冲裁工艺与冲裁模的设计课件

沖裁工藝與沖裁模的設計

2.1沖裁模設計程式審圖沖裁工藝性分析沖裁工藝方案制定排樣刃口尺寸計算衝壓力及壓力中心計算凸、凹模結構設計總體結構設計衝壓設備選擇沖裁模裝配圖繪製非標零件圖繪製

1．審圖收集並分析衝壓件的產品圖及技術條件；原材料的尺寸規格、性能；產品的生產批量；此外，工廠現有的衝壓設備條件；工廠現有的模具製造條件及技術水準；其他技術資料等也應作為設計的資料。例：工件名稱：手柄

生產批量：中批量

材料：Q235-A鋼

材料厚度：1.2mm

2．沖裁工藝性分析應充分研究設計要求，瞭解產品用途，並進行衝壓件的工藝性及尺寸公差等級分析，改進沖壓件結構或工藝性。

例：零件的三個安裝孔有精確的位置要求，而外形是無關緊要的，因此在對零件的外形由A變為B。在不影響零件精度的條件下，提高材料利用率和生產率。

3．沖裁工藝方案制定在衝壓工藝性分析的基礎上，擬定出可能的幾套衝壓工藝方案，然後根據生產批量和企業現有生產條件，通過對各種方案的綜合分析和比較，確定一個技術經濟性最佳的工藝方案。例：根據已確定的衝壓工藝方案，綜合考慮衝壓件的品質要求、生產批量大小、衝壓加工成本以及衝壓設備情況、模具製造能力等生產條件，選擇模具類型。4．排樣排樣是指沖裁件在條料或板料上的佈置方法。在衝壓零件的成本中，材料費用占60％以上，因此材料的經濟利用是一個重要問題，而材料的經濟利用又與排樣方式有關。

例：衝壓件排樣實物5．刃口尺寸計算

間隙對沖裁件品質、沖裁力和模具壽命均有很大影響。凸、凹模刃口尺寸及其公差決定了模具的合理間隙，更直接影響沖裁件的尺寸精度。6．衝壓力及壓力中心計算沖裁力是在沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具的重要依據之一。

模具的壓力中心就是衝壓力合力的作用點。為保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。7．衝壓設備選擇衝壓設備選擇關係到其合理使用、安全、產品質量、模具壽命、生產效率及成本等。設備類型的選擇主要取決於衝壓的工藝要求和生產批量。設備選擇主要包括設備類型和規格兩個方面。設備規格主要取決於衝壓力，變形功、模具閉合高度和範本平面輪廓尺寸等。8．凸、凹模結構設計根據沖件的形狀和尺寸，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦不同，所以在實際生產中使用的凸、凹模結構形式很多。9．總體結構設計良好模具結構是實現工藝方案的可靠保證。沖裁模結構是否合理、先進，直接影響到生產效率及沖模本身的使用壽命和操作的安全、方便性等。10．衝壓模裝配圖繪製在模具的總體結構及其相應的零部件結構形式確定後，便可繪製模具裝配圖和零件圖。裝配圖和零件圖均應嚴格按照製圖標準繪製。考慮到模具圖的特點，可採用一些常用的習慣畫法。

11．非標零件圖繪製模具零件圖是模具加工的重要依據，因此模具總裝圖中的非標準零件，需分別畫出零件圖，一般的工作順序也是先畫工作零件圖，再依次畫其他各部分的零件圖。模具裝配圖的一般佈置情況課後思考1、說明沖裁模設計的程式。案例電機轉子生產批量：大批量材料：電工矽鋼片厚度：0.35mm說明電機定子生產批量：大批量；材料：電工矽鋼片;厚度：0.35mm機芯自停杆生產批量：大批大量；材料：鋼10；料厚：0.8mm電位器接線片生產批量：大批量；材料：08F鋼帶；料厚：0.4mm2.2審圖與沖裁工藝性分析學習目標：瞭解沖裁件的工藝性的概念，良好的沖裁工藝性應滿足的條件。理解決定沖裁件工藝性的因素，如沖裁件的形狀和尺寸、尺寸精度和粗糙度和材料等。教學要求：熟悉沖裁件的結構工藝性要求，普通沖裁件的經濟精度和材料的選擇原則。2.2.1審圖審查所給工件的尺寸是否齊全，各尺寸公差和形位公差的精度等級；審查所給工件的材料牌號、材料厚度、生產批量。衝壓件上未注公差尺寸，要根據工件的公差等級，進行公差標注。標準步驟：1.根據衝壓件的公差等級與基本尺寸，查找衝壓基準件公差數值表，找到對應的公差，一般採取單性偏差；2.判斷該尺寸的偏差方向；採用“入體原則”、可先畫出該衝壓件的假想磨損圖。所示工件的假想磨損圖用雙點劃線畫出，再根據以下方法進行判斷。如該尺寸磨損後變小為負偏差；變大為正偏差；不變則為正負偏差。案例分析：1．電機轉子生產批量：大批量材料：電工矽鋼片厚度：0.35mm2．電機定子生產批量：大批量；材料：電工矽鋼片;厚度：0.35mm3．機芯自停杆生產批量：大批大量；材料：鋼10；料厚：0.8mm4.電位器接線片生產批量：大批量；材料：08F鋼帶；料厚：0.4mm2.2.2沖裁工藝性要求沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到品質合格的沖裁件。1．結構工藝性要求（1）沖裁件的形狀應盡可能簡單、對稱，以圓形、矩形等規則幾何形狀組成的幾何圖形為較佳，這樣使排樣時廢料最少。

（2）無過長的懸臂、狹槽，所謂懸臂、狹槽，即其寬度b≤2t；（3）孔間距、孔邊距不能太小，所謂過小孔間距，即指b2＜2t，所謂過小孔邊距，即指b1＜1.5t；（4）沖裁件的外形或內孔的轉角處應避免存在尖銳的尖角，採用圓角過渡為較佳，一般在圓角處應使R≥0.5t。（5）

沖孔製件的孔不能太小。2．沖裁件的尺寸精度和粗糙度（1）普通沖裁：沖裁件的內外形的經濟精度不高於IT11級，（2）沖孔精度（最好低於IT9級）比落料精度（最好低於IT10級）高一級。（3）沖裁件的粗糙度Ra一般低於6.3μm，但高於12.5μm

；3．沖裁材料（1）沖裁材料金屬材料（鋼、鋁、各種貴重金屬及各種合金）非金屬材料（紙板、塑膠板、膠合板等)複合材料（塗層板、複合板等）（2）沖裁件材料選取原則1）對沖裁材料機械性能的要求有一定強度和韌性，避免過硬、過軟、過脆。案例1、2為電工矽鋼，材料較硬較脆；案例3、4為低碳鋼，具有較好的沖裁性能2）對材料規格的要求材料厚度公差應符合國家標準，厚薄均勻，避免採用邊角料。3）沖裁件材料的選取原則廉價代貴重，薄料代厚料，黑色代有色4個案例製件均為黑色材料案例分析：1．電機轉子生產批量：大批量材料：電工矽鋼片厚度：0.35mm2．電機定子生產批量：大批量；材料：電工矽鋼片;厚度：0.35mm3．機芯自停杆生產批量：大批大量；材料：鋼10；料厚：0.8mm4.電位器接線片生產批量：大批量；材料：08F鋼帶；料厚：0.4mm課後思考1、提高沖裁件尺寸精度和斷面品質的有效措施有哪些？2、什麼是沖裁件的工藝性，分析沖裁件的工藝性有何實際意義？

2.3沖裁工藝方案制定學習目標：瞭解制定沖裁工藝方案的重要性，熟練掌握沖裁工藝方案的確定方法。教學要求：根據沖裁件圖紙，能夠確定出其基本工序的性質，並分析出各工序的數目和順序，制定出可行的工藝方案。能夠通過分析比較各工藝方案，得出最佳的工藝方案。2.3.1基本工序的確定（1）基本工序的性質沖孔、切廢料、沖缺、沖槽、落料、切斷、切口等；案例分析：電機轉子工序性質：沖孔、落料、切口案例分析：電機定子工序性質：沖孔、落料案例分析：機芯自停杆工序性質：沖孔、落料案例分析：電位器接線片工序性質：落料（2）基本工序的數目案例分析：案例1為3個；案例2和案例3為2個；案例4為1個。（3）基本工序的順序案例分析：案例1：沖孔→切口→落料或落料→沖孔→切口案例2：沖孔→落料或落料→沖孔案例3：沖孔→落料或落料→沖孔2.3.2

基本工序的排列與組合對多種方案進行分析比較，得出較佳方案。案例分析：電機轉子（1）單工序工藝即用落料、沖孔、切口三副模具分別完成三種工序。（2）級進工藝（3）複合工藝即採用一副複合模一次沖裁完成。分析比較：（1）單工序工藝：模具結構簡單，製造成本較低，但製件內外形的位置精度難以得到保證，且所佔用設備及工人較多，生產效率低。（2）級進工序工藝：製件內外形位置精度較易得到保證，易於實現自動化生產，生產效率高，但模具結構較複雜，製造成本較高。（3）複合工序工藝：製件內外形位置精度高，生產效率高，但模具結構複雜，製造困難。案例分析：電機定子（1）單工序工藝即用落料、沖孔兩模具分別完成兩種工序（2）級進工序工藝（3）複合工序工藝即採用一副複合模一次沖裁完成。分析比較：（1）單工序工藝模具數目增加，加工精度低，生產效率低。（2）級進工序工藝可通過製件的不同排布方式，節約原材料，以降低製件成本。（3）複合工序工藝模具製造複雜，加工困難。工藝方案分析練習1.機芯自停杆2.電位器接線片測驗題問分析下圖所示零件（材料：65Mn，料厚為1㎜，未注尺寸公差為IT12）的沖裁工藝性，確定其工序性質及組合方式，畫出沖裁工序圖。參考答案課後思考1、確定沖裁工藝方案的依據是什麼？沖裁工藝的工序組合方式根據什麼來確定？

2、怎樣確定沖裁的工藝方案？2.4沖裁排樣設計學習目標：瞭解排樣與材料利用率的關係，熟悉排樣的分類方法，理解搭邊在衝壓工藝上的作用。教學要求：能夠根據沖裁件的形狀確定排樣形式，會查表確定搭邊值，利用公式計算材料利用率。2.4.1沖裁排樣的方式

排樣：指沖裁件在板料或條料上的佈置方式。（1）按有無廢料分1）有廢料排樣：指排樣時，製件與製件之間、製件與條料邊緣之間均有餘料存在。特點：沖裁件品質完全由沖模保證，精度高，且搭邊保護模具，但材料利用率低。1-結構廢料2-工藝廢料2）少無廢料排樣：指製件與製件之間、製件與條料邊緣之間存在較少或沒有餘料。特點：模具結構簡化、沖裁力降低、材料利用率提高，但受板料和定位影響，工件精度降低，且凸模單邊受力，易被破壞，加劇模具磨損，影響沖裁件的斷面品質。當送進步距為兩倍零件寬度時，一次切斷便能獲得兩個沖件，有利於提高勞動生產率。案例分析：電機轉子（1）少廢料排樣案例分析：電機定子（1）有廢料排樣（2）少廢料排樣（2）按排列形式分1）直排法：適用於外形為方、矩形沖件。案例分析：電機定子2）斜排法：適用橢圓形、T形、L形、S形沖件。3）直對排法：適用於梯形、三角形、半圓形、T形、Ш形、Ц形沖件。案例分析：電位器接線片4）斜對排：適用T形沖件，且比直對排節省材料。5）混全排法：適用於材料與厚度相同的兩種以上不同形狀沖件的套排。

案例分析：電機定子、電機轉子6）多行排法：適用於大批量生產中尺寸不大的圓形、六角形、方形、矩形等沖件。案例分析：電機轉子7）整裁餘料(搭邊)法：適用於尺寸較小且形狀較簡單的沖件。

案例分析：電位器接線片8）分次裁切餘料(搭邊)法：適用於尺寸較小且形狀較複雜的沖件。案例分析：機芯自停杆2.4.2搭邊搭邊：指沖裁時製件與製件之間、製件與條料邊緣之間的餘料。（1）搭邊的作用1）能夠補償定位誤差，保證沖出合格的製件；2）能保持條料具有一定的剛性，便於送料；3）能起到保護模具的作用。（2）搭邊值的選取案例分析：電機轉子案例分析：機芯自停杆案例分析：電位器接線片級進模排樣設計：

1）儘量減少工位數，以減少工位積累誤差；2）零件較大或零件雖小但工位較多，應儘量減少工位數，可採用連續一複合排樣法；

3）孔間距小的沖件，要分步沖孔；4）工位間凹模壁薄的，應增設空步；5）外形複雜的沖件應分步沖出，以簡化凸、凹模形狀，增強其強度，便於加工和裝配；6）沖裁級進模，一般是先沖孔後落料或切斷。先沖出的孔可作後續工位的定位孔，若該孔不適合於定位或定位精度要求較高時，則應沖出輔助定位工藝孔（導正銷孔）；

2.4.3材料利用率的計算（1）條料寬度尺寸的確定1）有側壓裝置：B=(L+2b)-Δ2）無側壓裝置：B=(L+2b+C)–Δ式中：L——製件垂直於送料方向的基本尺寸；Δ——條料的寬度公差；

b——側面搭邊值；

C——送料保證間隙：

B≤100，C=0.5~1.0；B＞100，C=1.0~1.5。3）採用側刃：B=(L+1.5b+nF)–Δ式中：L——製件垂直於送料方向的基本尺寸；

n——側刃數；

F——側刃裁切寬度；

Δ——條料的寬度公差；

b——側面搭邊值；B≤100，C=0.5~1.0；B＞100，C=1.0~1.5。側壓裝置案例分析：電機轉子（1）有側壓：B=50.8-0.5

（2）無側壓：B=51.8-0.5

（2）材料利用率的計算式中：A——在送料方向，排樣圖中相鄰兩個製件對應點的距離(mm)；B——條料寬度(mm)；S——一個步距內製件的實際面積(mm2)；S0——一個步距所需毛坯的面積(mm2)。案例分析：電機轉子案例分析：電機定子（橫排）案例分析：電機定子（豎排）案例分析：電機定子、電機轉子案例分析：機芯自停杆(直排）案例分析：機芯自停杆(斜排）案例分析：電位器接線片(直排）案例分析：電位器接線片(直對排）測驗題判斷1、搭邊值的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，保證零件品質和送料方便。（）參考答案課後思考1、什麼叫排樣？排樣的合理與否對沖裁工作有何意義？2、排樣的方式有哪些？各適合什麼場合？3、什麼是搭邊？對製件的精度及材料利用率分別有什麼影響？2.5

沖裁模刃口尺寸計算學習目標：能夠確定合理間隙，能夠掌握刃口尺寸計算的基本原則，能熟練掌握刃口尺寸計算的方法。教學要求：會用查表法或經驗法確定合理間隙，能根據沖裁件的形狀，確定凸、凹模刃口的加工方法；根據沖裁件與凸模或凹模刃口之間的關係，判斷基準件磨損方向，從而正確計算刃口尺寸。2.5.1沖裁間隙沖裁間隙：沖裁的凸模與凹模刃口之間的間隙。單邊間隙：凸模與凹模每一側的間隙(c)。雙邊間隙：凸模與凹模兩側間隙之和(Z)。（1）沖裁間隙影響的因素1）沖裁件斷面播放動畫光亮帶：在材料被擠入凹模(或凸模擠入材料)時所形成。間隙適中時可獲得較大的光亮帶。間隙愈大，光亮帶愈小，但間隙過小，則會造成兩次斷裂，形成兩個光亮帶。塌角帶：由沖裁開始時材料的塑性變形形成。間隙愈大，則塌角愈大。斷裂帶：材料發生斷裂所形成。斷裂帶在沖裁斷面上形成粗糙的斜面。間隙愈大，斷裂帶愈大，但間隙過小，則會造成兩次斷裂，形成兩個斷裂帶。毛刺：由斷裂時材料纖維的牽扯所形成。間隙愈大，毛刺愈長，材料塑性愈好，毛刺愈長。2）沖裁件尺寸精度間隙過大，材料產生拉伸彈性變形，使製件的外形尺寸小於凹模尺寸，內形尺寸大於凸模尺寸；間隙過小，材料產生壓縮彈性變形，使製件的外形尺寸大於凹模尺寸，內形尺寸小於凸模尺寸。3）衝壓力間隙的增大，將使衝壓力有所減小。4）模具壽命過小的間隙對模具壽命極為不利。較大間隙有利於減少材料對凸、凹模的磨損，則有助於提高模具壽命。（2）合理間隙值確定的原則1）當沖裁件尺寸精度要求不高，或對斷面品質無特殊要求時，從提高模具壽命、降低衝壓力角度出發，一般採用較大間隙。2）當沖裁件尺寸精度要求較高，或對斷面品質有較高要求時，應選擇較小的間隙。3）沖裁過程中凸、凹模的磨損將使間隙增大，因此，設計時應按所選間隙類別中的最小間隙值來計算刃口尺寸。（3）間隙值確定方法1）經驗法2）查表法（行業、料厚、精度）案例分析：電機轉子最高精度：、為IT8~9級由表2-2可得：(7~16)

%t

由經驗法可得：(6~10)

%t

所以取(7~10)

%t

；得：Zmin=0.35×0.07

=0.0245mmZmax=0.35×0.1

=0.035mm取：Zmin=0.025mmZmax=0.035mm案例分析：機芯自停杆精度：均為IT13~14級；屬一般精度要求。由表2-2可得：(14~20)

%t；由經驗法可得：(6~9)

%t；綜合考慮得：Zmin=0.8×0.14=0.112mmZmax=0.8×0.2=0.16mm取：Zmin=0.11mm；Zmax=0.8×0.2=0.16mm2.5.2刃口尺寸計算（1）刃口尺寸計算應遵循的原則1）落料尺寸決定於凹模尺寸，設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上，沖裁間隙通過減小凸模刃口的尺寸來取得；2）沖孔尺寸決定於凸模尺寸，設計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口的尺寸來取得；3）設計落料模時，凹模基本尺寸應取製件尺寸公差範圍內的較小尺寸；4）設計沖孔模時，凸模基本尺寸應取製件尺寸公差範圍內的較大尺寸；5）初始設計模具時，沖裁間隙一般採用最小合理間隙值；6）刃口尺寸的製造偏差方向，原則上單向注向金屬實體內部；7）模具製造方法的不同，其刃口尺寸的計算方法亦不同。（2）凸、凹模採用互換法加工適用：適用於圓形等簡單形狀的沖裁件。要求：設計時需在圖紙上分別標注凸、凹模的刃口尺寸及製造公差。滿足條件：或取

1)落料2)沖孔例：工件如右圖所示t=1mm，IT14級採用互換法計算其刃口尺寸查表可得：Zmin=0.20mm；Zmax=0.25mm查表可得：Φ20δd=+0.025；δp=-0.020Φ10δd=+0.020；δp=-0.020落料沖孔

3)孔心距式中

Dd——落料凹模基本尺寸(mm)；Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；dp——沖孔凸模基本尺寸(mm)；dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；Ld——同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)；Lmin——Ld的最小極限尺寸(mm)δp——凸模下偏差(mm)，一般取Δ/4；δd——凹模上偏差(mm)，一般取Δ/4；Zmin——凸凹模最小初始雙向間隙(mm)；Zmax——凸凹模最大允許雙向間隙(mm)；

x——凸、凹模磨損係數；

Δ——製件尺寸公差值；

Dp——落料凸模基本尺寸(mm)；dd——沖孔凹模基本尺寸(mm)；沖裁件精度x值IT10以上1IT11~130.75IT140.5（3）凸、凹模採用配合加工配合加工方法：指先按照工件尺寸計算出凸（或凹模）的公稱尺寸及公差尺寸並進行加工；然後按基準件實際尺寸，並根據沖裁間隙配做另一個相配件凹(或凸)模。特點：沖裁間隙易於得到保證；可放大基準件的製造公差，並且無需校核；簡化了模具設計。要點：1）設計時，只需詳細標注基準件刃口尺寸及制造公差；相配件標注基準件的名義尺寸，並在說明中注明與基準件配製的間隙值。2）刃口尺寸的分類按基準件磨損後尺寸變化方向分類。

A類——磨損後刃口尺寸變大；

B類——磨損後刃口尺寸變小；

C類——磨損後刃口尺寸不變。播放動畫3）基準件刃口尺寸計算公式落料：

沖孔：式中：Ad、Bd、Cd——凹模刃口尺寸；

Ap、Bp——凸模刃口尺寸；

Aman——工件上對應尺寸的最大尺寸；

Bmin——工件上對應尺寸的最小尺寸；

C平均——工件上對應尺寸的平均尺寸；案例分析：電機轉子落料：

A類尺寸：Φ47.2\Φ32\Φ23\R1\2\20°

B類尺寸：Φ45\R1.5\Φ20\3C類尺寸：Φ42\Φ34\30°\120°沖孔：

A類尺寸：無

B類尺寸：

C類尺寸：無計算A類刃口尺寸計算B類刃口尺寸案例分析：電機定子落料：A類尺寸：60\B類尺寸：R3C類尺寸：74\40\50\63沖孔：A類尺寸：R5\R1.5B類尺寸：；；；R3\69C類尺寸：54\28計算A類刃口尺寸計算B類刃口尺寸計算C類刃口尺寸74d=74±0.125×0.74=74±0.09240d=40±0.125×0.62=40±0.07750d=50±0.125×0.74=50±0.09263d=63±0.125×0.74=63±0.09254d=54±0.125×0.74=54±0.09228d=28±0.125×0.52=28±0.065案例分析：機芯自停杆落料：A類尺寸：2.4\4.8\9\R1\6\1\7.8\1.5\2B類尺寸：0.8\0.5\3\R2\R1C類尺寸：1\7.3\5\0.9\16.5\7.6\8.5\10\7單邊增大：32\6\1\0.3沖孔：A類尺寸：無

B類尺寸：1；5；

C類尺寸：無計算A類刃口尺寸計算B類刃口尺寸計算C類刃口尺寸

1d=1±0.125×0.25=1±0.0317.3d=7.3±0.125×0.36=7.3±0.0455d=5±0.125×0.3=1±0.0370.9d=0.9±0.125×0.25=0.9±0.03116.5d=16.5±0.125×0.43=16.5±0.0547.6d=7.6±0.125×0.36=7.6±0.0458.5d=8.5±0.125×0.36=8.5±0.04510d=10±0.125×0.36=10±0.0457d=7±0.125×0.36=7±0.045計算單邊增大刃口尺寸

刃口尺寸計算練習：以配合加工法計算電位器接線片的凸、凹模刃口尺寸。測驗題填空1、普通沖裁件斷面具有

四個明顯區域。判斷1、普通沖裁最後分離是塑性剪切分離。（

）參考答案課後思考1、板料沖裁時，其斷面特徵怎樣？影響沖裁件斷面品質的因素有哪些？2、在設計沖裁模時，確定沖裁合理間隙的原則是什麼？3、確定沖裁凸、凹模刃口尺寸的基本原則是什麼？2.6衝壓定位方式學習目標：瞭解各種定位零件的結構和作用，瞭解衝壓定位的使用原則，熟悉基本的定位組合方式的特點及應用場合；教學要求：根據沖裁件和模具的結構，及定位零件的特點結構形式，正確選擇定位組合方式。2.6.1衝壓定位零件1.定位零件的作用（1）定距：在送料方向上控制送料的進距；（2）導向：保證板料沿送料方向正確送進。

a-固定擋料銷b、c-導料銷2.定位零件的結構形式（1）定位板與定位銷用於單個毛坯進行衝壓加工，保證前後工序的相對位置精度及工件內孔與外輪廓的位置精度的要求。a、b－定位板，c、d－定位銷定位板選擇原則：1）定位板便於取放工件，操作安全；2）形狀不對稱工件，定位板須有方向性；3）需多道衝壓工序完成的工件，定位板取同一個定位基準。（2）擋料銷保證條料送進時的送進距離。常用於落料模和複合模，2-3個工位的簡單級進模有時也用。1）固定擋料銷圓柱頭擋料銷鉤形擋料銷2）活動擋料銷活動擋料銷通常安裝在倒裝落料模或倒裝複合模的彈壓卸料板上。a）彈簧彈頂擋料銷b）扭簧彈頂擋料銷c）橡膠彈頂擋料銷3）可調式活動擋料銷常用於通用沖模，安裝在卸料板上，可調整擋料定位位置，不適用於較薄較軟材料的沖裁。送料過程為一推一拉。4）始用擋料銷用於確定級進模中條料料頭在第一次送進時的準確位置，而臨時使用的定位擋料裝置。不適用於多工位的級進模。

（3）導料銷用於毛坯以外形定位，多用於有彈壓卸料板的單工序模和複合模。a-固定擋料銷，b、c-導料銷（4）導料板（導尺）在固定卸料式沖模和級進模中起導向作用。

分離式導料板整體式導料板有側壓導料板消除條料的寬度誤差造成的工件尺寸精度降低。當板厚小於0.3mm或自動送料時，不宜采用有側壓導料板。（5）側刃以切去條料旁側少量材料來限定送料進距，送料精度及生產效率高。

側刃斷面的長度等於步距，側刃前後導尺兩側之間的距離不等，其差值為側刃所切去的條料旁側材料的寬度。播放動畫側刃結構a)平面型b)臺階型臺階型的多用於厚度為1mm以上板料的沖裁，沖裁前凸出部分先進入凹模導向，以免由於側壓力導致側刃損壞。1）長方形側刃製造簡單，但當側刃刃口部分磨鈍後，會使條料邊緣處出現毛刺而影響正常送進。播放動畫2）成形側刃（燕尾形刃口）克服了長方形側刃的缺點，但製造較複雜，增大了切邊寬度，材料利用率降低。刃口的磨損較嚴重，強度也較差，因此不適於沖厚料。適用於板厚在0.5mm以下，定位精度較高的沖裁。播放動畫因常需將側刃的沖切刃口形狀設計成為工件邊緣的部分形狀，故稱為成形側刃。3）尖角形側刃與彈簧擋料銷配合使用，節省材料，但操作麻煩，生產效率低，不常採用，只在沖裁貴重金屬時使用。採用側刃的條件：1）窄長工件2）料厚較薄（t<0.5mm）3）成形側刃成形工件側邊外形

播放動畫側刃數量可以是一個，也可以兩個。兩個側刃可以在條料兩側並列佈置，也可以對角佈置，對角佈置能夠保證料尾的充分利用。4）多工序級進模（多採用雙側刃結構）（6）導正銷（導頭）常用於級進模中，以保證工件上的孔與外形的相對位置精度，消除送料的步距誤差，起到精確定位的作用。

當沖裁材料厚度小於0.5mm，沖孔直徑小於1.5mm，落料凸模尺寸較小時，不宜使用導正銷。導正銷在凸模上的固定形式固定在凸模固定板上的導正銷工步較多，精度較高，零件上又無適宜導正的孔的級進模，常在條料的空位處設置工藝孔，供導正銷導正條料。1-上模座2-固定板3-卸料板4-導正銷5-彈簧6-螺塞7-頂銷2.6.2衝壓定位方式1.使用原則（1）保證精度的前提下，儘量簡單、易操作；（2）以“必需、夠用”為設置定位元件的原則；（3）應滿足製件生產類型的需求。（4）在保證精度、滿足生產類型的前提下，盡量提高材料利用率。2.定位方式（1）以導料銷、擋料銷組合定位以一擋料銷定距，以兩導料銷導向。一般用於單工序模和複合工序模等定位精度要求不高的場合。特點是製造簡單，操作方便，對材料精度要求低，但定位精度低，材料利用率低，生產效率低。a-擋料銷b、c-導料銷播放動畫（2）以臨時擋料銷、擋料銷和導料板組合定位以初始擋料銷確定條料初始位置，以擋料銷定距，以導料板導向。一般適用於三工位以下的級進模。特點是製造簡單，對材料精度要求較低，但定位精度較低，操作不方便，材料利用率較低，生產效率低。（3）以臨時擋料銷、擋料銷、導正銷和導料板組合定位以臨時擋料銷確定條料初始位置，以擋料銷粗定距，以導正銷作精定位，以導料板導向。一般用於三工位以下的級進模。其特點是製造簡單，對材料精度要求較低，定位精度較高，操作不方便，材料利用率較低，生產效率低。（4）以側刃和導料板組合定位以側刃定距，以導料板導向，一般適用於三工位以下的級進模。特點是定位精度較高，操作方便，生產效率高，製造較複雜，材料利用率較低。播放動畫（5）以側刃、導正銷和導料板組合定位以側刃定距，以導正銷作精定距，以導料板導向。適用於多工位級進模。特點是定位精度高，操作方便，生產效率高，製造較複雜，材料利用率較低。案例分析：電機轉子案例分析：電機定子案例分析：電機定、轉子案例分析：機芯自停杆（直排）案例分析：機芯自停杆（斜排）案例分析：電位器接線片測驗題填空

1、側刃常被用於

模，其作用是控制條料進給方向上的

。選擇1、在連續模中，條料進給方向的定位有多種方法，當進距較小，材料較薄，而生產率較高時，一般選用

定位較合理。A、擋料銷；B、導正銷；C、側刃；D、初始擋料銷參考答案課後思考1、設計定位零件時應注意什麼？2、級進模中使用定距側刃有什麼優點？怎樣設計定距側刃？3、級進模中使用導正銷的作用是什麼？怎樣設計導正銷？2.7衝壓力及壓力中心計算學習目標：瞭解衝壓力與模具壓力中心的概念，理解模具壓力中心的計算方法，理解壓力中心與衝床滑塊中心重合的意義。教學要求：會根據不同的模具結構，計算總衝壓力；能夠使用力矩平衡原理，計算複雜工件或多凸模沖裁件的壓力中心。2.7.1常用卸料、出件及壓料零、部件（1）卸料板：指將包在凸模上的製件或廢料從凸模上刮下來的零件。形式：剛性卸料板和彈壓卸料板。1）剛性卸料板特點：能承受較大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生產效率不高。適用範圍：料厚在0.5mm以上的材料，常用於單工序模，與凸模間的單邊間隙一般：0.10.5mm。封閉式：適用於一般條料的沖裁。播放動畫a）-卸料板與導料板一體b）-卸料板與導料板分開懸臂式：適用於窄而長的毛坯沖裁。鉤形：適用於彎曲件和拉深件的沖裁。播放動畫c）-懸臂式卸料板d）-鉤式卸料板2）彈壓卸料板特點：有敞開的工作空間，操作方便，生產效率高，衝壓前對毛坯有壓緊作用，衝壓後又使衝壓件平穩卸料，從而製件較為平整；但卸料力較小，結構複雜，可靠性與安全性較差。適用範圍：卸料力不是特別大的各種沖裁模。播放動畫a）-向上卸料b）-向下卸料倒裝式模具的彈壓卸料板，方便調整卸料力；橡膠等彈性元件卸料板，用於簡單沖裁模以彈壓卸料板作為細長小凸模的導向，卸料板本身又以兩個以上的小導柱導向，以免彈壓卸料板產生水準擺動，從而保護小凸模不被折斷。1-彈壓卸料板2-彈性元件3-小凸模4-小導柱（2）出件裝置：指將在凹模中的製件或廢料從凹模口推出的裝置。1）剛性推件裝置特點：推件力大，推件可靠，但不具有壓料作用。播放動畫推件橫樑2）彈性推件裝置特點：衝壓時能壓住製件，製件品質較高，但彈出力有限。

3）彈性頂件裝置特點：衝壓時能壓住製件，製件品質較高，彈頂器彈力有限。2.7.2衝壓力衝壓力：指沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。（1）沖裁力：指凸、凹模使材料產生分離所需的力。計算公式：式中：F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長度（mm）；K——衝壓係數，一般取K=1.3；K值與沖裁間隙、模具刃口鋒利成度、壓力機狀況、模具潤滑情況及模具設計安全係數等有關。

t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪強度（MPa）。（2）卸料力（F卸）：指將箍在凸模上的材料卸下時所需的力。

F卸=K卸F(N)式中：K卸——卸料力係數。（3）推料力（F推）：指將沖入凹模的製件或廢料順著沖裁方向從凹模洞口推出時所需的力。

F推=nK推F(N)式中：K推——推料力係數；n—同時卡在凹模內的沖裁件(或廢料)數。（4）頂料力（F頂）：指將沖入凹模的製件或廢料逆著沖裁方向從凹模刃口推出時所需的力。

F頂=K頂F(N)式中：K頂——頂料力係數。（5）總衝壓力（F∑）1）採用彈性卸料和上出料方式時：

FΣ=F+F卸+

F頂2）採用剛性卸料和下出料方式時：

FΣ=F+F推3）採用彈性卸料和下出料方式時：

FΣ=F+F卸+F推案例分析：電機轉子t=0.35mm；τ=560MPa1）單工序模落料模：L=69.15×12=829.8mm沖裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07×211433=14800(N)推料力:F=nKF=10×0.065×211433=137431(N）總衝壓力：

FΣ=F+F卸+F推

=211433+14800+137431=363664（N）

沖孔切口模：L=17.93×3+10=63.79mm沖裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07×2548=178(N)推料力:F推=nK推F=10×0.065×2548=1656(N)總衝壓力：FΣ=F+F卸+F推=16254+178+1656=18088(N)

2）複合工序模

L=69.15×12+17.93×3+10=893.59mm沖裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07×227687=15938(N)順裝頂料力：若全採用彈性：F頂=K頂F=0.08×(211433+2548)=17115(N)

總衝壓力：FΣ=F+F卸+F頂=227687+15938+17115=260740(N)

若上模採用剛性：F頂=K頂F=0.08×211433=16915(N)總衝壓力：FΣ=F+F卸+F頂=227687+15938+16915=260540(N)倒裝推料力:F推=nK推F=10×0.065×2548=1565(N)採用彈性頂料：

F頂=K頂F=0.08×211433=16915(N)總衝壓力：

FΣ=F+F卸+F頂+F推=227687+15938+16915+1565=262105(N)採用剛性頂料：

FΣ=F+F卸+F推

=227687+15938+1565=245190(N)案例分析：電機定子與轉子級進模採用彈壓卸料、下出料形式

L=50.27+50.27+693.23+37.70+31.42+502.91+218.67+169.45+251.25+114=2119.17(mm)沖裁力：卸料力：

F卸=K卸F=0.07×539965=37796(N)

推料力:

F推=nK推F=10×0.065×539965=350977(N)

總衝壓力：

FΣ=F+F卸+F推=539965+37796+350977=928738(N)案例分析：機芯自停杆採用彈壓卸料、下出料形式

L=471.53沖裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07×137310=9612(N)

推料力:

F推=nK推F=6×0.065×137310=53551(N)

總衝壓力：

FΣ=F+F卸+F推=137310+9612+53551=200473(N)

衝壓力計算練習1.機芯自停杆（斜排）2.電位器接線片2.7.3模具壓力中心的計算

模具壓力中心：指模具衝壓力全力的作用點。

要求：衝壓時，其壓力中心應與壓力機滑塊中心相重合。作用（1）以避免模具在工作中產生偏彎矩而發生歪斜，加速模具導向機構的不均勻；（2）保證凸凹模間隙的一致，從而保證製件質量和延長模具壽命。計算：1.簡單形狀的工件壓力中心的計算1)對稱形狀的零件壓力中心，位於刃口輪廓圖形的幾何中心上；3)等半徑的圓弧段的壓力中心，位於任意角2

角平分線上，且距離圓心為x0的點上。式中—弧度2)直線段的壓力中心位於直線段的中心；2.複雜形狀沖裁件壓力中心的計算計算步驟：1）選定坐標系；2）計算各輪廓的長度或衝壓力；3）計算各輪廓或衝壓力中心的座標值；4）根據力矩原理計算壓力中心。或案例分析：電機轉子與電機定子（1）單工序模和複合工序模由於製件形狀對稱，所以，模具的壓力中心與製件的形心相重合。因此，在進行此類模具設計時，應將坐標系原點選擇與製件形重合。（2）級進工序模與單工序模及複合模的區別在於，級進模將製件固有的形面按優化沖裁工藝性的要求分散在前後幾個工位中進行，因此在合理選擇坐標系後將發現，製件相對於坐標系中某一軸對稱(此例為x軸)。因此，僅需計算X0座標值。Y0=0案例分析：機芯自停杆L1=12.57；X1=75.85；Y1=70.2L2=12.57；X2=75.85；Y2=32.5L3=43.79；X3=136.4；L4=4.40；X4=69.5；Y4=40.1L5=4.40；X5=70.4；Y5=22.5L6=4.4；X6=65.3；Y6=32.5L7=12；X7=65.7；Y7=17.5L8=36.6；X8=67.2；Y8=56.65L9=8.80X9=50Y9=32.5L10=4.40X10=47.7Y10=13.5L11=12.4X11=39.5L12=42.05L13=54.48L14=35.84L15=59.64壓力中心L1=4.4；X1=3.42；Y1=-10.87L2=12.57；X2=0；Y2=0L3=12.57；X3=0；Y3=17.7斜排法L4=12L5=12；X5=-3.29；Y5=-11.21L6=4.4；X6=-4.23；Y6=2.07L7=8.8；X7=-9.6；Y7=-3.3L8=44.17L9=18.44L11=4.40；X11=-32.17；Y11=-0.33L10=36.76L12=36.76L13=21.63L14=29.96L15=24.67L16=16.35L17=29.652004~2005學年冷衝壓工藝與模具設計測驗題判斷1、衝壓模使用剛性卸料的主要優點是卸料可靠；卸料力大。（）2、當採用剛性卸料裝置和下出件的模具時，其總工藝力為。（）3、連接彈壓卸料板時，可以選用圓柱頭普通螺釘。（）填空1、模具的

就是衝壓力的合力的作用點，求

的方法就是求空間平行力系的合力的作用點。

2、要使冷衝壓模具正常而平穩地工作，必須使

與模柄的軸心線

（或偏移不大）。

3、彈性卸料裝置除了起卸料作用外，還兼起

作用。它一般用於材料厚度相對

材料的卸料。參考答案測驗題計算

如圖所示，零件材料為Q235，料厚為2㎜。計算衝壓力，確定壓力機公稱壓力。

參考答案課後思考1、什麼是模具的壓力中心？2、怎樣確定模具的壓力中心？2.8凸、凹模結構設計學習目標：掌握凸模、凹模、凸凹模的結構形式和固定形式。理解凸凹模的最小壁厚。教學要求：能夠正確選擇凸模、凹模的結構形式，計算凸模的長度和凹模的外形尺寸，能夠確定凸凹模的最小壁厚。2.8.1凸模結構設計1．凸模的結構型式分類：按斷面形式分為圓形凸模和非圓形凸模。（1）圓形凸模指凸模端面為圓形的凸模。常見的圓形凸模的結構形式凸模作成臺階式，用固定板固定，臺階處圓滑過渡或加過渡段，以避免應力集中，增加凸模的剛度和強度。播放動畫播放動畫案例分析：電機轉子與電機定子適用於沖制孔徑與材料厚度相近的小孔的圓形凸模，其採用保護套結構。適用於沖大孔或落料的圓凸模。

鑲塊式凸模

1—凸模固定座

2—凸模鑲塊窩孔定位

（2）非圓形凸模基本類型可分為圓形類、矩形類和直通式若固定端為圓形時，凸模安裝定位時需加騎縫銷，以防止凸模工作時產生轉動。止轉銷固定部分為矩形直通式凸模因其加工方便，現廣泛使用。

斷面大的直通式凸模的固定

鑲拼式凸模凸模固定方式a)凸緣固定方式b)鉚接固定形式c、d、e、f)螺釘固定形式g)螺釘固定方式h)環氧樹脂固定方式i)鋼球固定方式

j)定位銷固定方式

k)小孔沖裁凸模固定方式1—墊板或凸模座2—凸範本3—側向螺釘4—環氧樹脂5—彈簧6—鋼球7—推鋼球孔8—凸範本或凸模座9—定位銷10—固定螺栓11—凸模套

12針狀凸模

13—擋銷案例分析：電機轉子級進模中槽口異形凸模案例分析：電機轉子複合模沖孔圓凸模案例分析：電機定子複合模異形凸模案例分析：電機定子複合模圓形凸模案例分析：電機定子級進模異形凸模2．凸模長度的確定原則：在滿足使用要求前提下，凸模越短越好。（1）採用固定卸料板的沖裁模凸模長度L=h1+h2+h3+(15

20)mm

式中

h1——凸模固定板厚度；

h2——卸料板厚度；

h3——導尺厚度；

L——凸模長度。15

20mm——包含凸模進入凹模的深度、凸模修磨量、沖模在閉合狀態下卸料板到凸模固定板間的距離。（2）採用彈壓卸料板的沖裁模凸模長度L=h1+h2+h3+t+1

3mm式中h1——凸模固定板厚度；

h2——卸料板厚度；

h3——彈性元件最大壓縮時凸模固定板下平面與卸料板上平面間的間的距離；

L——凸模長度；

t——沖裁材料料厚；1

3mm——凸模修磨量。3．凸模強度的校核主要是針對細長凸模或板料厚度較大的情況2.8.2凹模結構設計常見的凹模結構形式有整體式凹模和組合式凹模兩種形式。整體式凹模只適用於沖制中、小型工件；組合式凹模適用於沖大、中型工件上的孔。整體式凹模1—凹模套

2—凹模

嵌塊式組合凹模拼塊式組合凹模並列組合凹模

磨削拼裝凹模

（1）凹模刃口形式柱孔口錐形凹模刃口強度較高，修磨後刃口尺寸不變。常用於沖裁形狀複雜或精度要求較高的製件。柱孔口直向形凹模刃口強度較高，修磨後刃口尺寸不變，加工簡單，工件容易漏下。適用於沖裁小直徑製件。直通形凹模

刃口強度較高，修磨後刃口尺寸不變。

多用于有顶出装置上出料的模具。錐形凹模沖裁件容易漏下，凹模磨損量較小，但刃口強度不高，刃磨後刃口尺寸變化較大，製造較困難。適用於沖制自然漏料、精度要求不高、形狀簡單的製件。錐形柱孔凹模孔口不易積存製件或廢料，刃口強度略差。適用於形狀簡單、精度要求不高的製件的沖裁。（2）凹模外形尺寸凹模厚度：H=Kb凹模壁厚：小凹模C=(1.5

2)H

大凹模C=(2

3)H式中

b——凹模孔的最大寬度(mm)K——係數；

H——凹模厚度，一般取15

20mm；C——凹模壁厚，一般取26

40mm。案例分析：電機轉子複合模落料凹模凹模與空心墊板為一體案例分析：電機轉子複合模落料凹模凹模與空心墊板為分開2.8.3凸凹模凸凹模最小壁厚：1.不積聚廢料：C=1.5t

2.當凹模中積聚廢料時，C>3t3.沖裁軟材料：C≈t案例分析：電機轉子複合模凸凹模案例分析：電機定子複合模凸凹模課後思考1、沖裁凸模的基本固定方式有哪幾種？2、怎麼提高凸模的強度和剛度？2.9沖裁模總體結構設計學習目標：能掌握導向、模架裝置、支撐零件和緊固零件的結構和作用。教學要求：學會根據衝壓手冊，確定模架和導向零件、支撐等標準零件；理解模具的閉合高度與衝床閉合高度的關係。2.9.1導向零件導柱和導套作用：保證上、下模的精確導向。結構形式：滑動、滾動

1）滑動導柱、導套導柱、導套均為圓柱形，採用間隙配合特點：加工方便，裝配容易，成本低，可脫導運行；導向精度沒有滾動導柱、導套高。適用範圍：單工序模、複合模及工步數較少的級進模。2）滾動導柱、導套導柱、導套通過滾珠保持無間隙相對運動。特點：精度高、壽命長；加工複雜，裝配困難，工作過程必須保持不脫導狀態，成本高。適用範圍：高速沖模、精密沖裁模、硬質合金模具及多工位級進模。2.9.2模座作用：是安裝模具其他零件的基礎零件。結構形式：帶導柱與不帶導柱帶導柱分為：後側導柱、對角導柱、中間導柱、四導柱、後導柱窄形等。1）後側導柱模座特點：可三向送料，操作方便；衝壓時容易引起偏心距而使模具歪斜。適用範圍：中等以下精度且較小尺寸的衝壓模具。

2）對角導柱模座特點：可兩向送料，可避免偏心距而所造成的模具歪斜。適用範圍：一般精度的衝壓模具及級進模。3）中間導柱模座特點：僅可一（橫）向送料，可避免偏心距而所造成的模具歪斜。適用範圍：較精密的單工序模或複合模。4）四導柱模座特點：導向性能好適用範圍：沖制較精密的衝壓件。

5）後導柱窄形模座適用於沖制中等尺寸衝壓件。2.9.3模柄作用：將模具的上模座固定在衝床的滑塊上。結構形式：旋入式、壓入式、鉚接式、凸緣式、浮動式、槽形式、通用式模柄直徑：應與所選用壓力機滑塊的模柄孔直徑一致。1）旋入式用螺紋與上模座相連接直度較差，需加防轉螺釘，主要用於小型模具。

2）壓入式與上模座孔採用過渡配合定位，模柄臺肩連接，具有較高的垂直度和同軸度，適用於各種中小型模具。