冷冲压工艺与模具设计教案 表格式.pdf

冷冲压工艺与模具设计教案冷冲压工艺与模具设计教案教师姓名授课日期杨秋明授课班级授课形式授课时数4开展5教学方法第一章 冷冲压概论1.1 冷冲压根本工序及模具讲课2绪论1概念授课章节名称2特点3地位教学目的1掌握冷冲压的根本概念2掌握冷冲压的特点3了解冷冲压模具的地位与开展趋势4了解本课程的教学方法5掌握冷冲压的根本工序及模具形式1讲解冷冲压的根本概念2分析冷冲压工艺及模具的特点3冷冲压的根本工序及模具形式的分析冷冲压的根本工序及模具形式的分析教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会多媒体设备1名词解释：冷冲压、冷冲压模具、别离工序、塑性变形工序、单工模、级进模、复合模2冷冲压加工有哪些特点？授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计绪论5教学方法1概念1课程位置：本专业之主要专业课。冷冲压(cold pressing)：指建立在金属材料塑性 2采用案例教学法。变形的根底上，在常温下利用安装在压力机上 3学生带着问题学。的模具对材料施加压力，使其产生别离或塑性 4课外作业课内完成，即每次课有 1015变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件 分钟做作业的时间。占考核成绩的 20%的一种压力加工方法。5 课外完成 3 项大型作业。占考核成绩的冷冲压模具：指在冷冲压加工中，将材料(金 30%属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特 6考试采用开卷，题目为“设计一冲压件殊加工装备。所用模具，无复习环节。占考核成绩的2冷冲压加工的特点50%1节省材料：冷冲压属少、无切削加工；第一章 冷冲压概论其材料查以进行套用1.1 冷冲压根本工序及模具2制品有较好的互换性：冷冲压件的尺寸 冲压工序公差由模具保证，且一般无需做进一步机械加 别离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一工，因而具有“一模一样的特征。定的轮廓相互别离的工序。3冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复 冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修杂、外表质量好、刚性好的零件。塑性成形工序：指材料在不破裂的条件下产生4生产效率高：普通压力机每分钟可生产 塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要几十件；高速压力机每分钟可生产数百件或上 求的零件。千件。弯曲、拉深、成形、冷挤压5操作简单：对操作工而言，无特殊的专 模具项技能要求。单工序模：指在冲压的一次行程过程中，只能6制品本钱低：由材料利用率、生产效率 完成一个冲压工序的模具。和操作简单而得。级进模：指在冲压的一次行程过程中，在不同3冲压加工和模具在生产中的地位的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序1模具已成为一个独立的行业；的模具。2模压成形在加工成形中已占70%以上；复合模：指在冲压的一次行程过程中，在同一3冲压成形在模压成形中约占55%以上；工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的4 模具水平表达一个国家(或地区)制造业的 模具。水平；4冲压技术和冲模的开展1工艺分析计算方法的现代化：弹塑变形的有限元分析、应力应变分析的计算机模拟等。2 模具设计制造技术的现代化：CAD、CAM及 CAD/CAM 一体化。3冲压生产的机械化与自动化：4冲压成形的新工艺：高能成形、简易模具、组合模具、数控冲压、冲压柔性制造技术(FMS)。5冲压材料性能的提高：教师姓名授课日期杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课2授课章节名称第一章 冷冲压概论1.1 冷冲压根本工序及模具常用冲压工序分类及相应模具1.2 冲压模具的根本结构组成1.3 常用冲压模具的类型教学目的1掌握常用冲压工序的名称与特征2掌握冲压模具的根本结构组成3了解常用冲压冲压模具的结构类型1讲解常用冲压工序的名称与特征2分析冲压模具的根本结构组成3讲解常用冲压冲压模具的结构类型冲压模具的根本结构组成的分析与应用教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具多媒体设备1名词解释：冲裁、冲孔、落料、压弯、拉深、成形2冷冲压模具有哪些根本零件组成？课后体会课外作业授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计1.1 冷冲压根本工序及模具3翻边(planging)：指利用模具将工件上的常用冲压工序分类及相应模具孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工别离工序序。1冲孔(piercing)：用冲孔模沿封闭轮廓冲4缩口(necking)：指将预先拉深好的圆筒裁工件或毛坯，冲下局部为废料。或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工2落料(blanking)：用落料模沿封闭轮廓冲 序。裁板料或条料，冲下局部为制件。5整形(sizing)：指利用模具将弯曲或拉深3切断(cutoff)：用剪刃或模具切断板料或 件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工条料的局部周边，并使其别离。序。4切口(notching)：用切口模将局部材料切6校平(flattening)：指利用模具将有拱弯、开，但并不使它完全别离，切开局部材料发生 翘曲的平板制件压平的冲压工序。弯曲。1.2 冲压模具的根本结构组成5切边(trimming)：用切边模将坯件边缘的 工艺构件多余材料冲切下来。1工作零件：用于成形制件6剖切(parting)：用剖切模将坯件(弯曲件1 凸模：其外轮廓为成形制件的工作局部。或拉深件)剖成两局部或几局部。2 凹模：其内轮廓为成形制件的工作局部。7整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的3凸凹模：其内外轮廓为成形制件的工作余量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。局部。塑性变形工序2定位零件：用于确定被冲压材料在模具1弯曲(bending)：指把平面毛坯料制成具 中的相对正确位置。有一定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。其形式有：定位板、定位销、挡料销、导1压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)正销、导尺、侧刃等。毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯件作进 3压料、卸料及出料零件：用于保证冲压一步弯曲。材料在冲压过程中平稳及冲压完成后顺利离2卷边：用卷边模将条料端部按一定半径 开模具。卷成圆形。其形式有：卸料板、推件装置、顶件装置、3扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一局部相 压边圈、弹簧、橡胶垫等。对另一局部扭转成一定的角度。辅助构件2拉深(drawing)：指将一定定形状的平板 1导向零件：用于保证上下模的导向精度。毛坯通过拉深模冲压成各种形状的开口空心其形式有：导柱导套、导板、导筒等。件；或以开口空心件为毛坯通过拉深进一步使 2固定零件：用于支撑模具一所有其它零空心件改变形状和尺寸的冷冲压加工方法。件。变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯其形式有：上模座、下模座、模柄、(凸、的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心凹模)固定板、垫板、限位器等。件。3稳固及其它零件3成形：指通过板料的局部变形来改变毛其形式有：螺钉、销钉、键、其它坯的形状和尺寸的工序的总称。1.3 常用冲压模具的类型1胀形(bulging)：指从空心件内部施加径 1.3.1 简单冲压模向压力，强迫局部材料厚度减薄和外表积增大，获得所需形状和尺寸的冷冲压工艺方法。1.3.2 级进冲压模2起伏成形(cmbossing)：指平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起(或凹下)的冲 1.3.3 复合冲压模压方法。教师姓名授课日期杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课2第二章 冲裁工艺与冲裁模具的设计授课章节名称2.1 设计程序教学目的教学重点教学难点了解冲裁工艺与冲裁模具的设计程序讲解冲裁工艺与冲裁模具的设计程序冲裁工艺与冲裁模具的设计程序中的反复和比较更新、补充、删节冲裁制件实例介绍内容使用教具课外作业课后体会多媒体设备列出冲裁工艺与冲裁模具的设计程序授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计第二章 冲裁工 艺与 冲裁 模具 的设计2.1 设计程序审图案例冲裁工艺性分析2电机定子3机芯自停杆4电位器接线片1电机转子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冲压设备选择凸、凹模结构设计总体结构设计冲裁模装配图绘制非标零件图绘制教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点杨秋明2.2 审图与冲裁工艺性分析1掌握冲裁工艺性要求及工艺性分析方法2了解冲压材料的种类及性能冲裁工艺性要求及工艺性分析方法冲裁件工艺性分析方法授课班级授课形式授课时数讲课2更新、补充、删节内容 冲裁案例使用教具课外作业课后体会多媒体设备冲裁有哪些工艺性要求？授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.2 审图与冲裁工艺性分析2.2.1 审图所谓审图，即审查所给制件的尺寸是否齐全，各尺寸公差和形位公差的精度等级。2.2.2 裁工艺性要求1结构工艺性要求1形状应尽可能简单、对称，圆形、矩形等规那么的几何形状组成的几何图形为较佳；案例分析2无过长的悬臂、狭槽，所谓悬臂、狭槽，即其宽度 b2t；案例分析3孔间距、孔边距不能太小，所谓过小孔间距，即指 b22t，所谓过小孔边距，即指b1t；案例分析4冲裁件的外形或内孔的转角处应防止存在锋利的清角，采用圆角过渡为较佳；案例分析5孔不能过小。案例分析案例结构工艺性小结2冲裁件的尺寸精度和粗糙度1普通冲裁：IT10IT11级，Ram；案例分析2冲孔精度比落料精度高一级。案例分析案例尺寸精度和粗糙度要求小结3冲裁材料1冲裁材料包括金属材料、非金属材料和复合材料。金属材料有：钢、铜、铝、镁、镍、钛、各种贵重金属及各种合金。非金属材料有：纸板、纤维板、塑料板、皮革、胶合板等。复合材料有：涂层板、复合板等。2冲裁件材料选取原那么1对冲裁材料机械性能的要求具有一定的强度和韧性，防止过硬、过软、过脆。2对材料规格的要求材料厚度公差应符合国家标准，厚薄均匀，防止采用边角料。3冲裁件材料的选取原那么廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色案例材料工艺性分析小结教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课22.3 冲裁工艺方案制定掌握冲裁工艺方案拟定的原那么与方法冲裁工艺方案拟定的原那么与方法冲裁工艺方案拟定的原那么的灵活应用更新、补充、删节案例分析内容使用教具课外作业课后体会多媒体设备拟定冲裁工艺方案拟应遵循哪些原那么？授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.3 冲裁工艺方案制定2.3.1 根本工序确实定1根本工序的性质冲孔、落料、切断、切口等；案例分析2根本工序的数目案例分析3根本工序的顺序案例分析2.3.2 根本工序的排列与组合此时可形成多种方案，而后对多种方案进行分析比较，得出较佳方案。案例分析2.3.3 分析比较应考虑的因素：制件的精度要求、生产批量、工厂压力设备的情况、模具加工水平、工人操作水平等。原那么：在满足制件精度要求及生产批量的前提下，应尽可能降低模具制造本钱和复杂程度，操作简单。案例综合分析，得出工艺方案教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点杨秋明2.4 排样(layout)掌握冲裁排样的方法冲裁排样的方法各种冲裁排样方法的灵活选用授课班级授课形式授课时数讲课2更新、补充、删节案例分析内容使用教具课外作业课后体会多媒体设备有哪些排样方法？分别适用于什么场合？授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.4 排样(layout)2.4.1 冲裁排样的方式排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。1按有无废料分1有废料排样：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有余料存在。特点：冲裁件质量易于得到保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低。案例分析2少废料排样和无废料排样：指制件与制件之间、制件与条料边缘之间存在较少、或没有余料。特点：材料利用率较高，但由于冲裁时凸模单边受力，易于遭到破坏。案例分析2按排列形式分1直排法：适用于外形为方、矩形制件。案例分析2斜排法：适用于椭圆形、T 形、形、S 形制件。案例分析3直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T 形、形、形制件。案例分析4混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。案例分析5多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。案例分析6整裁余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较简单的制件。案例分析7分次裁切余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较复杂的制件。案例综合分析，得出排样方式2.4.2 搭边(scrap allowance)搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。1搭边的作用能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；能保持条料具有一定的刚性，便于送料；能起到保护模具的作用。2搭边值的选取查表案例分析，确定搭边值2.4.3 材料利用率的计算1条料宽度尺寸确实定1有侧压装置：B=(L-2a)-2无侧压装置：B=(L+2a+C)-3采用侧刃B=(L+a+nF)-式中：L制件垂直于送料方向的根本尺寸；n侧刃数；条料的宽度公差；a侧面搭边值；C送料保证间隙：B100，C；B100，C。2材料利用率的计算SS100%100%S0AB式中：A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离(mm)；B条料宽度(mm)；S一个步距内制件的实际面积(mm2)；S0一个步距所需毛坯的面积(mm2)；案例材料利用率计算教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课22.5 刃口尺寸计算2.5.1 冲裁间隙掌握冲裁间隙确定的方法与原那么冲裁间隙确定的方法与原那么冲裁间隙确定更新、补充、删节案例分析内容使用教具课外作业课后体会1影响冲裁间隙大小选取的因素有哪些？2冲裁间隙大小选取的原那么有哪些？授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.5 刃口尺寸计算2.5.1 冲裁间隙冲裁间隙：指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。一般指单边间隙。单边间隙：指凸模与凹模每一侧的间隙。双边间隙：指凸模与凹模两侧间隙之和。1影响冲裁间隙大小的因素1冲裁件断面的质量要求冲裁件断面上各区域分别为：塌角带、光亮带、断裂带、毛刺。塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大，那么塌角愈大。光亮带：在材料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，那么会造成两次断裂，形成两个光亮带。断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，但间隙过小，那么会造成两次断裂，形成两个断裂带。毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。案例分析2冲裁件尺寸精度的要求间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；间隙过小，材料产生过大的压缩弹性变形，使制件的外形尺寸远大于凹模尺寸，内形尺寸远小于凸模尺寸；案例分析3冲压力要求间隙的增大，将使冲压力有所减小。4模具寿命的要求过小的间隙对模具寿命极为不利。较大的间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，那么有助于提高模具寿命。2合理间隙值确定的原那么1当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。2 当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，应选择较小的间隙。3 冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。3间隙值确定方法1经验法2查表法案例分析，确定案例的冲裁间隙教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点杨秋明2.5.2 刃口尺寸计算掌握刃口尺寸计算的方法刃口尺寸计算不同冲裁方式刃口尺寸的不同计算方法授课班级授课形式授课时数讲课2更新、补充、删节案例分析内容使用教具课外作业课后体会1刃口尺寸计算应遵循哪些原那么？2刃口尺寸计算时应区分哪些不同情况？2.5.2 刃口尺寸计算式中 Dd落料凹模根本尺寸(mm)；1刃口尺寸计算应遵循的原那么Dmax落料件最大极限尺寸(mm)；1落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，dp冲孔凸模根本尺寸(mm)；以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通 dmin冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)；过减小凸模刃口的尺寸来取得；Ld同一工步中凹模孔距根本尺寸(mm)；2冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，LminLd的最小极限尺寸(mm)；以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通p凸模下偏差(mm)，一般取/4；过增大凹模刃口的尺寸来取得；d凹模上偏差(mm)，一般取/43 设计落料模时，凹模根本尺寸应取制件尺寸 Zmin凸凹模最小初始双向间隙(mm)；公差范围内的较小尺寸；Zmax凸凹模最大允许双向间隙(mm)；4 设计冲孔模时，凸模根本尺寸应取制件尺寸 x凸、凹模磨损系数；公差范围内的较大尺寸；冲裁件精度 x 值5 初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合IT10 以上1理间隙值；IT11136 刃口尺寸的制造偏差方向，原那么上单向注IT14向金属实体内部；制件尺寸公差值；7 模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算方 Dp落料凸模根本尺寸(mm)；法亦不同。dd冲孔凹模根本尺寸(mm)；2凸、凹模采用互换法加工案例计算1适用适用于圆形等简单形状的冲裁件。2要求设计时需在图纸上分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。3满足条件p+dZmax-Zmin或取d=0.6(Zmax-Zmin)p=0.4(Zmax-Zmin)4落料DdDmax x0dDpDd Zminp0Dmax x Zminp05冲孔dpdmin xp0dddp Zmin06)孔心距dddmin x Zmin0LdLmin0.50.125教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课22.5.2 刃口尺寸计算掌握冲裁模刃口尺寸计算的方法凸、凹模配合制造时刃口尺寸的计算方法A、B、C 三类尺寸的判别授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.5.2 刃口尺寸计算ApAmax x0p冲孔：3凸、凹模采用配合加工配合加工方法：指先按照工件尺寸计算出凸0BpBmin xp(或凹)模的公称尺寸及公差尺寸并进行加工；然后按基准件实际尺寸，并根据冲裁间 式中 Ad、Bd、Cd凹模刃口尺寸；隙配做另一个相配件凹(或凸)模。Ap、Bp凸模刃口尺寸；特点：冲裁间隙易于得到保证；Aman工件上对应尺寸的最大尺寸；可放大基准件的制造公差，并且无需校核；Bmin工件上对应尺寸的最小尺寸；简化了模具设计。C平均工件上对应尺寸的平均尺寸；要点：1设计时，只需详细标注基准件刃口 案例计算尺寸及制造公差；相配件标注基准件的名义 4采用电火花加工尺寸，并在说明中注明与基准件配制的间隙 一般都在凸模上标注刃口尺寸，凹模刃口只标值。明与凸模刃口配制加工，并保证最小间隙即可。2刃口尺寸的分类计算公式：0刃口尺寸按基准件磨损后尺寸变化方向分dpdmin xp冲孔：类。0A 类磨损后刃口尺寸变大；DpDmax x Zminp落料：B 类磨损后刃口尺寸变小；C 类磨损后刃口尺寸不变；中心距：Ld=L平均0.1253基准件刃口尺寸计算公式式中 dp冲孔凸模的刃口尺寸；Dp落料凸模的刃口尺寸；dA A xmax0落料：ddmin冲孔件的最小尺寸；Dmax落料件的最大尺寸；0BdBmin xdCd=C平均0.125教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明2.6 冲压定位方式1了解冲压定位零件的种类及适用场合2掌握冲压定位方式选择的原那么冲压定位方式选择的原那么冲压定位零件的适用场合授课班级授课形式授课时数讲课2授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.6 冲压定位方式或挡料销导向。2.6.1 冲压定位零件一般用于单工序模和复合工序模等定位精度1作用：要求不高的场合。定距：即在送料方向上的定位，用来控制送 其特点是制造简单，操作方便，对材料精度要料的进距；求低，但定位精度低，材料利用率低，生产效导向：即在与送料方向相垂直的方向一的定 率低。位。2以初始挡料销、定位销或挡料销和导2定位零件(nest plate)尺组合定位1定位板即以初始挡料销确定条料初始位置，以定位销用于单个毛坯进行冲压加工。或挡料销定距，以导尺导向。2定位销(pin gahe)一般适用于三工位以下的级进模。用于单个毛坯进行冲压加工。其特点是制造简单，对材料精度要求较低，但3挡料销(material stop)定位精度较低，操作不方便，材料利用率较低，用于保证条料送进时有准确的送进距。生产效率低。固定挡料销(solid stop)3以初始挡料销、定位销或挡料销、导正适用于带料冲裁。销和导尺组合定位活动挡料销(free stop)即以初始挡料销确定条料初始位置，以定位销不适用于较薄材料的冲裁。或挡料销粗定距，以导正销作精定位，以始用挡料销(storting stop)导尺导向。用于条料送进时的首次定位。一般适用于三工位以下的级进模。4导正销(pilot)其特点是制造简单，对材料精度要求较低，定一般用于级进模中，用以保证级进模冲裁件各 位精度较高，操作不方便，材料利用率较低，局部的相对位置精度。生产效率低。5导尺(guide rule)4以侧刃和导尺组合定位其作用是导向即以侧刃定距，以导尺导向。6侧刃(notching punch)一般适用于三工位以下的级进模。以切去条料旁侧少量材料来限定送料进距。其特点是定位精度较高，操作方便，生产效率侧刃断面的长度等于步距，假设与导正销联合 高，制造较复杂，材料利用率较低。使用，那么应在步距的根底上增加。5以侧刃、导正销和导尺组合定位2.6.2 冲压定位方式即以侧刃精定距，以导正销作精定距，以导尺1原那么导向。1在保证精度的前提下，尽可能简单、易于 适用于多工位级进模。操作；其特点是定位精度高，操作方便，生产效率高，2以“必需、够用为设置定位元件的原那 制造较复杂，材料利用率较低。么；案例分析3所设置的定位元件应满足制件生产类型的需求。4在保证精度、满足生产类型的前提下，尽可能提高材料利用率。2定位方式1以定位销或挡料销组合定位即以一定位销或挡料销 定距，以两定位销教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明2.7 冲压力及压力中心计算1掌握冲压力的计算方法2掌握压力中心的计算方法冲裁力的计算压力中心的计算授课班级授课形式授课时数讲课2授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.7 冲压力及压力中心计算3推料力F推2.7.1 常用卸料、出件及压料零、部件推料力：指将冲入凹模的制件或废料顺着冲裁方向1卸料板从凹模洞口推出时所需的力。卸料板(stripper plate)：指将箍在凸模上 F推=nK推F(N)的制件或废料从凸模上刮下来的零件。式中：K推推料力系数。形式：刚性卸料板和弹性卸料板。4顶料力F顶1刚性卸料板(fixed stripper)顶料力：指将冲入凹模的制件或废料逆着冲裁方向特点：能承受较大的卸料力，卸料可靠、从凹模刃口推出时所需的力。平安；但操作不方便，生产效率不高。F顶=nK顶F(N)适用范围：料厚t在以上的材料。一 式中：K顶顶料力系数。般用于单工序模。5总冲压力F刚性卸料板与凸模间的单边间隙一般1采用弹性卸料和上出料方式时取。F=F+F卸+F顶形式：封闭式、悬臂式、钩形2采用刚性卸料和下出料方式时2弹性卸料板(spring-operated stripper)F=F+F推特点：有敞开的工作空间，操作方便，3采用弹性卸料和下出料方式时生产效率高，冲压前对毛坯有压紧作用，F=F+F卸+F推冲压后又使冲压件平稳卸料，从而制件 案例分析：较为平整；但卸料力较小，结构复杂，1电机转子可靠性与平安性较差。L=69.154312+17.93373+10.0037=；适用范围：卸料力不是特别大的各种冲 t=；=560Mpa裁模。2电机定子形式：顺装式模具的弹性卸料板、倒装 L=481.7842+12.56644+15.70802=；式模具的弹性卸料板、橡胶等弹性元件 t=；=560Mpa卸料板。3机芯自停杆2顶件装置L=192.5002+4.39824+8.7965+12=；顶件装置：指将在凹模中的制件或废料 t=；=280Mpa从凹模口顶出的装置。4电位器按线片1刚性顶件装置L=；特点：顶件力大，推件可靠，但不具有 t=；=310Mpa压料作用。式中：F冲裁力N；2弹性顶件装置L冲裁件周边长度mm；特点：冲压时能压住制件，制件质量较 K冲压系数，一般取K=1.3；高，但弹出力有限。K 值与冲裁间隙、模具刃口锋利成度、压力机状况、2.7.2 冲压力模具润滑情况及模具设计平安系数等有关。冲压力：指冲裁力、卸料力、推件力和 t材料厚度mm；顶料力的总称。材料抗剪强度Mpa。1冲裁力2卸料力F卸冲裁力：指凸、凹模使材料产生别离所 卸料力：指将箍在凸模上的材料卸下时所需的力。需的力。F卸=K卸F(N)式中：K卸卸料力系数。F K Lt 公式：教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课22.8 凸、凹模结构设计掌握凸、凹模结构设计的原理与方法凸、凹模结构设计的原理凸、凹模结构类型的选择授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.8 凸、凹模结构设计加工。2.8.1 凸模(punch)结构设计型：柱孔口直向形凹模1凸模的结构型式适用于冲裁小直径制件。分类：按断面形式分为圆形凸模和非圆形凸型：直通形凹模模。刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。1圆形凸模多用于有顶出装置上出料的模具。指凸模端面为圆形的凸模。型：锥形凹模常见的圆形凸模的结构形式冲裁件容易漏下，凹模磨损量较小，但刃口强适用于冲裁直径 d=120mm 范围的圆形凸模，度不高，刃磨后刃口尺寸变化较大，制造较困其结构特点是台肩处做成圆滑过渡式或中间难。加过渡段。适用于冲制自然漏料、精度要求不高、形状简适用于冲裁直径 d=830mm 范围的圆形凸模。单的制件。适用于冲制孔径与材料厚度相近的小孔的圆型：锥形柱孔凹模形凸模，其采用保护套结构。孔口不易积存制件或废料，刃口强度略差。适用于冲大孔或落料的圆凸模。适用于形状简单、精度要求不高的制件的冲2非圆形凸模裁。根本类型可分为圆形类、矩形类和直通式2凹模外形尺寸假设固定端为圆形时，凸模安装定位时需加骑 凹模厚度：H=Kb缝销，以防止凸模工作时产生转动。凹模壁厚：小凹模C=(1.52)H现广泛使用直通式凸模。原因在于其加工方大凹模C=(23)H便。式中 b凹模孔的最大宽度(mm)2凸模长度确实定K系数；原那么：在满足使用要求的前提下，凸模越短 H凹模厚度，一般取1520mm；越好。C凹模壁厚，一般取2640mm。1采用固定卸料板的冲裁模凸模长度2.8.3 凸凹模(blanking punch piercing die)L=h1+h2+h3+(1520)mm最小壁厚：不积聚废料：Ct式中 h1凸模固定板厚度；冲裁软材料：Cth2卸料板厚度；刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变，加工简h3导尺厚度；单，工件容易漏下。L凸模长度。1520mm包含凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到凸模固定板间的距离。3凸模强度的校核主要是针对细长凸模或板料厚度较大的情况2.8.2 凹模(die block)结构设计1凹模刃口形式型：柱孔口锥形凹模刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。常用于冲裁形状复杂或精度要求较高的制件教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课24.4 工艺尺寸计算掌握拉深工艺尺寸计算的方法拉深工艺尺寸计算的方法型面分割授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计2.4 排样(layout)2.4.1 冲裁排样的方式排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。1按有无废料分1有废料排样：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有余料存在。特点：冲裁件质量易于得到保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低。案例分析2少废料排样和无废料排样：指制件与制件之间、制件与条料边缘之间存在较少、或没有余料。特点：材料利用率较高，但由于冲裁时凸模单边受力，易于遭到破坏。案例分析2按排列形式分1直排法：适用于外形为方、矩形制件。案例分析2斜排法：适用于椭圆形、T 形、形、S形制件。案例分析3直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T 形、形、形制件。案例分析4混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。案例分析5多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。案例分析6整裁余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较简单的制件。案例分析7分次裁切余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较复杂的制件。案例综合分析，得出排样方式2.4.2 搭边(scrap allowance)搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。1搭边的作用能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；能保持条料具有一定的刚性，便于送料；能起到保护模具的作用。2搭边值的选取查表案例分析，确定搭边值2.4.3 材料利用率的计算1条料宽度尺寸确实定1有侧压装置：B=(L-2a)-2无侧压装置：B=(L+2a+C)-3采用侧刃B=(L+a+nF)-式中：L制件垂直于送料方向的根本尺寸；n侧刃数；条料的宽度公差；a侧面搭边值；C送料保证间隙：B100，C；B100，C。2材料利用率的计算SS100%100%S0AB式中：A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离(mm)；B条料宽度(mm)；S一个步距内制件的实际面积(mm2)；S0一个步距所需毛坯的面积(mm2)；案例材料利用率计算教师姓名授课日期授课章节名称杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课2冲压排样设计拉深模工作局部的尺寸设计拉深模结构设计掌握连续拉深排样设计的方法掌握拉深模结构设计要点进行拉深模工作局部结构和总体结构设计连续拉深的排样设计教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计冲压排样设计零件 1零件 2工件展开图排样图拉深模工作局部的尺寸设计1.凸、凹模的圆角半径1凹模圆角半径首次：以后各次：rdi=(0.60.8)rdi-1(i=2,3n)2凸模圆角半径首次：rp1=(0.71.0)rd1以后各次：rpi-1=0.5(di-1-di-2t)(i=2,3n)无压边圈：Z/2=(11.1)tmax有压边圈：Z=(0.90.95)t3.矩形盒件拉深时转角半径：要求内径尺寸时：要求外径尺寸时：4.凸、凹模工作局部尺寸及公差工件尺寸标注在外形时：工件尺寸标注在内形时：屡次拉深中工序尺寸无要求时：拉深模结构设计零件 1：单工序拉深模复合模连续模零件 2：连续模侧压装置监测装置教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明其它旋转体的拉深其它拉深方法了解其他旋转体的拉深方法了解其它拉深方法授课班级授课形式授课时数讲课2授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计其它旋转体的拉深阶梯圆筒件的拉深阶梯圆筒件的拉深，相当于圆筒件屡次拉深的过渡状态。毛坯变形区的应力状态和圆筒形件相同。阶梯筒形件一次拉深的条件：制件的总高度与最小直径之比不超过带凸缘圆筒形件第一次拉深的允许相对高度。不符合上述条件的阶梯筒形拉深件，那么需采用屡次拉深。1在拉深件任意两相邻的直径比 dn/dn-1都大于或等于相应圆筒形件的极限拉深系数时，拉深次数与制件阶梯数相等。其拉深方法是：由大直径到小直径逐次拉深，每次拉出一个台阶。2在阶梯件某相邻阶梯的直径比 dn/dn-1小于相应圆筒形件的极限拉深系数时，这两个阶梯的成形，应按有凸缘件的拉深方法进行，即先拉小直径，再拉大直径。3具有大直径差的浅阶梯形拉深件 在其不能一次拉深成形时，应考虑先拉深成球面形状或大圆筒形的过渡形状，然后再拉成所需的形状。而最后工序那么具有整形的性质。非直壁类旋转体件的拉深这类制件具有三个变形区：压边圈下面的圆环局部拉深变形区；凹模口内至变形过渡环处的拉深变形区；制件顶部至过渡环处的胀形变形区。在模具设计和工艺过程设计时，是采用制件的相对高度 h/d 和材料的相对厚度 t/D为依据进行设计。1.球形件拉深对半球形件来说，其拉深系数是一与零件无关的常数，其值为 m=0.707。因此，在决定半球形件拉深难易程度及选择拉深方法时，不能采用拉深系数，而应采用毛坯的相对厚度 t/D。三种拉深方法：当 t/D1003 时 可用不带压料装置当球形拉深件带有一定高度的直壁或带有一定宽度的凸缘时，虽然拉深系数有所减小，但对球面的成形却有好处。同理，对于不带凸缘和不带直边的球形拉深件的外表质量和尺寸精度要求较高时，可加大坯料尺寸，形成凸缘，在拉深之后再用切边的方法去除。对于浅球形零件，在成形时，除了容易起皱外，坯料容易偏移，卸载后还有一定的回弹。所以，当坯料直径9 时，可以不压料，用球形底的凹模一次成形。但当球面半径较大，毛坯厚度和深度较小时，必须按回弹量修正模具。当坯料直径9 时，应加大坯料直径，并用强力压料装置或带压料筋的模具进行拉深，以克服回弹并防止坯料在成形时产生偏移。多余的材料，可在成形后切边。2.抛物线形零件的拉深方法1深度较小(h/d0.6)的抛物线形件应提高径向应力，增大胀形成分而防皱受到了坯料顶部承载能力的限制。采用正拉深或反拉深多工序逐步成形。为了防止起皱，对半求形拉深件、抛物线形拉深件，在生产中广泛采用液压或橡皮成形。3.锥形零件的拉深主要困难：坯料悬空面积大，容易起皱；凸模接触坯料面积小，变形不均匀程度比球形件大，尤其是锥顶圆角半径较小时，容易变薄甚至破裂；如果口部与底部直径相差大时，拉深后回弹较大。拉深方法：1 浅锥形件(t/d20.250.30)浅锥形件一般只要一次拉深成形。通常采用增加工艺凸缘用压边圈或带有拉深筋的模具；或使用液压和橡皮柔性凸(凹)模拉深。2中锥形件(t/d20.30.7)这类制件大多为一次拉深成形。的简单拉深模一次拉深成功。当 t/D100=0.53 时 需采用带压料装置的拉深模进行拉深，以防止起皱。当 t/D应采用有压料筋的拉深模或反拉深法进行拉深。次拉深成带有大圆角圆筒形件或球形件，然后再采用正拉深或反拉深成形。3深锥形件(t/d20.70.8)这类制件变形程度大，既易产生变薄破裂，又易产生起皱现象，因此须经过屡次拉深成形。阶梯拉深法：此法是将坯料逐次拉深成阶梯形。锥形外表逐步成形法：锥形外表逐步成形法，是目前应用较多的方法。在锥角较小时，可考虑用两道工序拉深成形。第一道工序拉成具有凸底的圆筒形过渡毛坯。第二道工序采用正拉深或反拉深成形。这种方法，工序少，产品质量好。当 t/D0.025 时，可一次成形，不需要压边，只需要在行程末进行校正整形。当 t/D=0.0150.020 时，可一次拉深成形，但因材料较薄，为了预防起皱，需采用压边装置、拉深筋、增加工艺凸缘等措施，以增大径向拉应力成分。当 t/D0.015 时，因材料较薄，易于起皱，一般应采用压边装置并经过两次或三次拉深成形。第一其它拉深方法弹性介质拉深弹性介质：指橡皮、塑料和聚氨酯橡胶等弹性材料。特点：大大简化拉深模的结构，缩短模具制造周期，降低本钱，零件没有擦伤、压痕等疵病等，但生产率一般较低。选用范围：小批及单件试制生产，拉深外表带涂层的材料。液压拉深液压拉深：指直接利用液体(水、油类等)的压力而使毛坯成形的拉深方法。通常将液体置于一橡胶皮囊中，利用橡胶皮(或其它弹性材料)作为成形介质进行工作，橡胶皮囊既可当凸模，又可当凹模。特点：拉深深度深、工作外表质量好、变薄小，而且仅需要一个钢质凸模或凹，模具本钱节省 90%以上。其压边力要随着拉深的变化而变化，而且不同零件、不同材料是不一样的，必须对每个零件单独进行调试。为了实现压边力的变化，一般需要专用压边机。凸缘加热拉深凸缘加热拉深：指先将毛坯的凸缘局部置于凹模及压边圈的加热面之间以提高材料的塑性，降低凸缘变形抗力，到达增加拉深深度的目的的拉深方法。教师姓名授课日期授课章节名称教学目的教学重点教学难点更新、补充、删节内容使用教具课外作业课后体会杨秋明授课班级授课形式授课时数讲课24.10 拉深中的辅助工序了解拉深中辅助工序的目的及意义了解辅助工序的根本程序授 课 主 要