计①模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；②模具处于闭合状态时，其背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；③与凹模为间隙配合，外形按h8制造；与凸模呈较松的间隙配合，都可根据板料厚度取适当间隙。特点：顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高组成：顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器制造、装配要求：第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）①弹簧的选用第二章冲裁工艺与冲裁模设计a.弹簧选择原则(b)所选弹簧必须满足最大许可压缩量ΔH2的要求（3）弹簧和橡皮的选用(a)所选弹簧必须满足预压力F0的要求(c)所选弹簧必须满足模具结构空间的要求第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）①弹簧的选用（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计b.弹簧选择步骤(b)根据预压力F0和模具结构预选弹簧规格，选择时应使弹簧的最大工作负荷F2大于F0

(a)根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小，初定弹簧数量n，计算出每个弹簧应有的预压力F0并满公式(c)计算预选的弹簧在预压力F0作用下的预压缩量ΔH0

(d)校核弹簧最大允许压缩量是否大于实际工作总压缩量，即

否则重选。②橡胶的选用第二章冲裁工艺与冲裁模设计a.橡胶选择原则(b)所选橡胶允许最大压缩量ΔH2不超过其自由高度H0的45％，(a)所选橡胶必须满足预压力F0的要求ΔH2=（0.35~0.45）≥而橡胶预压缩量ΔH0=（0.10~0.15）H0(c)

橡胶高度与直径D之比应按下式校核第一节必备知识点

三、模具结构形式设计2、卸料零件（续）①橡胶的选用（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计b.橡胶选择步骤(b)根据卸料力求橡胶横截面尺寸(a)根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状和数量。冲裁卸料用较硬橡胶；拉深压料用较软橡胶。也可以按表2.9.12计算出橡胶横截面尺寸(c)求橡胶高度尺寸(d)校核橡胶高度与直径之比和最大相对压缩变形量是否在许可的范围内国家标准的聚胺配弹性体（1）模架类型第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、模架及与导向零件导柱模模架：上模座、下模座、导柱、导套导板模模架：弹压导板、下模座、导柱、导套①导柱模模架

导向结构形式滑动导向模架

滚动导向模架I级Ⅱ级0I级0Ⅱ级第一节必备知识点

三、模具结构形式设计（1）模架（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计②导板模模架

特点：作为凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构。凸模与固定板是间隙配合，因而凸模在固定板中有一定的浮动量。第一节必备知识点

三、模具结构形式设计3、模架及与导向零件（续）（2）模座第二章冲裁工艺与冲裁模设计必须十分重视上、下模座的强度和刚度在选用和设计时应注意如下几点：

①尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。

圆形模座的直径：比凹模板直径大30~70mm；矩形模座的长度应比凹模板长度大40~70mm；宽度可以略大或等于凹模板的宽度；厚度为凹模板厚度的1.0~1.5倍。第一节必备知识点

三、模具结构形式设计3、模架及与导向零件（续）（2）模座（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计②所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。

③模座材料：HT200、HT250、Q235、Q255、ZG35、ZG45等④模座的上、下表面的平行度公差一般为4级。⑤上、下模座的导套、导柱安装孔中心距精度在±0.02mm以下；安装滑动式导柱和导套时，其轴线与模座的上、下平面垂直度公差为4级。

⑥模座的上、下表面粗糙度为Ra3.2~0.8μm。

第一节必备知识点

三、模具结构形式设计3、模架及与导向零件（续）（3）导柱和导套零件导向装置第二章冲裁工艺与冲裁模设计①导柱②导套导柱导套的配合间隙：必须小于冲裁间隙冲裁间隙小的一般应按H6／h5配合；间隙较大的按H7／h6配合。

导柱导套的长度：据模具闭合高度，一般应符合图2.9.42要求。导柱导套制造、安装要求：采用H7/r6压入模座的安装孔；材料：20钢表面渗碳，淬火硬度58～62HRC滚珠导向：无间隙（过盈）导向，精度高，寿命长3、模架及与导向零件（续）四、排样与材料利用率计算排样:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。第二章冲裁工艺与冲裁模设计合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。排样方案是模具结构设计的依据之一。第一节必备知识点

第二章冲裁工艺与冲裁模设计1、材料的合理利用一个步距内的材料利用率材料利用率：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。（1）材料利用率第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率（1）材料利用率（续）第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算1、材料的合理利用第二章冲裁工艺与冲裁模设计（1）材料利用率（续）板料的裁剪方法：第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算1、材料的合理利用第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计第二章冲裁工艺与冲裁模设计零件形状不同材料利用情况的对比根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：第二章冲裁工艺与冲裁模设计2、排样方法1.有废料排样（a）2.少废料排样（b）3.无废料排样（c、d）第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。搭边的作用：

一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、搭边第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算（1）影响搭边值的因素第二章冲裁工艺与冲裁模设计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；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。⑤卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算3、搭边（2）搭边值的确定第二章冲裁工艺与冲裁模设计表2.1.6为最小搭边值的经验数表之一，供设计时参考。第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算3、搭边（1）有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离第二章冲裁工艺与冲裁模设计4、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：（2）无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离第二章冲裁工艺与冲裁模设计4、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：（3）用侧刃定距时条料的宽度与导料板间距离第二章冲裁工艺与冲裁模设计4、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：

第二章冲裁工艺与冲裁模设计5、排样图一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、条料长度L、板料厚度t、端距l、步距S、工件间搭边和侧搭边a。并习惯以剖面线表示冲压位置。

第一节必备知识点

四、排样与材料利用率计算冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：第二章冲裁工艺与冲裁模设计1、冲裁力的计算注：F——冲裁力；

L——冲裁周边长度；

t——材料厚度；

——材料抗剪强度；K——系数。一般取K＝1.3五、冲裁力及压力中心计算第一节必备知识点

卸料力：第二章冲裁工艺与冲裁模设计2、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力：顶件力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。

第一节必备知识点

五、冲裁力及压力中心计算卸料力第二章冲裁工艺与冲裁模设计推件力顶件力

——卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.6.1；

n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。式中

h——凹模洞口的直刃壁高度；

t——板料厚度。

式中第一节必备知识点

五、冲裁力及压力中心计算压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、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：第一节必备知识点

五、冲裁力及压力中心计算1．阶梯凸模冲裁第二章冲裁工艺与冲裁模设计4、降低冲裁力的方法2．斜刃冲裁

3．加热冲裁（红冲）五、冲裁力及压力中心计算第一节必备知识点

模具的压力中心：冲压力合力的作用点。第二章冲裁工艺与冲裁模设计5、冲模压力中心的确定为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。五、冲裁力及压力中心计算第一节必备知识点

第二章冲裁工艺与冲裁模设计（1）简单几何图形压力中心的位置①对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。②冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。③冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：

五、冲裁力及压力中心计算5、冲模压力中心的确定（续）第一节必备知识点

第二章冲裁工艺与冲裁模设计（2）确定多凸模模具的压力中心

确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。第一节必备知识点

五、冲裁力及压力中心计算5、冲模压力中心的确定（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计

复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。（3）复杂形状零件模具压力中心的确定

除上述的解析法外，还可以用作图法和悬挂法。第一节必备知识点

五、冲裁力及压力中心计算5、冲模压力中心的确定（续）生产实践发现的规律：（1）冲裁件断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。（2）凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。第二章冲裁工艺与冲裁模设计重要性：1、凸、凹模刃口尺寸计算原则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。第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算a.设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。b.根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。第二章冲裁工艺与冲裁模设计计算原则：

第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)第二章冲裁工艺与冲裁模设计（3）冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。（4）选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。

（5）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。

计算原则（续）：

第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)加工方法：1.分开加工第二章冲裁工艺与冲裁模设计2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。

2.配合加工

Zmin易保证，无互换性、制造周期长。

第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)（1）按凸模与凹模图样分别加工法①落料第二章冲裁工艺与冲裁模设计②冲孔③孔心距=L±

第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（1）按凸模与凹模图样分别加工法（续）

为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即第二章冲裁工艺与冲裁模设计≤

凸、凹模的制造公差，可按ＩＴ６～ＩＴ７级来选取，也可查表2.4.1选取，但需校核。或取

≤≤+Zmin≤Zmax，选取必须满足以下条件：第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（2）凸模与凹模配作法

配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。

第二章冲裁工艺与冲裁模设计≤特点：的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（2）凸模与凹模配作法（续）①根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：磨损后变大，变小还是不变。②根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。第二章冲裁工艺与冲裁模设计③刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取。对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（±）。第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）

冲制图示零件，材料为Q235钢，料厚t=0.5mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。

第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、例1解：由图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。

外形由公差表查得：为IT12级，取x=0.75；为IT14级，取x=0.5；由落料获得，，和18±0.09由冲孔同时获得。第一节必备知识点

六、冲模刃口尺寸计算(续)第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、例1（续）设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则冲孔：

≤校核：

0.008+0.012≤0.06-0.040.02=0.02（满足间隙公差条件）则查表2.3.3得：第一节必备知识点

孔距尺寸：第二章冲裁工艺与冲裁模设计=L±=18±0.125×2×0.09=(18±0.023)mm校核：0.016+0.025=0.04>0.02（不能满足间隙公差条件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：≤=0.4×0.02=0.008mm=0.6×0.02=0.012mm落料：≤第一节必备知识点

3、例1（续）故：第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节必备知识点

3、例1（续）如图2.4.3所示的落料件，其中第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、例2d=22±0.14mm板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。查表得：解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。

第一节必备知识点

第二章冲裁工艺与冲裁模设计3、例2（续）落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸

由公差表查得：尺寸80mm，选x=0.5；尺寸15mm，选x=1；其余尺寸均选x=0.75。第一节必备知识点

第二章冲裁工艺与冲裁模设计第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸

第二类尺寸：磨损后减小的尺寸落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值落料凹模、凸模的尺寸如后页图第一节必备知识点

3、例2（续）落料凸、凹模尺寸

a)落料凹模尺寸

b)落料凸模尺寸

第二章冲裁工艺与冲裁模设计1．凸模（1）凸模的结构形式及其固定方法第二章冲裁工艺与冲裁模设计七、冲模工作零件设计1）圆形凸模：2）非圆形凸模：3）大、中型凸模：4）冲小孔凸模：阶梯式、快换式台肩固定、螺钉压紧阶梯式、直通式台肩固定、铆接、粘结剂浇注法固定整体式、镶拼式螺钉和销钉固定带护套式（见下页）第一节必备知识点

小孔：第二章冲裁工艺与冲裁模设计提高其强度和刚度的措施：①冲小孔凸模加保护与导向:②采用短凸模的冲孔模5）冲小孔凸模（续）③在冲模的其它结构设计与制造上采取保护小凸模措施提高模架刚度和精度；采用较大的冲裁间隙；采用斜刃壁凹模以减小冲裁力。保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等；d＜t或d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔。

加保护套1．凸模（续）（1）凸模的结构形式及其固定方法（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计结构：固定方法：整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式和快换式等。台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）1．凸模（续）（2）凸模长度计算第二章冲裁工艺与冲裁模设计当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：

当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：（3）凸模的强度校核

冲裁凸模的强度效核计算公式见表2.9.2第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）2．凹模（1）凹模外形结构及其固定方法第二章冲裁工艺与冲裁模设计外形：（2）凹模刃口形式

刃口形式：各刃口参数见表2.9.4圆形、板形直筒形、锥形结构：整体式、镶拼式第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）2．凹模（续）（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定第二章冲裁工艺与冲裁模设计凹模厚（高）度凹模壁厚k见表2.9.5H=kb（≥15mm）

C=（1.5~2）H（≥30～40mm）计算值：靠用标准，选择模架的依据。

第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）3．凸凹模复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。第二章冲裁工艺与冲裁模设计正装复合模，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表2.9.6。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。凸凹模的最小壁厚:倒装复合模，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；

若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）4．凸、凹模的镶拼结构（1）镶拼结构的应用场合及镶拼方法第二章冲裁工艺与冲裁模设计大、中型的凸、凹模或形状复杂、局部薄弱的小型凸、凹模。镶拼方法：镶接、拼接应用场合：第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计（2）镶拼结构的设计原则1）改善加工工艺性，减少钳工工作量，提高模具加工精度

①内形加工②拼块的形状、尺寸相同；③沿转角、尖角分割，拼块角度大于或等于90°；④圆弧单独分块，拼接线在离切点4～7mm的直线处；⑤拼接线应与刃口垂直，且不宜过长，一般为12～15mm。外形加工；第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计（2）镶拼结构的设计原则（续）2）便于装配调整和维修①较薄弱或易磨损的局部凸、凹部分，应单独分块；②拼块间应能通过磨削或增减垫片方法，调整其间隙；③拼块间应尽量以凸、凹槽形相嵌，便于拼块定位；第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计（2）镶拼结构的设计原则（续）3）满足冲压工艺要求，提高冲压件质量

凸模与凹模的拼接线至少错开3～5mm；另外大型或厚板冲裁，可以把凸模或凹模制成波浪形斜刃；第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计（3）镶拼结构的固定方法1）平面式固定2）嵌入式固定3）压入式固定4）斜楔式固定5）粘结剂浇注固定

第一节必备知识点

七、冲模工作零件设计（续）第二章冲裁工艺与冲裁模设计第二节项目设计任务

一、垫片类单工序冲裁工艺与模具设计单工序冲裁模是在压力机的一次行程中只完成一道冲裁工序的冲模。冲裁模又有冲孔模与落料模两种。如图2.2.1所示的零件，材料Q235钢，精度等级为IT14级，试进行冲裁工艺分析并设计冲裁模具。

(a)检修孔挡板(b)圆片图2.2.1任务零件图第二章冲裁工艺与冲裁模设计第二节项目设计任务

二、垫圈类复合工序冲裁工艺与模具设计复合模是在压力机的一次行程中，在同一工位完成两道或两道以上冲压工序的模具。如图2.2.2所示的零件，材料Q235-A，厚度2mm，试进行工艺分析并设计冲裁模具。

（a）接口垫（b）止动件图2.2.2任务零件图第二章冲裁工艺与冲裁模设计第二节项目设计任务

三、斜楔冲裁模设计如图2.2.3所示的零件，材料08F，厚度2mm，试进行工艺分析并设计冲裁模具。

图2.2.3任务零件图

第二章冲裁工艺与冲裁模设计第三节任务分析

以上各任务是较为简单的冲裁件设计任务。设计者需要首先读懂产品图，根据制件的工艺性，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：单工序模、复合模或级进模，从而进行模具结构设计。

第二章冲裁工艺与冲裁模设计第四节任务实施

一、分组实施项目设计1、在掌握了本章2.1：“必备知识点”后开展项目任务设计。可根据班级人数的多少，将学生分成若干小组，建议每组人数5人左右。2、每组每次的任务给出与第2.2节“项目设计任务”中的图相似的零件。3、项目设计内容（1）排样工艺设计（2）冲压力计算与压力机选择（3）凸、凹模刃口尺寸计算（4）凸模结构设计（5）凹模结构设计（6）挡料、导料机构设计（7）卸料、顶料装置设计（8）标准模架选择（9）总装图设计

第二章冲裁工艺与冲裁模设计第四节任务实施

二、单工序模设计1、单工序模常用的结构形式（1）按凸、凹模布置位置，单工序模常用的结构形式一般分正装式和倒装式两种。如图2.4.1所示为正装式结构、采用弹压卸料、下模自行漏料方式的导柱导向落料模，该结构形式应用广泛。

图2.4.1正装式落料模

第二章冲裁工艺与冲裁模设计如图2.4.2所示为倒装式弹压卸料、刚性推件方式导柱导向落料模，凹模在上模，冲压的制件通过打杆、推件块由凹模中推出．该结构一般适用于冲制平直度要求较高的零件，当材料厚度在0.5mm以下时，上模改用弹性推件，冲压开始时材料即被压紧，减缓弹性弯曲的出现，会有助于提高冲件表面的平直度。

(2)按卸料方式不同，分弹压卸料和固定卸料两种结构形式。如图2.4.1、图2.4.2所示均为弹压卸料结构，卸料力由橡胶或弹簧提供。

图2.4.2倒装式落料模第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计如图2.4.3所示为固定卸料结构的落料模，条料送进时，用侧导板导向，固定挡料销作送进定距。固定卸料适用于较厚工件的冲裁，选用凹模在下模的结构，落料件由凹模洞口自行漏料。3.下顶出件落料模图2.4.3固定卸料落料模

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计（3）下顶出件落料模图2.4.4下顶出件落料模采用图2.4.4所示结构冲裁时，材料是在压紧状态下进行冲裁的，冲件的工件表面平整，适用于厚度较薄的中小工件冲裁。当落料件平面尺寸大于压力机台面孔、落料件无法自行下落时，也可采用这种结构形式。图2.4.4下顶出件落料模第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计2、任务实施以图2.2.1(a)检修孔挡板为例说明任务实施过程。（1）零件工艺性分析①零件材料该检修孔挡板的材料为235-A，该类钢属于普通碳素结构钢，具有比较优良的冲裁性能。②零件结构从零件图可知，该零件结构简单，左右对称，较适合冲裁。③零件尺寸精度该零件图中尺寸均为未注公差的自由尺寸，在冲压工序中一般按IT14级来确定，通过查公差表可得零件各尺寸的公差为：80-0.74、45-0.62、7-0.36、16+0.43。④结论以上零件各组成尺寸的精度要求都满足冲裁工艺的要求。（2）冲压工艺方案确定本产品的形状简单，只由一道落料工序组成，因此其冲压工艺方案是下料－落料。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(3)排样及材料利用率计算查表2.1.6，取侧搭边值a=2，工件间搭边值a1=1.8。无侧压装置时条料宽度为B=［D+2(a+δ+c)］-δ=［80+2×(2+0.6+0.2)］-δ=85.6-0.6步距A=46.8如图2.4.5所示，一个步距内材料利用率查板材标准，选用900mm×1800mm的钢板，下料尺寸定为900×85.6-0.6。1800÷85.6=21.02，每张钢板可剪条料21件；（900-1.8）÷46.8＝19.19，每件条料可冲制19件工件；

图2.4.5零件排样图

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计每张钢板可以冲19×21=399个零件，因此材料总利用率为

(4)冲裁力计算该模具凸模在上方，拟选择弹性卸料、下出件的模具结构。冲裁力F=Kltτ=1.3×［80+45×2+（80-32）+7×2+16π］×1.5×373÷1000

=205.3KN卸料力FX=KXF=0.05×205.3=10.3KNF总=F+FX=215.6KN根据计算结果，拟选定J23-63冲床。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(5)压力中心确定如图2.4.6所示，因为工件x方向对称，所以压力中心xO=32.5将工件分为八段，边缘圆弧忽略不计，得到L1=L3=45，y1=y3=22.5；L2=80，y2=45；L4=L8=24，y4=y8=0；L5=L7=7，y4=3.5；L6=16π，y6=32/π；所以压力中心坐标为（x0，y0）=（40，22）。

图2.4.6压力中心

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(6)模具刃口尺寸计算凸模、凹模采用配合加工的方法加工。尺寸80-0.74、45-0.62、7-0.36为第一类尺寸，尺寸R16+0.43为第二类尺寸。由于制件尺寸精度为自由公差等级，刃口磨损系数皆为x=0.5，具体尺寸计算见表2.4.1。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(7)模具总体设计①卸料、出件方式的选择为操作方便、安全，采用弹性卸废料、从凹模洞口直接漏下工件的方式，避免上出件时每次从凹模面上取件影响生产效率。②导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用中间导柱的导向方式。(8)主要零部件设计①凹模设计凹模厚度：H=kb=0.25*80=20，取H=16凹模长度：L=b+2c=80+2*40=160凹模宽度：B=b’+2c=45+2*40=125所以凹模外形尺寸为160*125*16。②凸模设计凸模的截面形状为异形，考虑到模具制造方便，凸模设计成上下一样的形状，与凸模固定板的连接方式采用铆接形式。凸模长度主要由凸模固定板厚度、卸料行程、橡皮的预压缩长度等尺寸决定，取48.5。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(9)检修孔挡板落料装配的设计绘制①模具装配图画法要求主视图：反映模具的装配关系，初学者为了表达清楚可画成开启状态，各零件之间关系用剖视图表明。俯视图：主要反映条料的定位方式和模具的外形。在模具行业中规定画模具下模部分的俯视图（即掀开上模，向下看下模），条料作为透明的物体用双点划线画出，反映定位关系。一般可以不把主视图的剖切位置反映出来。在有些场合下，剖视图可以省略不画。②图纸布局图纸幅面及比例选择：根据模具草图反映的尺寸大小，选择合适的比例，按国家标准的有关规定选用标准图纸。图面布局：图面右下角是标题栏和明细栏；右上方画出制件的零件图和排样方案图；图面剩余部分画模具的主、俯视图及其他必要的视图，并注明技术要求。装配图的尺寸标注：在模具装配图中需要标注的尺寸较少，主要是模具的闭合高度和外形尺寸。

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计冲裁模装配的技术要求：主要说明所选设备型号、模具间隙及调整方法和其他装配、试模要求等，必要时可以标注模具打印标记，方便存储和查找。模具零件序号和明细栏填写：模具中所有零件均应有序号，按顺序排列整齐，并在明细栏中加以表述，其中零件的名称一般按模具行业的术语标注；标准件图号可按国标号标注，自制件图号按顺序编排；模具零件材料按规定选用，并简单标注热处理要求。检修孔挡板落料模的总装图与部分零件图简图如图2.4.7～图2.4.15所示。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计三、复合冲裁模设计1、认识复合模复合模是一种多工序的冲模。是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道工序的模具。复合模的复合工序数一般在四道以下，生产现场应用较多的有落料－冲孔复合模、落料－拉深复合模、落料－拉深－冲孔复合模。复合模的特点是结构紧凑，生产效率高，制件精度高，特别是制件孔对外形的位置度容易保证，主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。另一方面，复合模结构复杂，对模具零件精度的要求较高，模具的装配精度要求也较高。复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模，按照它在模具上安装位置的不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种。如图2.4.16所示为落料冲孔复合模的基本结构。在模具的一方是落料凹模，中间装着冲孔凸模；而另一方是凸凹模（即冲孔凹模与落料凸模），因此复合模的设计难点是如何在同一工作位置上合理地布置好几对凸、凹模。1-凸凹模固定板；2-落料凹模；3-冲孔凸模；4-凸凹模；5-凸模固定板图2.4.16复合模基本结构第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计

1.正装复合模的结构与工作原理如图2.4.17所示为正装式落料-冲孔复合模，凸凹模9在上模，落料凹模6和冲孔凸模25在下模。正装式复合模工作时，板料以导料销7和挡料销23定位。上模下压，凸凹模外形和凹模进行落料，落下料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔，冲孔废料卡在凸凹模孔内。卡在凹模中的冲件由顶件装置顶出凹模面。顶件装置由带肩顶杆和顶件块及装在下模座底下的弹顶器组成（弹顶器未画出）。

1-下模座；2、15-螺钉；3-下垫板；4-凸模固定板；5-空心垫板；6-落料凹模；7-导料销；8-卸料板；9-凸凹模；10-橡胶；11-凸凹模固定板；12-上垫板；13-上模座；14、27-销钉；16模柄；17-打杆；18-止转销；19-卸料螺钉；20-推杆；21导套；22-导柱；23-挡料销；24顶件块；25-冲孔凸模；26-带肩顶杆图2.4.17正装式落料-冲孔复合模

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计该模具采用装在下模座底下的弹顶器推动顶杆26和顶件块24，弹性元件高度不受模具有关空间的限制，顶件力大小容易调节，可获得较大的顶件力。卡在凸凹模内的冲孔废料由推件装置推出。推件装置由打杆l7和推杆20组成。当上模上行至上止点时，把废料推出。每冲裁一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦，尤其孔较多时。边料由弹压卸料装置卸下。由于采用固定挡料销和导料销，在卸料板上需钻出让位孔，否则要采用活动导料销或挡料销。从上述工作过程可以看出，正装式复合模工作时，板料是在压紧的状态下分离，冲出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计

(2)倒装复合模的结构与工作原理如图2.4.18所示为倒装复合模的结构图，该模具分上模和下模两个部分，其中上模主要由上模座、冲孔凸模、落料凹模、凸缘模柄、垫板、凸模固定板等主要零件组成；下模部分主要由下模座、凸凹模、凸凹模固定板、卸料板、导料销、挡料销、卸料螺钉等主要零件组成。1—模架；2、8、17-螺钉；3、9-销钉；4、23-弹簧；5-凸凹模；6－导料销；7－落料凹模；8－凸模固定板；10－上垫板；11－连接推杆；12－推板；13－打杆；

14-模柄；15、16－冲孔凸模；18－凸模固定板；19－空心垫板；20－推件块；21－挡料销；22－卸料板；24－凸凹模固定板；25－卸料螺钉图2.4.18倒装式复合模

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计板料的定位靠导料销6和挡料销21来完成，非工作状态时，挡料销由弹簧顶起，可供定位；工作时，挡料销被压下，上端面与板料齐平。由于采用弹簧弹顶挡料装置，所以在凹模上不必钻相应的让位孔，但这种挡料装置的工作可靠性较差。倒装复合模特点①倒装式复合模受凸凹模最小壁厚的限制，不宜冲制孔边距较小的冲裁件，当凸凹模最小壁厚不允许时，应选用如图3-3所示的顺装式复合模。倒装式冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便。但如果采用直刃壁凹模洞口，凸凹模内有积存废料，胀力较大，可能导致凸凹模破裂。②倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，刚性推件装置由打杆13、推板12、连接维杆11和推件块20组成。采用刚性推件的倒装式复合模，板料不是处在被压紧的状态下冲裁，因而冲件平直度不高，这种结构适用于冲裁较硬的或厚度大于0.3mm的板料。当零件表面平直度要求较高时，可采用弹性推件方式。③倒装式复合模只有两套卸料装置（无顶件装置），结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供有利条件，故应用十分广泛。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(3)凸凹模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，其工作面的内外缘均为刃口，外形刃口起落料凸模的作用，内形刃口起冲孔凹模的作用，设计关键主要是保证凸凹模强度，壁厚太薄，易发生开裂。而其结构尺寸取决于冲裁件尺寸，因此内外缘之间的壁厚一般无法改变，需从以下几个方面加以考虑：①冲裁件孔边距尺寸较大时，一般凸凹模强度足够，可根据模具结构要求设计凸凹模；②冲裁件孔边距尺寸较小时，凸凹模壁厚应受最小值限制；对于正装式复合模，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可能小些。当冲裁黑色金属时最小壁厚可取材料厚度的1.5倍，但不小于0.7mm；当冲裁有色金属时最小壁厚可取材料厚度的1倍，但不小于0.5mm；对于倒装式复合模，内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚大些。倒装复合模的凸凹模最小壁厚数值可查表2.4.3第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(4)推件装置推件装置（又称打料装置）主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种。一般刚性推件装置用得多，它由打杆、推板、连接推杆和推件块组成，如图2.4.19（a）所示。有的刚性推件装置不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块，甚至直接由打杆推件，如图2.4.19（b）所示。其原理是在冲压结束后上模回程时，利用模具上的打料杆撞击压力机床身横梁，推动上模内的打杆与推件杆（块），将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。

1-打杆；2-推板；3-连接推杆；4-推件块图2.4.19刚性推件装置第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计为使刚性推件装置能够正常工作，推力必须均衡。为此，连接推杆需要2根～4根且分布均匀、长短一致。推板安装在上模座内。在复合模中，为了保证冲孔凸模的刚度和强度，推板的平面形状尺寸只要能够覆盖到连接推杆，本身刚度又足够，不必设计得太大，以使安装推板的孔不至太大。由于刚性推件装置推件力大，工作可靠，所以应用十分广泛，不但用于倒装式冲模中的推件，而且也用于正装式冲模中的卸件或推出废料，尤其冲裁板料较厚的冲裁模，宜用这种推件装置。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计对于板料较薄且平直度要求较高的冲裁件，宜用弹性推件装置，如图2.4.20所示。该装置冲裁前推件块兼有压料的作用，因此冲裁后冲裁件平面度较好，冲裁件质量较高；但冲裁件容易嵌入边料中，取出零件麻烦。（a）（b）1-弹性元件；2-推板；3-推杆；4-推件块图2.4.20弹性推件装置第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计应该注意的是，该装置是以弹性元件的弹力代替打杆给予推件块的推力，采用这种结构，弹性元件的弹力必须足够，必要时应选择弹力较大的聚胺脂橡胶，碟形弹簧等，视模具结构的可能性，可以把弹性元件装在推板之上，如图2.4.20（a）所示；也可以装在推件块之上如图2.4.20（b）所示。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计2、任务实施（1）零件冲压工艺性分析①零件材料该止动件选用的材料为Q235-A，该类钢属于普通碳素结构钢，具有比较优良的冲裁性能。②零件结构从零件图可知，该零件结构简单，上下对称，在零件外形轮廓连接处使用了4×R2圆角光滑相连接，因此较适合于冲裁。③零件尺寸精度除尺寸120-0.11其公差等级为IT11级外，其余尺寸均为未注尺寸公差的自由尺寸，在冲压工序中一般按IT14级来确定，查表可得零件各尺寸的公差为：外形尺寸：650-0.74，240-0.52，300-0.52，R20-0.25，R300-0.52；内形尺寸：100+0.36；孔中心距：37±0.31。④结论零件的各组成尺寸的精度要求都满足冲裁工艺要求。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计（2）冲压工艺方案完成该零件的冲压加工所需要的工序只有冲孔落料两道工序，从工序可能的集中与分散，工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。①方案一采用单工序模生产方式，先落料后冲孔。该方案模具结构简单，需要两道工序，两副模具才能完成零件的加工，生产效率低，生产过程中由于零件较小，操作也不方便。同时孔边距尺寸120-0.11精度不易保证。②方案二冲孔、落料连续冲压，采用级进模生产。级进模生产适用于产品批量大、模具设计、制造与维修水平相对较高、外形尺寸较小零件的生产．③方案三采用复合模生产，落料与冲孔复合，考虑到零件尺寸120-0.11精度较高，结构简单，为了提高生产率和保证零件的尺寸精度，决定采用复合模进行生产，从工件的尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚4.9mm，为便于操作，复合模采用倒装式结构以及弹性卸料、定位钉定位方式。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计（3）排样①确定搭边值查表2.1.6，两工件间搭边a1=2.2mm，工件边缘搭边a=2.5mm，步距为32.2mm。条料宽度B＝（D+2a）0-δ＝（65+2×2.5）0-0.6＝700-0.6（查表2.1.7得δ＝0.6）如图2.4.21所示为零件排样图。图2.4.21零件排样图

第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计②材料利用率一个步距内材料利用率查钢板标准，选用900mm×1000mm的钢板，每张钢板可以剪成14张条料（每张条料尺寸为70mm×900mm），每张钢板可以冲378个零件，因此材料总利用率：

(3)冲裁力①落料力F落＝1.3tlτ＝1.3×2×177.17×450÷1000＝207.3KN②冲孔力F冲＝1.3tlτ＝1.3×2×2π×10×450÷1000＝73.5KN第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计③卸料力F卸＝K卸F落＝0.05×207.3＝10.4KN④推件力F推＝K推F冲＝0.05×73.5＝3.7KN⑤总冲裁力F总＝F落+F冲+F卸+F推＝294.9KN≈300KN第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(5)压力中心如图2.4.22所示，因为工件y方向对称，所以压力中心yO=32.5将工件分为八段，边缘圆弧忽略不计，得到图2.4.22压力中心第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计L1=65，x1=0；L2=24，x2=12；L3=14.5，x3=24；L4=38.61，x4=27.97；L5=14.5，x5=24；L6=24，x6=12；L7=31.4，x7=12；L8=31.4，x8=12；

所以压力中心坐标为（13，32.5）。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(6)冲压设备选用根据总冲压力F总＝300KN、模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备，选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块，其主要技术参数有：公称压力：630KN；滑块行程：130mm；行程次数：50次／分；最大闭合高度：360mm；连杆调节长度：80mm；工作台尺寸（前后×左右）：480mm×710mm。(7)凸、凹模刃口尺寸计算按配作法计算凸、凹模刃口尺寸，见表2.4.4。第四节任务实施

第二章冲裁工艺与冲裁模设计(8)工作零件结构①凹模尺寸凹模厚度H=Kb（≥15mm）=0.28×65=18.2mm凹模边缘壁厚C≥（1.5～2）H=（1.5～2）×18.2=（27.3～36.4）mm实际取C=30mm凹模边长L=b+2C=65+2×30=125mm，B=30+2×30=100mm。确定凹模外形尺寸为125×100×18。但考虑到送料方向，将凹模板做成薄板形式并加空心垫板后实际凹模尺寸为125×125×14。②凸凹模尺寸凸凹模长度L＝凸凹模固定板厚度+弹性卸料板厚度+增加高度（包括凸模进入凹模深度、弹性元件安装高度等）＝14+10+24