第2章 冲裁工艺与模具设计

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。

第二章冲裁工艺与模具设计11．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：第二章冲裁工艺与模具设计21．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。

第二章冲裁工艺与模具设计3第一节冲裁过程分析第二章冲裁工艺与模具设计分类: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4第一节冲裁过程分析

第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁变形时板材变形区受力情况分析四对力

冲裁时作用于板料上的力

1-凸模

2-板材

3-凹模

了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。凸、凹模间隙存在，产生弯矩。

5第一节冲裁过程分析1.剪切区力态分析A当凸模下降至与板料接触时，板料就受到凸凹模端面的作用力。B由于凸凹模之间存在间隙，使凸凹模施加于板料上的力产生一个力矩M，其值等于凸凹模作用的合力与稍大于间隙的力臂α的乘积。6第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节冲裁过程分析C力矩使材料产生弯曲，故模具与板料仅在刃口附近的狭小区域内保持接触，因此，凸、凹模作用于板料的垂直压力呈不均匀分布，随着向模具刃口靠近而急剧增大。D冲裁时，由于板料弯曲的影响，其剪切区的应力状态是复杂的，且与变形过程有关。E从应力状态可看出，凸模与凹模端面的静水压应力高于侧面的，且凸模刃口附近的静水压应力又比凹模刃口附近的高。7第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节冲裁过程分析2.冲裁过程冲裁既是分离工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开始，以断裂告终。塑性变形从刃口开始，随着切刃的深入，变形区向板料的深度方向发展、扩大，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部分相对于另一部分移动。力矩M将板料压向切刃的侧面，故切刃相对于板料移动时，这些力将表面压平，在切口表面上形成光亮带。当切刃附近材料各层中达到极限应变与应力值时，便产生微裂，裂纹产生后，沿最大剪应变速度方向发展，直至上、下裂纹会合，板料就完全分离。8第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节冲裁过程分析3.裂纹的形成与发展由应力状态分析中得知，凸、凹模刃口侧面的静水压力低于端面静水压力，且凹模刃口侧面的静水压力最低，所以首先在凹模刃口侧面处板料中产生裂纹，继而才在凸模刃口侧面处产生裂纹。裂纹产生后先向废料侧（指落料）发展，主裂纹暂停发展，然后裂纹前端附近依次重新产生微小裂纹，微小裂纹的根部汇成主裂纹，直到主裂纹成长到凸模侧产生的裂纹会合而使板料断裂，微裂纹与主裂纹的方向是逐渐由废料侧转向成品侧的。冲裁时由于刃口附近应变与应力集中，加上拉应力的作用造成了裂纹的产生与扩展，裂纹产生后大致沿最大剪应变速度方向发展。9第二章冲裁工艺与冲裁模设计第一节冲裁过程分析4.剪切端面分析冲出的工件断面明显地分成三个特征区：圆角带(5%t)、光亮带（t/3）、断裂带（62%t）及毛刺区（5~10%t）。圆角带是冲裁中刃口刚压入材料时，刃口附近材料产生弯曲和伸长变形的结果，软材料比硬材料的圆角大。其影响因素：材料性质、工件轮廓形状和凸凹模间隙等。光亮带是材料塑性变形时，在毛坯一部分相对于另一部分移动过程中，模具侧压力将毛坯压平而形成的光亮垂直的断面。其影响因素：10第二章冲裁工艺与模具设计第一节冲裁过程分析材料性质、凸凹模间隙及模具刃口磨损程度等加工条件有关。断裂带是由刃口处的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，断面粗糙且有斜度。要想提高冲裁件断面的光洁程度与尺寸精度，可通过增加光亮带的高度或采用整修工序来实现。增加光亮带高度的关键是延长塑性变形阶段，推迟裂纹的产生。这可通过增加金属的塑性和减少刃口附近的变形与应力集中来实现。11第二章冲裁工艺与模具设计间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：第二章冲裁工艺与模具设计第一节冲裁过程分析1．弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力。

凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。3．断裂分离阶段

变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离12第二节影响冲裁件质量的因素冲裁件质量：第二章冲裁工艺与模具设计指断面状况、尺寸精度和形状误差。13断面状况：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，即拱弯小第二节影响冲裁件质量的因素第二章冲裁工艺与模具设计1、冲裁件断面质量及其影响因素断面特征：圆角带a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。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。毛刺区d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。14第二节影响冲裁件质量的因素1.冲裁件断面质量影响因素(１)材料性能的影响(２)模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度15冲裁件断面质量及其影响因素第二章冲裁工艺与模具设计(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。16第二节影响冲裁件质量的因素冲裁件断面质量及其影响因素第二章冲裁工艺与模具设计第二节影响冲裁件质量的因素2.冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。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。

影响因素：（1）冲模的制造精度（零件加工和装配）；（2）材料的性质；（3）冲裁间隙。

17冲裁件断面质量及其影响因素第二章冲裁工艺与模具设计3．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：冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。18第二节影响冲裁件质量的因素冲裁件断面质量及其影响因素第二章冲裁工艺与模具设计第二章冲裁工艺与模具设计垫圈的落料与冲孔

a)落料

b)冲孔

19落料冲孔复合模1-下模板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-上模板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

20冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况a）冲孔件b）落料件

21冲裁变形过程2223间隙对剪切裂纹与断面质量的影响ａ）间隙过小ｂ）间隙合理ｃ）间隙过大

24凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况a)凹模磨钝

b)凸模磨钝

c)凸、凹模均磨钝第二章冲裁工艺与模具设计复习上次课内容1.冲裁的概念？2.冲裁变形过程分为哪三个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？3.冲裁件质量包括哪些方面？冲裁件的断面分成哪四个特征区？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？4.影响冲裁件尺寸精度、形状误差的因素有哪些？5.冲裁变形过程6.冲裁件质量7.冲裁件断面质量

25第三节冲裁模间隙第二章冲裁工艺与模具设计一、间隙的重要性冲裁间隙Z：模具间隙指凸凹模刃口间缝隙的距离，用符号c表示，俗称单面间隙。双面间隙用z表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中的一个极其重要的问题。26第三节冲裁模间隙第二章冲裁工艺与模具设计一、间隙的重要性1.间隙对冲裁件质量的影响（1）间隙对冲裁件质量的影响冲裁件质量是指切断面质量、尺寸精度及形状误差。切断面应平直、光洁，即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺等缺陷。影响冲裁件质量的因素有：①凸凹模间隙大小及分布的均匀性，②模具刃口状态，③模具结构与制造精度，④材料性质等。其中间隙大小与均匀程度是主要因素。27间隙合理：由凸凹模刃口沿最大剪应力方向产生的裂纹将互相重合。此时冲出的制件（或孔）断面虽有一定斜度，但比较平直、光洁，毛刺很小，且所需冲裁力小。间隙过小：由凹模刃口处产生的裂纹进入凸模下面的压应力区后停止发展。当凸模继续下压时，在上下裂纹中间将产生二次剪切，制件断面的中部留下撕裂面，而两头为光亮带，在端面出现挤长的毛刺。间隙过大：材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，材料易被撕裂，且裂纹在离开刃口稍远的侧面上产生，致使制件光亮带减小，塌角（圆角）与断裂斜度都增大，毛刺大而厚，难以去除。28第三节冲裁模间隙第二章冲裁工艺与模具设计2.间隙对冲裁力的影响随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。3.间隙对尺寸精度的影响

间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完后因材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔直径大于凸模直径。

间隙较小时，由于材料受凸凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸增大，冲孔孔径变小。29第二章冲裁工艺与模具设计第三节冲裁模间隙第三节冲裁模间隙一、间隙的重要性4.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。

小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。

模具寿命系以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后的总寿命。30第二章冲裁工艺与模具设计刃口磨损造成毛刺，并使制件精度、断面光洁度降低，冲裁能量增大。冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，由于材料的弯曲，模具表面与材料的接触面仅局限在刃口附近的狭小区域，故使刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，这种高压将引起刃口的磨损，甚至崩刃。这是由于高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种磨损叫附着磨损，是冲模磨损的主要形式。根据Holm法则，附着磨损时单位接触面上的磨损量S=K（pl/3δs）为了提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用较小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减小磨损。31第三节冲裁模间隙第二章冲裁工艺与模具设计第三节冲裁模间隙考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常选择一个适当的范围作为合理间隙，只要在这个合理间隙范围内，就可以冲出良好的零件。这个范围最小值称为最小合理间隙（cmin），最大值称为（cmax）考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时，采用最小合理间隙。二、冲裁模间隙值的确定1.理论法确定法主要依据是保证裂纹重合，以便获得良好的断面32第二章冲裁工艺与模具设计经验确定法也是根据材料和厚度确定的。即：Zmin=Kt.式中，Zmin为最小双边间隙值；K为与材料相关的系数；t为材料厚度（mm）。我国过去采用的间隙值是以尺寸精度为主要依据的，经使用表明一般偏小。根据近年来的研究与使用经验，间隙值按使用要求非类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的选用较小间隙，反之亦然。采用大间隙要注意：1）为了保证制件的平整，一定要有压料与顶件装置；2）为了防止凸模将废料带出凹模表面，应在凸模上开气孔或装弹性顶针。332.经验确定法二、冲裁模间隙值的确定第三节冲裁模间隙第二章冲裁工艺与模具设计34第二章冲裁工艺与模具设计第三节冲裁模间隙二、冲裁模间隙值的确定（3）查表法确定法综上所述，间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关，由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，及生产条件的差异，在实际生产中很难有一种统一的间隙数值．而应区别情况、分别对待，在保证冲裁件断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最高，通常采用较大间隙。第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定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。第二章冲裁工艺与模具设计重要性：2．在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。一、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。35一、凸、凹模刃口尺寸计算原则3）冲裁时，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使用间隙愈用愈大。由此，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则：36第二章冲裁工艺与模具设计第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定１．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。２．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。3.确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。模具磨损预留量与工件制造精度有关。第二章冲裁工艺与模具设计计算原则：

一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）37第二章冲裁工艺与模具设计4．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。5．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。

6．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。

第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定计算原则（续）：

一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）38第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定加工方法：1.分开加工第二章冲裁工艺与模具设计二、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。

39第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定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模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（2）冲孔（3）孔心距=L±

40第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定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模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）≤

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

≤≤+Zmin≤Zmax，选取必须满足以下条件：41第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定

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。第二章冲裁工艺与模具设计三、例1解：由图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。

外形和18±0.09由冲孔同时获得。查表2-3(材料、厚度)由落料获得，，则42第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定由表2-7查得（形状、厚度和工件公差）：第二章冲裁工艺与模具设计为IT12级，取x=0.75；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）为IT14级，取x=0.5；43第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定孔距尺寸：第二章冲裁工艺与模具设计三、例1（续）=L±1/8Δ=18±0.125×0.09=(18±0.011)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：≤44第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定故：第二章冲裁工艺与模具设计三、例1（续）45第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定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。

第二章冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）≤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46第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定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。第二章冲裁工艺与模具设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（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（±）。47第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定如图2.4.3所示的落料件，其中第二章冲裁工艺与模具设计三、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。由表查得：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。

48第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定第二章冲裁工艺与模具设计三、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。49第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定第二章冲裁工艺与模具设计三、例2（续）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，22.21mm，15mm，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、凸模的尺寸如图2.4.4。

50第四节凸模与凹模刃口尺寸的确定作业布置：第二章冲裁工艺与模具设计51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52复习上次课内容1.凸、凹模刃口尺寸计算原则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3.凸、凹模分别加工时，其刃口尺寸计算应注意什么？4.凸、凹模配合加工时，其刃口尺寸计算应注意什么？53第五节冲裁排样设计排样:第二章冲裁工艺与模具设计合理的排样：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样方案是模具结构设计的依据之一。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。54冲压生产是大批量的生产，其材料利用率在很大程度上决定了冲裁件成本的高低。据统计，材料利用率每提高1%，其成本就会降低0.1~0.5%。可见合理的排样是降低冲裁件成本的有效措施，尤其在大批量生产的冲压件，更是如此。第五节冲裁排样设计第二章冲裁工艺与模具设计一、材料的合理利用一个步距内的材料利用率材料利用率：1．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。55第二章冲裁工艺与模具设计一、材料的合理利用（续）一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率1．材料利用率（续）第五节冲裁排样设计56第二章冲裁工艺与模具设计一、材料的合理利用（续）1．材料利用率（续）第五节冲裁排样设计板料的裁剪方法：57第五节冲裁排样设计冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。

第二章冲裁工艺与模具设计2．提高材料利用率的方法一、材料的合理利用（续）58减少工艺废料的有力措施是：第二章冲裁工艺与模具设计2．提高材料利用率的方法(续）一、材料的合理利用（续）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（如表2.5.1中的混合排样）等。利用结构废料的措施有：

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，如图2.5.2所示。59第五节冲裁排样设计根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：第二章冲裁工艺与模具设计二、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）60第五节冲裁排样设计搭边：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。第二章冲裁工艺与模具设计三、搭边61第五节冲裁排样设计1．影响搭边值的因素第二章冲裁工艺与模具设计三、搭边（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。（6）排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边。

621．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模具设计四、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：632．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模具设计四、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：643．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模具设计四、条料宽度与导料板间距离的计算条料宽度：导料板间距离：65第五节冲裁排样设计

一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸第二章冲裁工艺与模具设计五、排样图

、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。

66第二章冲裁工艺与模具设计零件形状不同材料利用情况的对比67第二章冲裁工艺与模具设计68复习上次课内容1.提高材料利用率的方法第二章冲裁工艺与模具设计2.条料排样方法的分类3.什么是搭边？其作用有哪些？影响搭边值的因素有哪些？4.一张完整的排样图应表达哪些信息？69第六节冲裁力和压力中心的计算冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁力的计算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——冲裁周边长度；

t——材料厚度；——材料抗剪强度；K——系数。一般取K＝1.370第六节冲裁力和压力中心的计算卸料力：第二章冲裁工艺与模具设计二、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。

71第六节冲裁力和压力中心的计算卸料力第二章冲裁工艺与模具设计二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力顶件力

——卸料力、推件力、顶件力系数；

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72第六节冲裁力和压力中心的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第二章冲裁工艺与模具设计三、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：73第六节冲裁力和压力中心的计算1．阶梯凸模冲裁第二章冲裁工艺与模具设计四、降低冲裁力的方法2．斜刃冲裁

3．加热冲裁（红冲）74第六节冲裁力和压力中心的计算模具的压力中心：第二章冲裁工艺与模具设计五、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。冲压力合力的作用点。

75第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与模具设计五、冲模压力中心的确定（续）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：76第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与模具设计五、冲模压力中心的确定（续）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。77第六节冲裁力和压力中心的计算第二章冲裁工艺与模具设计五、冲模压力中心的确定（续）

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。78第七节冲裁的工艺设计冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定。第二章冲裁工艺与模具设计一、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。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。79第七节冲裁的工艺设计第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁件的工艺性分析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80第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁件的工艺性分析（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1．冲裁件的结构工艺性（续）81第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁件的工艺性分析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。冲孔的最小尺寸取决于冲压材料的力学性能、凸模强度和模具结构。各种形状孔的最小尺寸可参考表2-14。如果采用带保护套的凸模，稳定性高，凸模不易折损，最小冲孔尺寸可以减少，参考表2-15。

第七节冲裁的工艺设计82第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁件的工艺性分析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。第七节冲裁的工艺设计83第二章冲裁工艺与模具设计一、冲裁件的工艺性分析3．冲裁件的尺寸基准

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。以避免产生基准不重合误差。第七节冲裁的工艺设计84第七节冲裁的工艺设计1．冲裁工序的组合第二章冲裁工艺与模具设计二、冲裁工艺方案的确定（1）根据生产批量来确定（2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定（3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定（5）根据操作是否方便与安全来确定85第七节冲裁的工艺设计2、冲裁顺序的安排第二章冲裁工艺与模具设计二、冲裁工艺方案的确定（1）级进冲裁顺序的安排1）先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。（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。86第二章冲裁工艺与模具设计

图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kN开式压力机，要求制定冲压工艺方案。第七节冲裁的工艺设计例2.7.187复习上次课内容1.冲裁力F的计算公式第二章冲裁工艺与模具设计2.冲压工艺总力的计算方法3.降低冲裁力的方法4.确定压力中心的目的5.冲裁件的工艺性是指什么？审查冲裁件工艺性的目的是什么？6.冲裁工序的组合需要考虑哪些因素？冲裁顺序的安排有哪些要求？88冲裁模零部件的分类：第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计冲裁模零部件工作零件定位零件卸料与推件零部件模架连接与固定零件

工艺零件结构零件89第八节冲裁模零部件设计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模具设计一、工作零件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）90小孔：第二章冲裁工艺与模具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4）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91第八节冲裁模零部件设计1．凸模（续）（1）凸模的结构形式及其固定方法（续）第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件结构：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。92第八节冲裁模零部件设计1．凸模（续）（2）凸模长度计算第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）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

在一般情况下，凸模的强度是足够的，不必进行强度计算。但是对特别细长的凸模或凸模断面尺寸较小而毛坯厚度又比较大的情况下，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校核，以检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求。93第八节冲裁模零部件设计2．凹模（1）凹模外形结构及其固定方法第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）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94第八节冲裁模零部件设计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模具设计一、工作零件（续）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。

95第八节冲裁模零部件设计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。第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）正装复合模，倒装复合模的凸凹模最小壁厚可查表获得。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。96第八节冲裁模零部件设计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模具设计一、工作零件（续）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：97第八节冲裁模零部件设计4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）（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；98第八节冲裁模零部件设计4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）（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；99第八节冲裁模零部件设计4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）（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；100第八节冲裁模零部件设计4．凸、凹模的镶拼结构（续）第二章冲裁工艺与模具设计一、工作零件（续）（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

101第八节冲裁模零部件设计1、凸模第二章冲裁工艺与模具设计本次课总结（1）凸模的结构形式及其固定方法（2）凸模长度计算2．凹模（1）凹模外形结构及其固定方法（2）凹模刃口形式

（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定3．凸凹模4．凸、凹模的镶拼结构102圆形凸模第二章冲裁工艺与模具设计103非圆形凸模第二章冲裁工艺与模具设计104大、中型凸模第二章冲裁工艺与模具设计105冲小孔凸模保护与导向结构第二章冲裁工艺与冲裁模设计106超短凸模的小孔冲模第二章冲裁工艺与模具设计1、9-定位板2、3、4-小凸模5-冲击块7-小压板8-大压板10-侧压块107第二章冲裁工艺与模具设计凸模长度尺寸108凹模形式及固定第二章冲裁工艺与模具设计109镶接凹模第二章冲裁工艺与模具设计110拼接结构第二章冲裁工艺与模具设计111镶拼结构实例

第二章冲裁工艺与冲裁模设计112镶拼结构固定方法第二章冲裁工艺与模具设计113斜刃拼块结构第二章冲裁工艺与模具设计114第二章冲裁工艺与模具设计正装式复合模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

115第二章冲裁工艺与模具设计倒装式复合模1-下模座2-导柱3、20-弹簧4-卸料板5-活动挡料销6-导套7-上模座8-凸模固定板

9-推件块

10-连接推杆

11-推板12-打杆

13-模柄

14、16-冲孔凸模

15-垫板

17-落料凹模

18-凸凹模

19-固定板

21-卸料螺钉

22-导料销

116全长导向结构的小孔冲模第二章冲裁工艺与模具设计1-下模座2、5-导套3-凹模4—导柱6-弹压卸料板7-凸模8—托板9-凸模护套10-扇形块11-扇形块固定板12-凸模固定板13-垫板14-弹簧15-阶梯螺钉16-上模座

17-模柄

117第二章冲裁工艺与模具设计118第二章冲裁工艺与模具设计119第二章冲裁工艺与模具设计120第二章冲裁工艺与模具设计121复习上次课内容1.凸模常见的结构形式及其固定方法第二章冲裁工艺与模具设计2.对冲小孔凸模一般采取哪些措施提高其强度和刚度？3.凹模刃口形式？4.整体式凹模轮廓尺寸的确定5.镶拼结构的应用场合及镶拼方法122第八节冲裁模零部件设计定位零件：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。

第二章冲裁工艺与模具设计二、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。

123第八节冲裁模零部件设计属于送进导向的定位零件：属于送料定距的定位零件：第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）属于块料或工序件的定位零件：1．导料销、导料板导料销：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：导料销、导料板、侧压板等；用挡料销、导正销、侧刃等；定位销、定位板等。两个，位于条料的同侧，固定式、活动式124第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）1．导料销、导料板（续）导料板：结构形式：一种是与卸料板制成整体的结构。一种是标准结构，它与卸料板（或导板）分开制造；设在条料两侧125第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）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。②簧片式侧压装置③簧片压块式侧压装置

①弹簧式侧压装置结构形式：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。126第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）3．挡料销（1）固定挡料销钩形挡料销②扭簧弹顶挡料装置③橡胶弹顶挡料装置①弹簧弹顶挡料装置（2）活动挡料销④回带式挡料装置（3）始用挡料装置应用127第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）4．侧刃侧刃：适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况定距精度高、可靠特点：侧刃结构按侧刃工作端面形状分按侧刃截面形状分

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。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128第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）4．侧刃（续）材料消耗少，但操作不便，生产率低；与弹簧挡销配合使用；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：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、对角布置可用于冲裁贵重金属。129第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）5．导正销主要用于:消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。导入部分：圆锥形的头部使用目的: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：圆柱形的结构组成级进模130第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）5．导正销（续）导正部分高度h——取h=(0.8～1.2)t导正部分直径d——与导正孔采取H7/h6或H7/h7配合与挡料销的位置关系：基本尺寸：a图b图131第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计二、定位零件（续）6．定位板和定位销

外缘定位、内孔定位定位方式：1327.压料及出件零件推件装置：推件装置有弹性和刚性两种形式。弹性推件装置在冲裁时能压住制件，冲出的制件质量较高，但弹性元件的压力有限，当冲裁较厚材料时推件的力量不足或使结构庞大。刚性推件不起压料作用，但推件力大，有时也做成刚、弹性结合的形式，能综合两者的优点。刚性推件要考虑不应过多地削弱上模板的强度，推件力尽可能分布均匀。卸料装置：卸料装置也有刚性（即固定卸料板）和弹性两种形式。弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成，依靠弹性元件的被压缩产生的力来卸料，因此卸料力不大，但有压料作用，冲裁件质量较好，常用于料薄、所需卸料力不大但制件平面度有要求的冲裁。刚性卸料板直接固定在凹模上，通过与毛坯或零件相撞产生的力卸料，卸料力大，但无压料作用，常用于料厚较大，所需卸料力大，而制件平面度无要求的冲裁。对于卸料力要求较大、卸料板与凹模间又要求有较大的空间位置时，可采用刚弹性相结合的卸料装置。此外废料切刀也是卸料的一种形式，常用于拉深件切边时或大型件落料时的卸料。133第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计弹簧和橡皮零件：弹簧和橡皮主要用于卸料压料或推件等。模具用的弹簧形式很多，可分为圆钢丝螺旋弹簧、方钢丝螺旋弹簧和碟形弹簧等。圆钢丝螺旋弹簧制造方便，应用最广。方钢丝（或矩形钢丝）螺旋弹簧所产生的压力比圆钢丝螺旋弹簧大得多，主要用于卸料力或压料力较大的模具。在中小工厂，冲模的弹性零件广泛使用橡皮，其优点是使用十分方便，价格便宜。但橡皮和油接触，容易被腐蚀损坏。近年来常使用聚氨脂橡胶作弹性零件，它比橡皮的压力大，寿命也长，但价格较贵。

在小型设备上可在压力机工作台孔内安装弹顶装置，既使模具的结构尺寸大大简化、减小，又可提供较大的压力和行程。134第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计8.固定与紧固零件固定板：对于小型的凸、凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢。固定板固定凸模（凹模）要求固紧牢靠并有良好的垂直度，因此固定板必须有足够的厚度。固定板与凸、凹模之间的配合一般为过渡配合H7/m6。

垫板：当零件的料厚较大而外形尺寸又较小时，冲压时凸模上端面或凹模下端面对模板作用有较大的单位压力，有时可能超过模板的允许抗压应力，此时就应采用垫板。采用刚性推件装置时上模板被挖空，也需采用垫板。

模板：模板分带导柱和不带导柱两种情况。可按冷冲模国家标准或工厂标准，选择合适的形式和尺寸，或参照标准进行设计。135第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计8.固定与紧固零件模柄：模柄对中小型模具是用于固定上模用的。螺钉和销钉：螺钉是紧固模具零件用的，冲模中多采用内六角头或圆头螺钉。螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据经验确定，小型和中型模具采用M6、M8、M10或M12等，选用4～6个，要按位置具体布置而定。大型模具可选M12、M16或更大规格，选用过大会给攻螺纹带来困难。冲模中圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。一般圆柱销用两个以上，布置时一般距离模具刃口较远，对中小型模具一般选用d=6、8、10、12mm几种尺寸，错移力较大的情况可适当选大一些。136第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计9.导向零件导柱和导套：对生产批量大，要求模具寿命高，工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动的两种。（1）滑动导柱、导套都是圆柱形。其加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。导柱与导套之间采用间隙配合，根据冲压工序性质、冲压件的精度及材料厚度等的不同，其配合间隙也稍有不同。例如：对于冲裁模，导柱和导套的配合可根据凸、凹模间隙选择。凸、凹模间隙小于0.3mm时，采用H6/h5配合；大于0.3mm时，采用H7/h6配合。137第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计9.导向零件（2）滚珠导柱、导套是一种无间隙、精度高、寿命较长的导向装置，适用于高速冲模、精密冲裁模以及硬质合金模具的冲压工作。导柱、导套有国家标准，设计时应尽可能按标准选用。导板导向：固定卸料板又起凸模导向作用，厚度比普通的卸料板厚一些，导板与凸模采用间隙配合，工作时要求凸模不脱离导板。用特别细长的凸模冲孔时，为了更好地保护凸模不易折断，应增加凸模保护套，使凸模在整个工作过程中始终有导向，不致弯曲折断。138第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计10.冲模零件的材料选用应根据模具的工作特性、受力情况、冲压件材料性能、冲压件精度以及生产批量等因素，合理选用模具材料。凸、凹模材料的选用原则为：对于形状简单、冲压件尺寸不大的模具，常用碳素工具钢（如T8A、T10A等）制造；对于形状较复杂、冲压件尺寸较大的模具，选用合金钢或高速钢制造；而冲压件精度要求较高、产量又大的高速冲压或精密冲压模具，常选用硬质合金、或钢结硬质合金等材料制造。139第二章冲裁工艺与模具设计第八节冲裁模零部件设计第二章冲裁工艺与模具设计正装式复合模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

140第二章冲裁工艺与冲裁模设计倒装式复合模1-下模座2-导柱3、20-弹簧4-卸料板5-活动挡料销6-导套7-上模座8-凸模固定板

9-推件块

10-连接推杆

11-推板12-打杆

13-模柄

14、16-冲孔凸模

15-垫板

17-落料凹模

18-凸凹模

19-固定板

21-卸料螺钉

22-导料销

141导板式单工序落料模第二章冲裁工艺与模具设计1-模柄

2-止动销

3-上模座

4、8-内六角螺钉

5-凸模

6-垫板

7-凸模固定板9-导板

10-导料板

11-承料板

12-螺钉

13-凹模

14-圆柱销

15-下模座16-固定挡料销17-止动销18-限位销19-弹簧20-始用挡料销142导料板结构第二章冲裁工艺与模具设计143具有自动挡料装置的级进模第二章冲裁工艺与模具设计1-凸模2-凹模3-挡料杆4-侧压板5-侧压簧片144侧压装置第二章冲裁工艺与模具设计145固定挡料销第二章冲裁工艺与模具设计146活动挡料销第二章冲裁工艺与模具设计147始用挡料销第二章冲裁工艺与模具设计148第二章冲裁工艺与模具设计双侧刃定距的冲孔落料级进模1-内六角螺钉2-销钉3-模柄4-卸料螺钉5-垫板6-上模座7-凸模固定板8、9、10-凸模11-导料板12-承料板13-卸料板14-凹模15-下模座16-侧刃17-侧刃挡块

149侧刃结构第二章冲裁工艺与模具设计1501-导料板2-侧刃挡块3-侧刃4-条料侧刃定位误差比较第二章冲裁工艺与模具设计151尖角形侧刃第二章冲裁工艺与模具设计152特殊侧刃第二章冲裁工艺与冲裁模设计153定位板和定位销的结构形式第二章冲裁工艺与模具设计154第九节冲裁模的典型结构单工序冲裁模：在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。

2.冲孔模（1）导柱式冲孔模（2）导板式侧面冲孔模（3）斜楔式水平冲孔模第二章冲裁工艺与模具设计一、单工序冲裁模（4）小孔冲模全长导向结构的小孔冲模超短凸模的小孔冲模1.落料模（1）无导向单工序落料模（2）导板式单工序落料模（3）导柱式单工序落料模155第九节冲裁模的典型结构1．用导正销定位的级进模

2．侧刃定距的级进模

双侧刃定距的冲孔落料级进模

侧刃定距的弹压导板级进模

第二章冲裁工艺与模具设计二、级进模级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。优点：缺点：级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高。适用：大批量生产小型冲压件。

级进模是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。

156第九节冲裁模的典型结构3．排样（1）零件精度对排样的要求第二章冲裁工艺与模具设计二、级进模（续）（2）模具结构对排样的要求零件精度要求高的——精确的定位、尽量减少工位数；孔距公差较小——在同一工步中冲出。

零件较大或零件虽小但工位较多——采用连续一复合排样法（a）。157第九节冲裁模的典型结构3．排样（续）第二章冲裁工艺与模具设计二、级进模（续）（3）模具强度对排样的要求孔间距小——其孔要分步冲（b）；工位间凹模壁厚小——增设空步（c）；

外形复杂——分步冲出（d）；侧刃的位置——避免导致凸、凹模局部工作而损坏刃口（b）158第九节冲裁模的典型结构3．排样（续）第二章冲裁工艺与模具设计二、级进模（续）（4）零件成形规律对排样的要求

位于成形件变形部位上的孔——安排在成形工步之后冲出，落料或切断工步——安排在最后工位上。

全部为冲裁工步的级进模——先冲孔后落料或切断。

套料级进冲裁——按由里向外的顺序进行冲裁（e）。

159第九节冲裁模的典型结构

复合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分离工序的模具。优点：第二章冲裁工艺与模具设计三、复合模设计难点：结构上的主要特征：缺点：适用：如何在同一工作位置上合理地布置好几对凸、凹模有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。结构复杂，制造精度要求高，成本高生产批量大、精度要求高的冲裁件160第九节冲裁模的典型结构1．正装式复合模（又称顺装式复合模）第二章冲裁工艺与模具设计三、复合模（续）2．倒装式复合模结构特点：优点：三套除料、除件装置缺点：适用：可以冲制孔边距离较小的冲裁件。结构特点：优点：两套除料、除件装置缺点：冲出的冲件平直度较高结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作。冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，结构简单不宜冲制孔边距离较小的冲裁件161无导向单工序落料模第二章冲裁工艺与模具设计1-上模座2-凸模3-卸料板4-导料板5-凹模6-下模座7-定位板162导板式单工序落料模第二章冲裁工艺与模具设计1-模柄

2-止动销

3-上模座

4、8-内六角螺钉

5-凸模

6-垫板

7-凸模固定板9-导板

10-导料板

11-承料板

12-螺钉

13-凹模

14-圆柱销

15-下模座16-固定挡料销17-止动销18-限位销19-弹簧20-始用挡料销163导柱式单工序落料模第二章冲裁工艺与模具设计1-螺帽2-导料螺钉

3-挡料销

4-弹簧

5-凸模固定板

6-销钉

7-模柄

8-垫板9-止动销

10-卸料螺钉

11-上模座

12-凸模

13-导套

14-导柱

15-卸料板16-凹模17-内六角螺钉18-下模座164第二章冲裁工艺与冲裁模设计导柱式冲孔模1-上模座2、18-圆柱销3-导柱4-凹模5-定位圈6、7、8、15-凸模9-导套10-弹簧11-下模座12-卸料螺钉13-凸模固定板14-垫板16-模柄17-止动销19、20-内六角螺钉

21-卸料板

165第二章冲裁工艺与模具设计导板式侧面冲孔模

1-摇臂2-定位销3-上模座4-螺钉5-凸模6-凹模7-凹模体8-支架9-底座10-螺钉11-导板12-销钉13-压缩弹簧166斜楔式水平冲孔模第二章冲裁工艺与模具设计1-斜楔2-座板3-弹簧板4-滑块5-凸模6-凹模167全长导向结构的小孔冲模第二章冲裁工艺与模具设计1-下模座2、5-导套3-凹模4—导柱6-弹压卸料板7-凸模8—托板9-凸模护套10-扇形块11-扇形块固定板12-凸模固定板13-垫板14-弹簧15-阶梯螺钉16-上模座

17-模柄

168第二章冲裁工艺与模具设计169超短凸模的小孔冲模第二章冲裁工艺与模具设计1、9-定位板

2、3、4-小凸模

5-冲击块

7-小压板

8-大压板

10-侧压块

170第二章冲裁工艺与模具设计171第二章冲裁工艺与模具设计用导正销定距的冲孔落料级进模1-模柄

2-螺钉

3-冲孔凸模

4-落料凸模

5-导正销

6-固定导料销

7-始用导料销

172第二章冲裁工艺与模具设计双侧刃定距的冲孔落料级进模1-内六角螺钉2-销钉3-模柄4-卸料螺钉5-垫板6-上模座7-凸模固定板8、9、10-凸模11-导料板12-承料板13-卸料板14-凹模15-下模座16-侧刃17-侧刃挡块173第二章冲裁工艺与模具设计侧刃定距的弹压导板级进模1、10-导柱2-弹压导板3、11-导套4-导板镶块5-卸料螺钉6-凸模固定板7-凸模

8-上模座

9-限位柱

12-导料板

13-凹模

14-下模座

15-侧刃挡块

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