[精选]第二章冲裁工艺与冲裁模8068.pptx

第第2章章 冲压工艺与冲裁模冲压工艺与冲裁模教学要点：教学要点：冲裁工艺设计基础冲裁工艺设计基础冲裁工艺计算冲裁工艺计算排样设计排样设计冲裁模典型结构冲裁模典型结构冲裁模零部件结构设计冲裁模零部件结构设计综合案例综合案例重点：重点：冲裁件的断面特征；冲裁件的断面特征；凸凹模刃口尺寸的计算原则和方法；凸凹模刃口尺寸的计算原则和方法；冲裁模零部件的结构设计。冲裁模零部件的结构设计。难点：冲裁变形过程和冲裁模零部件的设计。难点：冲裁变形过程和冲裁模零部件的设计。l冲裁工艺定义冲裁工艺定义 指利用装在压力机上的模具使板料沿着一定指利用装在压力机上的模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工艺。的轮廓形状产生分离的一种冲压工艺。它可以直接冲出所需形状的零件，也可为弯它可以直接冲出所需形状的零件，也可为弯曲、拉深等成形工序制备毛坯。曲、拉深等成形工序制备毛坯。2-1 冲裁工艺设计基础冲裁工艺设计基础 一一.冲裁工艺概述冲裁工艺概述 若是为了获取具有所需内孔形状若是为了获取具有所需内孔形状的零件，则称为的零件，则称为冲孔冲孔冲孔冲孔。冲下来的是。冲下来的是废料，得到的是工件。废料，得到的是工件。若是为了获取具有所需外形轮廓若是为了获取具有所需外形轮廓的零件，则称为的零件，则称为落料落料落料落料。冲下来的是工。冲下来的是工件，剩余的是废料。件，剩余的是废料。冲裁模冲裁模l冲裁工艺分类冲裁工艺分类 1 弹性变形阶段弹性变形阶段 下沉，上翘下沉，上翘初初始塌角；始塌角；撤力后撤力后恢复。恢复。2 塑性变形阶段塑性变形阶段 凸、凹模都切入凸、凹模都切入板料，形成光亮的剪板料，形成光亮的剪切断面。切断面。三个阶段：三个阶段：二二.冲裁变形过程冲裁变形过程3 断裂阶段断裂阶段 裂纹不断扩裂纹不断扩展；上下裂纹展；上下裂纹重合；分离重合；分离圆角带：圆角带：发生在弹性变形后期发生在弹性变形后期和塑性变形初期，由金属的弯和塑性变形初期，由金属的弯曲和拉伸而形成。其大小与材曲和拉伸而形成。其大小与材质有关。质有关。光亮带：光亮带：产生于塑性变形阶段，产生于塑性变形阶段，断面主要受剪应力和压应力作断面主要受剪应力和压应力作用。断面平整、光滑。通常占用。断面平整、光滑。通常占整个区域的整个区域的1/3（或者小于（或者小于1/3），），与材质有关。与材质有关。断裂带：断裂带：产生于冲裁变形的第三产生于冲裁变形的第三阶段，受拉应力作用，得到表面阶段，受拉应力作用，得到表面粗糙无光泽且有一定斜度的表面。粗糙无光泽且有一定斜度的表面。毛剌区：毛剌区：是由于冲裁间隙的存在是由于冲裁间隙的存在而产生，该区域一般不可避免。而产生，该区域一般不可避免。三三.冲裁件的断面特征冲裁件的断面特征 注意事项注意事项a、粗大毛刺的产生部位：、粗大毛刺的产生部位：当凸模刃口磨钝时，落料件的上端会出现当凸模刃口磨钝时，落料件的上端会出现 粗大的毛刺；粗大的毛刺；当凹模刃口磨钝时，冲孔件的下端会出现当凹模刃口磨钝时，冲孔件的下端会出现 粗大的毛刺；粗大的毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。l对于落料件，光亮带是工对于落料件，光亮带是工件的最大实体尺寸，当它件的最大实体尺寸，当它与孔类配合时，光亮带尺与孔类配合时，光亮带尺寸就是工件的工作尺寸。寸就是工件的工作尺寸。l对于冲孔件，光亮带是工对于冲孔件，光亮带是工件的最小实体尺寸，当它件的最小实体尺寸，当它与轴类零件相配合时，光与轴类零件相配合时，光亮带尺寸就是工件的工作亮带尺寸就是工件的工作尺寸。尺寸。因此，冲裁件是以光亮带作为其工作、配合、检测的标准。因此，冲裁件是以光亮带作为其工作、配合、检测的标准。b、关于实际应用与尺寸测量的问题、关于实际应用与尺寸测量的问题:冲裁间隙是凸、凹模刃口尺寸之差。冲裁间隙是凸、凹模刃口尺寸之差。单边间隙：单边间隙：Z/2=（DdDp）/2 双边间隙：双边间隙：Z=（DdDp）凸模凸模凹模凹模冲裁板料冲裁板料单边间隙单边间隙2-4 冲裁工艺计算冲裁工艺计算 一一.冲裁间隙冲裁间隙1、冲裁间隙定义、冲裁间隙定义 冲裁件质量包括：冲裁件质量包括：冲裁件断面质量、尺寸精度和弯曲度三个方面冲裁件断面质量、尺寸精度和弯曲度三个方面间隙对断面质量的影响间隙对断面质量的影响a、冲裁间隙对冲裁件质量的影响、冲裁间隙对冲裁件质量的影响 间隙小，出现二次间隙小，出现二次剪裂，产生第二剪裂，产生第二光亮带；光亮带；间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度。间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度。2、冲裁间隙对冲裁过程的影响、冲裁间隙对冲裁过程的影响 间隙对冲裁件尺寸精度的影响间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值。因冲裁时，材料的弹性变形，从而使得工件尺寸与模具刃口尺因冲裁时，材料的弹性变形，从而使得工件尺寸与模具刃口尺寸不一样。寸不一样。间隙较大时，间隙较大时，受拉伸的材料？受拉伸的材料？落料件落料件冲孔冲孔间隙较小时，间隙较小时，受压缩的材料？受压缩的材料？落料件落料件冲孔冲孔间隙对弯曲的影响间隙对弯曲的影响 通常间隙越大，则冲裁件就弯曲越严重。通常间隙越大，则冲裁件就弯曲越严重。b、间隙对冲裁力的影响、间隙对冲裁力的影响 一般情况下，间隙越小，则所需的冲裁力越大；但冲裁间一般情况下，间隙越小，则所需的冲裁力越大；但冲裁间隙在一定范围内增大时，冲裁力也相对减小。隙在一定范围内增大时，冲裁力也相对减小。C、间隙对模具寿命的影响、间隙对模具寿命的影响 间隙越小，摩擦越严重，模具寿命就越短；而较大的间隙，间隙越小，摩擦越严重，模具寿命就越短；而较大的间隙，可以相对地提高模具寿命。可以相对地提高模具寿命。冲裁间隙对冲裁过程的影响冲裁间隙对冲裁过程的影响重点重点3、合理冲裁间隙的确定、合理冲裁间隙的确定u合理冲裁间隙的概念：合理冲裁间隙的概念：使模具寿命高、冲裁件质量好的冲裁间隙使模具寿命高、冲裁件质量好的冲裁间隙范围，称为合理冲裁间隙。范围，称为合理冲裁间隙。间隙范围的上限为最大合理间隙间隙范围的上限为最大合理间隙Z Zmaxmax;间隙范围的下限为最小合理间隙间隙范围的下限为最小合理间隙Z Zminmin。注意：注意：考虑到刃口磨损，设计制造新模具时，应选用最小合理考虑到刃口磨损，设计制造新模具时，应选用最小合理 间隙间隙Zmin，使用过程中当间隙大于，使用过程中当间隙大于Zmax 时，需修理模具。时，需修理模具。经验确定法经验确定法:Zmin=ct 注意注意：1、行业不同，经验公式及数值不同；、行业不同，经验公式及数值不同；2、没经验时，取中间值。、没经验时，取中间值。3、经验公式及数值都不是准确数值，需经过具体、经验公式及数值都不是准确数值，需经过具体生产情况验证、修正后确定。生产情况验证、修正后确定。u 确定合理冲裁间隙的方法确定合理冲裁间隙的方法软材料：软材料：t t1mm1mm，c=3%c=3%4%4%t t1-3mm1-3mm，c=5%c=5%8%8%t t3-5mm3-5mm，c=8%c=8%10%10%硬材料：硬材料：t t1mm1mm，c=4%c=4%5%5%t t1-3mm1-3mm，c=6%c=6%8%8%t t3-5mm3-5mm，c=8%c=8%13%13%查查表表确确定定法法Z Zmaxmax为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在Z Zminmin的的的的 基础上增加一个数值而得。基础上增加一个数值而得。基础上增加一个数值而得。基础上增加一个数值而得。表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间 隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间 隙可能超出表中所列最大合理间隙隙可能超出表中所列最大合理间隙隙可能超出表中所列最大合理间隙隙可能超出表中所列最大合理间隙Z Zmaxmax的数值。的数值。的数值。的数值。注意注意：Z Zminmin为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。模具模具模具模具初始间隙应在初始间隙应在初始间隙应在初始间隙应在Z Zminmin和和和和Z Zmaxmax之间。之间。之间。之间。二二.刃口尺寸计算刃口尺寸计算v冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度；冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度；v模具的合理间隙值也靠模具刃口尺寸来保证。模具的合理间隙值也靠模具刃口尺寸来保证。因此，在设计冲裁模时，要正确确定模具刃口尺寸及其公差。因此，在设计冲裁模时，要正确确定模具刃口尺寸及其公差。重要性：重要性：重要性：重要性：v冲裁件断面冲裁件断面带有锥度的带有锥度的；落料件的；落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸小端尺寸等于凸模尺寸。v在测量与使用中，落料件是以大端在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。尺寸为基准。v凸模越磨越小，凹模越磨越大。凸模越磨越小，凹模越磨越大。生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：凸凸凸凸模模模模刃刃刃刃口口口口尺尺尺尺寸寸寸寸按按按按凹凹凹凹模模模模尺尺尺尺寸寸寸寸减减减减去去去去最最最最小小小小间间间间隙隙隙隙值值值值Z Zminmin确定。确定。确定。确定。落料件以凹模为基准件落料件以凹模为基准件落料件以凹模为基准件落料件以凹模为基准件（因为落料工件的尺（因为落料工件的尺（因为落料工件的尺（因为落料工件的尺 寸更接近于凹模的刃口尺寸）寸更接近于凹模的刃口尺寸）寸更接近于凹模的刃口尺寸）寸更接近于凹模的刃口尺寸）先确定凹模刃口尺寸：先确定凹模刃口尺寸：先确定凹模刃口尺寸：先确定凹模刃口尺寸：凹模刃口尺寸接近或等凹模刃口尺寸接近或等凹模刃口尺寸接近或等凹模刃口尺寸接近或等于工件最小极限尺寸于工件最小极限尺寸于工件最小极限尺寸于工件最小极限尺寸，以保证模具在一定范围内，以保证模具在一定范围内，以保证模具在一定范围内，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。磨损后，仍能冲出合格零件。磨损后，仍能冲出合格零件。磨损后，仍能冲出合格零件。1、凸、凹模刃口尺寸计算原则、凸、凹模刃口尺寸计算原则 冲孔件以凸模为基准件冲孔件以凸模为基准件冲孔件以凸模为基准件冲孔件以凸模为基准件（因为冲孔工件的尺寸更接近于凸模（因为冲孔工件的尺寸更接近于凸模（因为冲孔工件的尺寸更接近于凸模（因为冲孔工件的尺寸更接近于凸模的刃口尺寸）的刃口尺寸）的刃口尺寸）的刃口尺寸）先确定凸模刃口尺寸：先确定凸模刃口尺寸：先确定凸模刃口尺寸：先确定凸模刃口尺寸：凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大极凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大极凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大极凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大极限尺寸限尺寸限尺寸限尺寸，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格零件。凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值Z Z Z Zminminminmin确定。确定。确定。确定。凹凹模模和和凸凸模模制制造造公公差差主主要要与与冲冲裁裁件件的的精精度度和和形形状状有有关关。模模模模具具具具制制制制造造造造精精精精度度度度应应应应比比比比冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件精精精精度度度度高高高高2 23 3级级级级,一一一一般般般般为为为为IT6IT6级级级级左左左左右右右右,可可可可查查查查表表表表。为为使使新新模模具具间间隙隙不不小小于于最最小小合合理理间间隙隙,一一般般凹凹凹凹模模模模公公公公差差差差标成标成标成标成 ,凸模公差标成凸模公差标成凸模公差标成凸模公差标成 。工件工件尺寸公差尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按按“入体入体”原则标注为单向公差。原则标注为单向公差。所谓所谓“入体入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。注双向偏差。对于轴，其尺寸越加工越小对于轴，其尺寸越加工越小这样对于轴，其尺寸这样对于轴，其尺寸上上偏差偏差取取0，下偏差为负，下偏差为负是为是为“入体入体”（即入材料体），（即入材料体），即其尺寸越来越小；即其尺寸越来越小；对于孔，其尺寸越加工越大对于孔，其尺寸越加工越大这样对于孔，其尺寸这样对于孔，其尺寸下偏差下偏差为为0，上偏差为正，上偏差为正是为是为“入体入体”（即入材料体），（即入材料体），即尺寸越来越大。即尺寸越来越大。凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸计算 根根根根据据据据冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件形形形形状状状状的的的的复复复复杂杂杂杂程程程程度度度度，模模模模具具具具制制制制造造造造中中中中，凸凸凸凸、凹凹凹凹模模模模的的的的加加加加工工工工有有有有两两两两种种种种方方方方法法法法，一一一一种种种种是是是是按按按按互互互互换换换换原原原原则则则则组织生产，另一种是按组织生产，另一种是按组织生产，另一种是按组织生产，另一种是按配合加工配合加工配合加工配合加工组织生产。组织生产。组织生产。组织生产。互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算 适用于圆形和规则形状的冲裁件适用于圆形和规则形状的冲裁件适用于圆形和规则形状的冲裁件适用于圆形和规则形状的冲裁件冲孔冲孔冲孔冲孔 设冲裁件的孔径为设冲裁件的孔径为设冲裁件的孔径为设冲裁件的孔径为 ,根据刃口尺寸计算根据刃口尺寸计算根据刃口尺寸计算根据刃口尺寸计算原则原则原则原则,计算公式为：计算公式为：计算公式为：计算公式为：D+0d重点重点凸模凸模:凹模凹模:式中：式中：d冲孔工件孔的基本尺寸，冲孔工件孔的基本尺寸，mmd d d dp p p p、d d d dd d d d冲孔凸、凹模刃口尺寸，冲孔凸、凹模刃口尺寸，冲孔凸、凹模刃口尺寸，冲孔凸、凹模刃口尺寸，mm工件工件公差公差公差公差，mmX磨损系数（磨损系数（查表查表）凸、凹模制造偏差（凸、凹模制造偏差（查表查表），），mm 设冲裁件的落料尺寸为设冲裁件的落料尺寸为设冲裁件的落料尺寸为设冲裁件的落料尺寸为 ,根据刃口尺寸根据刃口尺寸计算原则计算原则,计算公式为计算公式为:落料落料落料落料凹模凹模:凸模凸模:dpDD、落料凸、凹模刃口尺寸，落料凸、凹模刃口尺寸，mm式中：式中：中心孔（孔心距）中心孔（孔心距）中心孔（孔心距）中心孔（孔心距）模具模具L L模模=设孔心距为设孔心距为 为零件孔心距公差，为零件孔心距公差，为零件孔心距偏差。为零件孔心距偏差。因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹模刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合模刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合模刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合模刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合理范围内，应保证下式成立：理范围内，应保证下式成立：理范围内，应保证下式成立：理范围内，应保证下式成立：计算结果校验计算结果校验计算结果校验计算结果校验如不满足，则应提高模具制造精度，即减小如不满足，则应提高模具制造精度，即减小 、优点优点优点优点 凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。刃口尺寸计算注意点刃口尺寸计算注意点:1.1.分清是冲孔还是落料分清是冲孔还是落料2.2.冲裁间隙冲裁间隙Z Z的确定：与材料和料厚有关的确定：与材料和料厚有关3.3.冲裁件的尺寸标注是否标准冲裁件的尺寸标注是否标准孔的标注：孔的标注：落料的标注：落料的标注：中心距标注：中心距标注：L L4.4.模具制造精度一般模具制造精度一般IT6IT6级，查表得级，查表得P P和和。凹模的公差标成凹模的公差标成 8.8.未标注公差的尺寸，依据表未标注公差的尺寸，依据表2-142-14确定精度后查表。确定精度后查表。5.5.凸模公差标成凸模公差标成7.7.磨损系数磨损系数X X：只与公差和料厚有关。：只与公差和料厚有关。6.6.验算验算若若应提高模具制造精度。应提高模具制造精度。如图冲压件，材料为如图冲压件，材料为4545号钢，料厚号钢，料厚t=0.5mmt=0.5mm，计算凸凹模刃口部分尺寸？，计算凸凹模刃口部分尺寸？例例例例1 1：解：此冲压件的外形属落料，内孔属冲孔查表得：解：此冲压件的外形属落料，内孔属冲孔查表得：由公差值可查表得磨损系数由公差值可查表得磨损系数X X为：为：66：X=0.75X=0.75，3636：X=0.5X=0.5（1 1）孔）孔66 校核：校核：0.004+0.006=0.0100.0200.004+0.006=0.0100.020（2 2）3636落料落料校核：校核：0.004+0.006=0.0100.0200.004+0.006=0.010 0.016+0.025=0.04 0.020.02（不能满足间隙公差条件）（不能满足间隙公差条件）配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算 适用于形状复杂或薄料冲裁件适用于形状复杂或薄料冲裁件适用于形状复杂或薄料冲裁件适用于形状复杂或薄料冲裁件 （注：目前，一般工厂均采用此法）（注：目前，一般工厂均采用此法）（注：目前，一般工厂均采用此法）（注：目前，一般工厂均采用此法）首首首首先先先先加加加加工工工工凸凸凸凸、凹凹凹凹模模模模中中中中的的的的一一一一件件件件作作作作为为为为基基基基准准准准件件件件（落落落落料料料料时时时时选选选选凹凹凹凹模模模模为为为为基基基基准准准准件件件件，冲冲冲冲孔孔孔孔时时时时选选选选凸凸凸凸模模模模为为为为基基基基准准准准件件件件），然然然然后以选定的间隙配合加工另一件。后以选定的间隙配合加工另一件。后以选定的间隙配合加工另一件。后以选定的间隙配合加工另一件。特点：特点：特点：特点：允许在加工基准件时适当放宽公差，降允许在加工基准件时适当放宽公差，降允许在加工基准件时适当放宽公差，降允许在加工基准件时适当放宽公差，降 低模具加工难度。低模具加工难度。低模具加工难度。低模具加工难度。配合加工配合加工配合加工配合加工计算过程计算过程计算过程计算过程形状复杂的冲裁件，各部分尺寸性质不同，凸形状复杂的冲裁件，各部分尺寸性质不同，凸凹模的磨损情况也不同，其基准件的刃口尺寸凹模的磨损情况也不同，其基准件的刃口尺寸需按不同方法计算。需按不同方法计算。凹模（凹模（凹模（凹模（凸模凸模凸模凸模）为基准件）为基准件）为基准件）为基准件,尺寸分三类尺寸分三类尺寸分三类尺寸分三类:凹模（凹模（凹模（凹模（凸模凸模凸模凸模）磨损后增大尺寸）磨损后增大尺寸）磨损后增大尺寸）磨损后增大尺寸-A-A类类类类凹模（凹模（凹模（凹模（凸模凸模凸模凸模）磨损后减小尺寸）磨损后减小尺寸）磨损后减小尺寸）磨损后减小尺寸-B-B类类类类凹模（凹模（凹模（凹模（凸模凸模凸模凸模）磨损后不变尺寸）磨损后不变尺寸）磨损后不变尺寸）磨损后不变尺寸-C-C类类类类尺寸分类尺寸分类尺寸分类尺寸分类A类尺寸：类尺寸：B类尺寸：类尺寸：基准件刃口尺寸计算式：基准件刃口尺寸计算式：基准件刃口尺寸计算式：基准件刃口尺寸计算式：C类尺寸：类尺寸：84D=D=CCC式中：式中：A、B、C基准件基本尺寸基准件基本尺寸,mmmaxA冲裁件冲裁件A类尺寸最大极限值类尺寸最大极限值,mmminB冲裁件冲裁件B类尺寸最小极限值类尺寸最小极限值,mm模具制造公差模具制造公差,mm注意注意注意注意：采用配合加工方式，模具设计时只注明基准件尺寸及：采用配合加工方式，模具设计时只注明基准件尺寸及：采用配合加工方式，模具设计时只注明基准件尺寸及：采用配合加工方式，模具设计时只注明基准件尺寸及公差要求；配做件只标注基本尺寸，同时注明其公差按基准公差要求；配做件只标注基本尺寸，同时注明其公差按基准公差要求；配做件只标注基本尺寸，同时注明其公差按基准公差要求；配做件只标注基本尺寸，同时注明其公差按基准件实际尺寸配制。件实际尺寸配制。件实际尺寸配制。件实际尺寸配制。A类尺寸：类尺寸：C类尺寸：类尺寸：84D=D=CCCB类尺寸：类尺寸：计算注意事项：计算注意事项：1.A1.A、B B、C C三类尺寸的确定三类尺寸的确定2.2.冲裁间隙的确定冲裁间隙的确定3.3.磨损系数的确定磨损系数的确定4.A4.A、B B类尺寸的最大、最小值类尺寸的最大、最小值5.A5.A、B B、C C三类尺寸的偏差三类尺寸的偏差6.6.公式中的公式中的为公差，不是偏差为公差，不是偏差7 7.磨损量的增与减，就是磨损量的增与减，就是+X+X还是还是-X-X8 8.C C类尺寸要求正负偏差值相同，否则需要转换。类尺寸要求正负偏差值相同，否则需要转换。例例1 图示零件材料图示零件材料10钢，材料厚度钢，材料厚度1mm，试确定冲裁加，试确定冲裁加 工模具的凸、凹模刃口部分的尺寸及公差。工模具的凸、凹模刃口部分的尺寸及公差。落料件，凹模为基准，按配合加工法制造落料件，凹模为基准，按配合加工法制造落料凹模、凸模的尺寸如图所示:落料凸、凹模尺寸落料凸、凹模尺寸 a)a)落料凹模尺寸落料凹模尺寸 b)b)落料凸模尺寸落料凸模尺寸 （按（按凹模实凹模实际尺寸配作，保证双边间隙际尺寸配作，保证双边间隙0.10-0.14mm）例例2：冲制如图所示的变压器铁心片，材料为硅钢片冲制如图所示的变压器铁心片，材料为硅钢片13421342，料厚，料厚t=0t=035mm35mm，未注公差尺寸为，未注公差尺寸为ITl4ITl4级，试进级，试进行单工序落料模的刃口尺寸计算。行单工序落料模的刃口尺寸计算。解：解：查标准公差数值表有：查标准公差数值表有：孔类尺寸：孔类尺寸：自由自由长长度尺寸：度尺寸：30300 0.26 26 轴类尺寸：轴类尺寸：工件相工件相应应尺寸分尺寸分类类：凹模磨损图凹模磨损图磨损系数磨损系数x x：a3尺寸为尺寸为ITl3ITl3级，级，x=0 x=07575其余尺寸为其余尺寸为ITl4ITl4级，级，x=0 x=05 5 在凸模零件工作图上，只注与凹模刃口在凸模零件工作图上，只注与凹模刃口尺寸对应的基本尺寸，不注公差。并在技术尺寸对应的基本尺寸，不注公差。并在技术要求中注明要求中注明“刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证单边间隙为保证单边间隙为0.01mm”。查查电器类冲裁件之小间隙值电器类冲裁件之小间隙值得该件冲裁模初得该件冲裁模初始合理双面冲裁间隙为：始合理双面冲裁间隙为：mm0mm002mm02mm。例例3：如图所示零件冲孔工序，设计冲孔工序模具尺：如图所示零件冲孔工序，设计冲孔工序模具尺寸（分别用分开加工法和配合加工法计算）。寸（分别用分开加工法和配合加工法计算）。材料：黄铜，材料：黄铜，H62；料厚：；料厚：t=0.8。概概概概 念：念：念：念：冲裁工艺力冲裁工艺力是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分离所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）分离所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）的总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。的总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。1 1、冲裁力的计算、冲裁力的计算、冲裁力的计算、冲裁力的计算使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁力力F可用下式计算：可用下式计算：（K系数，取系数，取1.3）（对于同一材料，（对于同一材料，b=1.3）三三.冲裁工艺力的计算冲裁工艺力的计算2 2、卸料力、顶件力、推件力的计算、卸料力、顶件力、推件力的计算、卸料力、顶件力、推件力的计算、卸料力、顶件力、推件力的计算卸料力卸料力Fx：从凸模上将零件或废料卸下来所需要的力：从凸模上将零件或废料卸下来所需要的力Fx=KxF推件力推件力Ft：顺着冲裁方向将零件或废料从凹模型孔推出的力：顺着冲裁方向将零件或废料从凹模型孔推出的力Ft=nKtF顶件力顶件力Fd：逆着冲裁方向将零件或废料从凹模型孔推出的力：逆着冲裁方向将零件或废料从凹模型孔推出的力Fd=KdFF：冲裁力：冲裁力v一般模具的各种机构的组合方式有三种：一般模具的各种机构的组合方式有三种：采用弹压卸料装置和下出件装置的模具采用弹压卸料装置和下出件装置的模具 采用弹压卸料装置和上出件装置的模具采用弹压卸料装置和上出件装置的模具采用刚性卸料装置和下出件装置的模具采用刚性卸料装置和下出件装置的模具 3 3、冲压工艺力的计算：、冲压工艺力的计算：、冲压工艺力的计算：、冲压工艺力的计算：它是选取压力机吨位的主要依据，它是选取压力机吨位的主要依据，具体计算要考虑模具的结构型式。具体计算要考虑模具的结构型式。选择压力机时，压力机的公称压力选择压力机时，压力机的公称压力N必须大于或等于必须大于或等于F总总。v冲压力合力的作用点总称为模具的压力中心。冲压力合力的作用点总称为模具的压力中心。v模具的压力中心必须通过模柄轴线和压力机模具的压力中心必须通过模柄轴线和压力机滑块中心线重合。滑块中心线重合。v压力中心的求解计算采用空间平行力系的合压力中心的求解计算采用空间平行力系的合力作用线的求解方法。力作用线的求解方法。四四.冲裁压力中心的计算冲裁压力中心的计算1）、开式冲裁（冲裁轮廓不封闭）、开式冲裁（冲裁轮廓不封闭）a、任意直线段、任意直线段x0=0.5a b、任意角、任意角的折线的折线c、不封闭的矩形、不封闭的矩形 d、半径为、半径为R，夹角为，夹角为 的弧线段的弧线段 2）、闭式冲裁（冲裁轮廓封闭）、闭式冲裁（冲裁轮廓封闭）a、任意三角线，、任意三角线，压力中心为三中线压力中心为三中线交点交点 b、任意梯形，可直接由图示作图法求得、任意梯形，可直接由图示作图法求得 c、半径为、半径为R，夹角为，夹角为 扇形扇形 d、对于冲裁其它任何对称形状的工件时，其、对于冲裁其它任何对称形状的工件时，其压力中心就是工件的几何中心。压力中心就是工件的几何中心。建建 立立 直直 角角 坐坐 标标 系系xOy。3）、形状复杂工件压力中心计算）、形状复杂工件压力中心计算方法如下：方法如下：方法如下：方法如下：按比例将冲裁件的按比例将冲裁件的冲裁轮廓画出，如图。冲裁轮廓画出，如图。将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线和圆弧等基本将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线和圆弧等基本 线段线段l1 l2.ln。因为冲裁力与轮廓线长度成正比关系，。因为冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故可用线段长度代替冲裁力进行压力中心计算。故可用线段长度代替冲裁力进行压力中心计算。计算各基本线段的计算各基本线段的长度及其重心到坐标长度及其重心到坐标轴轴x、y的距离的距离x1、x2 xn和和y y1 1 y y2 2 yyn n计算压力中心坐标计算压力中心坐标例题例题：确定如图所示落料凸模的压力中心位置确定如图所示落料凸模的压力中心位置 解：（解：（1 1）按比例画出凸模刃口的轮廓形状；）按比例画出凸模刃口的轮廓形状；（2 2）建立坐标系。）建立坐标系。（3 3）将凸模刃口轮廓线分为若干线段或圆弧段）将凸模刃口轮廓线分为若干线段或圆弧段L L1 1、L L2 2LL7 7。（4 4）确定凸模刃口各段的压力中心位置及其坐标值）确定凸模刃口各段的压力中心位置及其坐标值 （X X1 1，Y Y1 1）、（）、（X2X2、Y Y2 2）（XnXn、YnYn）。）。计算数据表计算数据表（5 5）计算凸模压力中心坐标（）计算凸模压力中心坐标（x xc c、y yc c）。）。4）、多凸模冲裁的压力中心）、多凸模冲裁的压力中心 计算方法同形状复杂工件压力中心的计算方法指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式 一一.排样设计原则和分类排样设计原则和分类 l排样设计概念2-3 冲裁排样设计冲裁排样设计 l排样设计原则冲压件在条料中的排样条料在板料中的排样 u提高材料利用率u改善操作性 工人操作方便、安全，劳动强度低，换条料和翻动条料次数少。提问：提问：工件宽、厚时，选用哪种排样形式？工件窄、薄时，选用哪种排样形式？u使模具结构简单、合理 u保证冲裁件质量 冲裁件断面质量（要搭边）弯曲件注意纤维方向一次冲两个，模具解构复杂，凹模璧薄，寿命低。条料在板料中的布置、裁剪形式：条料在板料中的布置、裁剪形式：尽量采用纵裁（减少裁板次数和换条料次数）。在以下情况时，采用横裁：条料太重，超过12kg时；横裁的材料利用率明显高于纵裁时；纵裁不能满足弯曲件坯料对纤维方向要求时。l排样的分类 u有废料排样：材料利用率低，冲裁件断面质量最好 u少废料排样：材料利用率中等，冲裁件断面质量稍差u无废料排样：材料利用率最高，冲裁件断面质量最查l排样的形式二二.排样设计排样设计 l搭边搭边 冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间的工艺废料称为搭边。冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间的工艺废料称为搭边。u概念：概念：补偿送料和定位误差，避免制件缺角、缺边。补偿送料和定位误差，避免制件缺角、缺边。u搭边作用搭边作用：保证条料有一定刚性，便于送料。保证条料有一定刚性，便于送料。提高冲裁件断面质量提高冲裁件断面质量使凸、凹模受力均衡，减少磨损，延长寿命。使凸、凹模受力均衡，减少磨损，延长寿命。u搭边取值：经验取值l送料进距（A）u概念：模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离称为送料进距。u送料进距的计算：当单个进距内只冲裁一个零件时注：A为送料进距，mm D为送料方向上冲裁件的最大宽度，mm a1为冲裁件之间的搭边值，mml条料宽度（B）的确定 u有侧压装置时的条料宽度：u无侧压装置时的条料宽度：式中：D冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸 a冲裁件与条料侧边之间的搭边 条料下料宽度公差 c条料与导料板间隙l材料利用率u一个步距内冲件的材料利用率：式中：材料利用率，%；F工件的实际面积，mm2；F0条料中每一个进距的面积，mm2；A进距长度，mm；B跳料宽度，mm。l排样图u排样图是排样设计的最终表达形式，是编制冲裁工艺与设计冲裁模具的基础；u排样图应在冲裁模具装配图右上角画出。u排样图包含内容：条料宽度及偏差、送料进距、搭边值，送料方向应和装配图中送料方向一致。