模具设计基础冲裁

模具设计基础冲裁第一页，共二十五页，2022年，8月28日模具设计基础第二章冲裁工艺及冲裁模具设计第二页，共二十五页，2022年，8月28日

1.

掌握冲裁模刃口尺寸计算方法和排样设计；

本章学习要求：

2.

掌握冲裁工艺性分析、工艺设计和工艺计算；3.

掌握冲裁模典型结构的特点和模具主要零部件的设计；4.

熟悉冲裁工艺与冲裁模设计的方法和步骤；5.

了解冲裁变形规律和冲裁件质量的影响因素；第三页，共二十五页，2022年，8月28日冲压分为哪几大工序?

分为二大工序：分离工序（冲裁）变形工序(弯曲、拉深)冲裁?是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的冲压工序落料、冲孔工序?冲裁按其成形机理分为精密冲裁和普通冲裁。常说的冲裁为普通冲裁如落料、冲孔、切断等冲模?冲裁使用的模具又称冲裁模冲裁概述第四页，共二十五页，2022年，8月28日

冲裁从广义上说是分离工序的总称，包括落料、冲孔、切断、修边、切舌等多种工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指落料与冲孔两大工序。根据不同机理：

普通冲裁（冲裁）

冲裁

精密冲裁（精冲）

分离工序（落料、冲孔）冲压工序

变形工序（弯曲、拉深）

冲裁概述第五页，共二十五页，2022年，8月28日1.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

2.1冲裁基本概念第六页，共二十五页，2022年，8月28日2.冲裁断面特征1)圆角带2)光亮带3)断裂带4)毛刺

在上述四个特征区中，光亮带质量最好，各部分所占比例，随性能、厚度、间隙、刃口状态等条件的不同而变化。2.1冲裁基本概念第七页，共二十五页，2022年，8月28日3.冲裁间隙与冲裁断面质量的关系1)模具间隙2.1冲裁基本概念冲裁间隙：指凸模与凹模刃口横向尺寸差值，用z表示。Z＝D凹–d凸

式中Z——双面间隙(mm)D凹——凹模直径尺寸(mm)d凸——凸模直径尺寸(mm)第八页，共二十五页，2022年，8月28日3.冲裁间隙与冲裁断面质量的关系2)间隙对冲裁件断面质量的影响2.1冲裁基本概念

间隙过小断面质量不好（上下裂纹不重合）间隙过大断面质量不好（毛刺增大）间隙适中断面质量好3）材料的性能对断面质量的影响

塑性好的材料：裂纹出现较迟，材料被剪切的深度较大（得到的光面比例大）

塑性差的材料：剪切开始不久即被拉裂，断面光亮带少。第九页，共二十五页，2022年，8月28日4.合理间隙值的确定

确定原则

精度、断面质量不高，大间隙

精度、断面质量高，小间隙

设计时取最小合理间隙

还需根据尺寸与形状、模具材料和加工方法、冲压方法及速度等因素酌情增减。（P27）1）经验确定法2.1冲裁基本概念

P262）查表法

P26表2-1第十页，共二十五页，2022年，8月28日2.2冲裁模设计与有关工艺计算2.3模具主要零部件的结构设计2.4模具结构设计第十一页，共二十五页，2022年，8月28日2.5冲模的设计步骤1.分析制件的工艺性，拟定工艺方案2.冲压工艺计算及设计1）确定排样方案，计算材料利用率，选定板料规格，绘出排样图。2）计算刃口尺寸。3）计算冲压力，确定压力中心，初选压力机。4）填写冲压工艺卡。3.冲模结构设计1）确定凹模其它尺寸：壁厚、螺孔、销孔尺寸及间距，按标准选取外形尺寸。2）按标准选择模架。3）画装配草图。4）校核压力机（闭合高度、行程、滑块及工作台尺寸等）。5）画零件图。6）画正式装配图。7）编写技术文件（略）。第十二页，共二十五页，2022年，8月28日课程设计制件名称：托架材料：08冷轧钢板料厚：1.5mm制件尺寸精度IT14生产批量：2万件第十三页，共二十五页，2022年，8月28日一、确定工艺方案制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。其中冲孔和落料属于简单的分离工序弯曲成形的方式可以有三种：

a---一道工序弯成

b---二道工序弯成

c---二道工序弯成第十四页，共二十五页，2022年，8月28日

1.工艺性分析

⑴该零件上有两种共５个孔。

（零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。）确认孔边距是否满足要求。

Ф10孔L=6>t=1.5(mm)

弯曲时不会引起孔变形，可在压弯前冲出，冲出的Ф10孔可以做后续工序定位孔用。

4-Ф5孔L=（36-28-5）/2-1.5=0<t=1.5(mm)

弯曲时易发生孔变形，故应在弯后冲出。

⑵弯曲半径

r=1.5>rmin=0.8t=0.8×1.5=1.2(mm)第十五页，共二十五页，2022年，8月28日

2.工艺方案的确定⑴完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：方案一：1)落料、冲Ф10孔复合，见图（a）

2)压弯外部两角并使中间两角预弯45º，见图（b）

3)压弯中间两角，见图（c）

4)冲4-Ф5孔，见图(d)第十六页，共二十五页，2022年，8月28日方案二：1)落料、冲Ф10孔复合2)压弯外部两角，见图（a）3)压弯中间两角，见图（b）4)冲4-Ф5孔(工序1、4同方案１)第十七页，共二十五页，2022年，8月28日方案三：1)落料、冲Ф10孔复合2)压弯四角，见图3)冲4-Ф5孔(工序1、３同方案１)第十八页，共二十五页，2022年，8月28日方案四：1)冲Ф10孔，切断及弯曲外部两角级进，见图（a）2)压弯中间两角，见图（b）3)冲4-Ф5孔(工序３同方案１)．第十九页，共二十五页，2022年，8月28日方案五：1)冲Ф10孔、切断(落料)及压弯四个角连续冲压，见图2)冲4-Ф5孔(工序２同方案１)．第二十页，共二十五页，2022年，8月28日方案六：全部工序组合采用带料连续冲压如下图所示的排样图

第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日⑵各工艺方案的分析比较方案一

优点：①模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；②工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；③各工序（除第一道工序外）都能利用Ф10孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单方便。缺点：工序分散，需用压床、模具及操作人员多，劳动量大。方案二优点：模具结构简单，投产快寿命长缺点:回弹难以控制，尺寸和形状不精确，且工序分散，劳动量大，占用设备多。方案三

优点：工序比较集中，占用设备和人员少优点：但模具寿命短，制件质量（精度与表面粗糙度）低。第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日方案四优点:工序比较集中,从工件成形角度看,本质上与方案二相同缺点:模具结构较为复杂方案五

本质上与方案三相同，只是采用了结构复杂的级进模方案六优点:工序最集中，只用一副模具完成全部工序。由于它实质上是把方案一的各工序分别布置到连续模的各工位上，所以它还具有方案一的各项优点。缺点:模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。

综上所述，考虑到该零件的批量不大，为保证各项技术要求选用方案一①落料和冲Ф10孔；②压弯端部两角；③压弯中间两角；④冲4-Ф5孔。第二十三页，共二十五页，2022年，8月28日二、工艺计算1.计算毛坯长度r/t=1.5/1.5=1>0.5毛坯总展开长度L0L0=2（l1+l2+l3+l4）+l5由图：l1=7.5；l3=27；l5=11l2=π/2·

(R+Xt)=3.14/2×

(1.5+0.42×1.5)=3.34(mm)l4=l2l0=2×

(7.5+3.34+27+3.34+11)=104.37≈104(mm)第二十四页，共二十五页，2022年，8月28日2．排样及材料利用率

由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，采用单排取搭边a=2a1=1.8则进距h=30+1.5=31.5mm条料宽度B=104+2×(2+0.7)+0.3=109.7（取110mm）板料规格选用1.5×1100×1800(mm)