冲压模具设计——第二章.ppt

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1、简介简介：冲裁是冲裁是冲裁是冲裁是最基本最基本最基本最基本的冲压工序的冲压工序的冲压工序的冲压工序。本章是本课程的本章是本课程的本章是本课程的本章是本课程的重点重点重点重点之一之一之一之一。在在在在分分分分析析析析冲冲冲冲裁裁裁裁变变变变形形形形过过过过程程程程及及及及冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件质质质质量量量量影影影影响响响响因因因因素素素素的的的的基础上，介绍基础上，介绍基础上，介绍基础上，介绍冲裁工艺计算冲裁工艺计算冲裁工艺计算冲裁工艺计算、工艺方案制定工艺方案制定工艺方案制定工艺方案制定。涉涉涉涉及及及及冲冲冲冲裁裁裁裁变变变变形形形形过过过过程程程程分分分分析析析析、冲冲冲冲裁裁裁裁件件

2、件件质质质质量量量量及及及及影影影影响响响响因因因因素素素素、间间间间隙隙隙隙确确确确定定定定、刃刃刃刃口口口口尺尺尺尺寸寸寸寸计计计计算算算算原原原原则则则则和和和和方方方方法法法法、排排排排样样样样设计、冲裁力与压力中心计算等。设计、冲裁力与压力中心计算等。设计、冲裁力与压力中心计算等。设计、冲裁力与压力中心计算等。第二章第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计冲裁工艺及冲裁模具的设计2021/9/251金属的应力-应变图1-实际应力曲线 2-假象应力曲线 2021/9/253冲压变形理论基础塑性塑性：表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。一、塑性变形的

3、基本概念塑性指标塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率和断面收缩率。变形变形：弹性变形、塑性变形。2021/9/254冲压变形理论基础 金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化加工硬化或应变刚应变刚现象：塑性变形对金属组织和性能的影响 金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。2021/9/255冲压变形理论基础3金属塑性变形时的应力应变关系塑性力学基

4、础（续）弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性线性的、可逆可逆的，与加载历史无关无关；第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性非线性的、不可逆不可逆的，与加载历史有关有关。2021/9/256第三节 冲压变形理论基础 1硬化规律四、金属塑性变形的一些基本规律加工硬化：硬化曲线：=An塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示。2021/9/257第三节 冲压变形理论基础 3体积不变条件四、金属塑性变形的一些基本规律（续）金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可

5、以忽略不计。一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：1+2+3=0 2021/9/258第三节 冲压变形理论基础 4最小阻力定律四、金属塑性变形的一些基本规律（续）在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律最小阻力定律。弱区先变形，变形区为弱区2021/9/259第三节 冲压变形理论基础 1冲压成形性能五、冲压材料及其冲压成形性能材料的冲压成形性能：材料的冲压性能好成形极限高成形质量好便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念成形

6、极限高成形质量好材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。2021/9/2510第三节 冲压变形理论基础 2冲压成形性能的试验方法五、冲压材料及其冲压成形性能（续）间接试验和直接试验3板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度强度指标越高，产生相同变形量的力力就越大；塑性塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量变形量就越大；刚度刚度指标越高，成形时抵抗抵抗失稳起皱的能力就越大。不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。2021/9/2511冲裁模冲裁模冲裁模冲裁模：冲裁冲裁冲裁冲裁：利用模具使利用模具使利用模具使利用模具使板料板料板料板料沿着一定的轮廓形状产生沿着一定的轮廓形状

7、产生沿着一定的轮廓形状产生沿着一定的轮廓形状产生分离分离分离分离的一种的一种的一种的一种冲压工序。冲压工序。冲压工序。冲压工序。1 1、基本工序基本工序基本工序基本工序：落料和冲孔。包括切口、修边等：落料和冲孔。包括切口、修边等：落料和冲孔。包括切口、修边等：落料和冲孔。包括切口、修边等2 2、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的、范畴：包括板料加工中利用模具产生分离的 一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。一切工序，即板料分离工序的总称。3 3、落料、冲

8、孔变形机理是一样的。、落料、冲孔变形机理是一样的。、落料、冲孔变形机理是一样的。、落料、冲孔变形机理是一样的。但因所取不同，模具设计原则不一样。但因所取不同，模具设计原则不一样。但因所取不同，模具设计原则不一样。但因所取不同，模具设计原则不一样。冲裁工序所使用的模具。它是冲裁过程必不可少的工冲裁工序所使用的模具。它是冲裁过程必不可少的工冲裁工序所使用的模具。它是冲裁过程必不可少的工冲裁工序所使用的模具。它是冲裁过程必不可少的工艺装备。艺装备。艺装备。艺装备。特点特点特点特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。凸、凹模刃口锋利，间隙小。凸、凹模刃口锋利，间隙小。凸、凹模刃口锋利，间隙小。分类分类分类分类

9、:普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模普通冲裁模、精密冲裁模2021/9/25122021/9/2513第一节第一节 冲裁过程分析冲裁过程分析一、冲裁变形区力学分析一、冲裁变形区力学分析一、冲裁变形区力学分析一、冲裁变形区力学分析1 1、板料受力、板料受力、板料受力、板料受力 冲裁时作用于板料上的力冲裁时作用于板料上的力冲裁时作用于板料上的力冲裁时作用于板料上的力 1-1-凸模凸模凸模凸模 2-2-板材板材板材板材 3-3-凹模凹模凹模凹模 四对四对四对四对力力力力：F Fp1p1、F Fp2p2模具对板的垂直作用力模具对板的垂直作用力模具对板的垂直作用力模具对板

10、的垂直作用力F F1 1、F F2 2模具对板的侧压力模具对板的侧压力模具对板的侧压力模具对板的侧压力 F Fp1p1、F Fp2 p2 模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力模具端面与板料间的摩擦力 F F1 1、F F2 2 模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力模具侧壁与板料间的摩擦力一个一个一个一个力矩力矩力矩力矩：由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生由于凸、凹模间隙存在，产生弯矩弯矩弯矩弯矩。弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃

11、口处受力最大弯曲使变形不均匀，刃口处受力最大2021/9/25142 2、变形区应力状态（无卸料板压紧板料时）、变形区应力状态（无卸料板压紧板料时）、变形区应力状态（无卸料板压紧板料时）、变形区应力状态（无卸料板压紧板料时）1 1 1 1径向应力，径向应力，径向应力，径向应力，2 2 2 2 切向应力，切向应力，切向应力，切向应力，3 3 3 3 轴向应力轴向应力轴向应力轴向应力A A：凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力凸模下压引起轴向拉应力 3 3 3 3（+），弯曲与凸模侧，弯曲与凸模侧，弯曲与凸模侧，弯曲与凸模侧压致径向压应力压致径向压应力压致径向压应力压

12、致径向压应力 1 1 1 1（-），切向为弯曲引起的压应力与侧切向为弯曲引起的压应力与侧切向为弯曲引起的压应力与侧切向为弯曲引起的压应力与侧压引起的拉应力的合成应力压引起的拉应力的合成应力压引起的拉应力的合成应力压引起的拉应力的合成应力 2 2 2 2（-）B B：模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力模具下压与板弯曲引起三向压应力C C：板料纤维方向板料纤维方向板料纤维方向板料纤维方向 1 1 1 1（+），轴向，轴向，轴向，轴向 3 3 3 3（-）D D：凹模挤压致凹模挤压致凹模挤压致凹模挤压致 3 3 3 3（-），板弯曲致，板弯曲致

13、，板弯曲致，板弯曲致 1 1 1 1（+）2 2 2 2（+）E E：轴向拉应力轴向拉应力轴向拉应力轴向拉应力 3 3 3 3（+），合成应力合成应力合成应力合成应力 2 2 2 2（？）（？）（？）（？）1 1 1 1（？）（？）（？）（？）可能可能可能可能受拉，也可能受压，与间隙有关。受拉，也可能受压，与间隙有关。受拉，也可能受压，与间隙有关。受拉，也可能受压，与间隙有关。2021/9/2515间隙正常、刃口锋利情况下，间隙正常、刃口锋利情况下，间隙正常、刃口锋利情况下，间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形冲裁变形冲裁变形冲裁变形过程过程过程过程按凸模行程按凸模行程按凸模行程按凸模行程 可分

14、为三个阶段：可分为三个阶段：可分为三个阶段：可分为三个阶段：二、冲裁变形过程二、冲裁变形过程二、冲裁变形过程二、冲裁变形过程1 1弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段 变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力变形区内部材料应力小于屈服应力 。2 2塑性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段 变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。变形区内部材料应力状态满足塑性条件或屈服条件。3 3断裂分离阶段断裂分离阶段断裂分离阶段断裂分离阶段

15、变形区内部材料应力大于强度极限。变形区内部材料应力大于强度极限。变形区内部材料应力大于强度极限。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侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中裂纹首先产生在凹模刃口侧面的板料中继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生继而在凸模刃口侧面处产生上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展上、下裂纹扩展相遇而聚合，大致沿最大剪应变速度方向发展材料分离材料分离材料分离

16、材料分离 2021/9/2516冲裁件质量：冲裁件质量：冲裁件质量：冲裁件质量：第二节第二节第二节第二节 冲裁件的质量分析冲裁件的质量分析冲裁件的质量分析冲裁件的质量分析垂直、垂直、垂直、垂直、光洁、光洁、光洁、光洁、毛刺小毛刺小毛刺小毛刺小 图纸规定图纸规定图纸规定图纸规定的公差范的公差范的公差范的公差范围内围内围内围内 外形满足图纸外形满足图纸外形满足图纸外形满足图纸要求；表面平要求；表面平要求；表面平要求；表面平直，即拱弯小直，即拱弯小直，即拱弯小直，即拱弯小指指指指断面质量断面质量断面质量断面质量、尺寸精度尺寸精度尺寸精度尺寸精度和和和和形状误差形状误差形状误差形状误差。2021/9/

17、25171 1 1 1、冲裁件断面组成与表面质量、冲裁件断面组成与表面质量、冲裁件断面组成与表面质量、冲裁件断面组成与表面质量 断面的形成断面的形成断面的形成断面的形成、组成与特征组成与特征组成与特征组成与特征圆角带（塌角）圆角带（塌角）圆角带（塌角）圆角带（塌角）a a：刃口压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。刃口压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。刃口压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。刃口压入时附近的材料产生弯曲和伸长变形。光亮带光亮带光亮带光亮带b b：塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。塑

18、性剪切变形。表面光滑，断面质量最好的区域。决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸决定孔或落料件的尺寸断裂带断裂带断裂带断裂带c c：裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。裂纹形成及扩展形成的撕裂面。断面粗糙，有斜度。毛刺区毛刺区毛刺区毛刺区d d：由由由由于于于于间间间间隙隙隙隙存存存存在在在在，裂裂裂裂纹纹纹纹产产产产生生生生不不不不在在在在刃刃刃刃尖尖尖尖，毛毛毛毛刺刺刺刺不不不不可可可可避避避避免免免免。此此此此外外外外，间间间间隙隙隙隙不不不不正正正正常常常常、刃刃

19、刃刃口口口口不不不不锋锋锋锋利利利利，还还还还会会会会加加加加大大大大毛刺。毛刺。毛刺。毛刺。表面质量表面质量表面质量表面质量2021/9/2518垫圈的落料与冲孔垫圈的落料与冲孔垫圈的落料与冲孔垫圈的落料与冲孔 a)a)落料落料落料落料 b)b)冲孔冲孔冲孔冲孔 2021/9/2519落料冲孔复合模落料冲孔复合模落料冲孔复合模落料冲孔复合模1-1-下模板下模板下模板下模板 2-2-卸料螺钉卸料螺钉卸料螺钉卸料螺钉 3-3-导柱导柱导柱导柱 4-4-固定板固定板固定板固定板 5-5-橡胶橡胶橡胶橡胶 6-6-导料销导料销导料销导料销 7-7-落料凹模落料凹模落料凹模落料凹模 8-8-推件块推件

20、块推件块推件块 9-9-固定板固定板固定板固定板 10-10-导套导套导套导套 11-11-垫板垫板垫板垫板 1212、20-20-销钉销钉销钉销钉 13-13-上模板上模板上模板上模板 14-14-模柄模柄模柄模柄 15-15-打杆打杆打杆打杆 1616、21-21-螺钉螺钉螺钉螺钉 17-17-冲孔凸模冲孔凸模冲孔凸模冲孔凸模 18-18-凸凹模凸凹模凸凹模凸凹模 19-19-卸料板卸料板卸料板卸料板 22-22-挡料销挡料销挡料销挡料销 2021/9/2520冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况冲裁区应力、变形

21、和冲裁件正常的断面状况a a）冲孔件）冲孔件）冲孔件）冲孔件 b b）落料件）落料件）落料件）落料件 毛刺毛刺毛刺毛刺断裂带断裂带断裂带断裂带光亮带光亮带光亮带光亮带塌角塌角塌角塌角2021/9/2521冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁变形过程2021/9/25222 2、冲裁件断面质量的影响因素、冲裁件断面质量的影响因素、冲裁件断面质量的影响因素、冲裁件断面质量的影响因素(1)(1)材料性能的影响材料性能的影响材料性能的影响材料性能的影响(2)(2)模具间隙的影响模具间隙的影响模具间隙的影响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小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙小，

22、出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙小，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，产生二个斜度间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度(3)(3)模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响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；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；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；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端

23、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；当当当当凸凸凸凸、凹凹凹凹模模模模刃刃刃刃口口口口同同同同时时时时磨磨磨磨钝钝钝钝时时时时，则则则则冲冲冲冲裁裁裁裁件件件件上上上上、下下下下端端端端都都都都会会会会产产产产生毛刺。生毛刺。生毛刺。生毛刺。a a、b b、d d大，大，大，大，c c小小小小2021/9/25233 3、冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度：指冲裁件的指冲裁件的指冲裁件的指冲裁件的实际实际实际实际尺寸与尺寸与尺寸与尺寸与图

24、纸图纸图纸图纸上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。上基本尺寸之差。影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：该该该该差差差差值值值值包括两方面的偏差包括两方面的偏差包括两方面的偏差包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；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。二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。（1 1）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2

25、2）材料的性质材料的性质材料的性质材料的性质（3 3）冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙 （4 4）冲裁件的形状冲裁件的形状冲裁件的形状冲裁件的形状（5 5）模具结构模具结构模具结构模具结构2021/9/2524第三节第三节 冲裁间隙冲裁间隙一、间隙的重要性一、间隙的重要性一、间隙的重要性一、间隙的重要性冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙Z Z：Z Z=D DA A-d dT T指指指指冲冲冲冲裁裁裁裁模模模模中中中中凹凹凹凹模模模模刃刃刃刃口口口口横横横横向向向向尺尺尺尺寸寸寸寸D DA A与与与与凸凸凸凸模模模模刃刃刃刃口口口口横横横横向向向向尺尺尺尺寸寸寸寸d dT T的的的的差差差差值值值

26、值。亦亦亦亦称称称称双双双双面面面面间间间间隙隙隙隙，用，用，用，用Z Z表示。表示。表示。表示。Z Z/2/2称称称称为为为为单单单单面面面面间间间间隙隙隙隙，通通通通常用常用常用常用c c表示。表示。表示。表示。c c=（D DA A-d dT T）/2/22021/9/25251 1、间隙对冲裁件质量的影响间隙对冲裁件质量的影响间隙对冲裁件质量的影响间隙对冲裁件质量的影响间隙的大小与分布的均匀性是影响冲裁件质量的主间隙的大小与分布的均匀性是影响冲裁件质量的主间隙的大小与分布的均匀性是影响冲裁件质量的主间隙的大小与分布的均匀性是影响冲裁件质量的主要因素。要因素。要因素。要因素。1 1）间隙

27、对冲裁断面质量的影响间隙对冲裁断面质量的影响间隙对冲裁断面质量的影响间隙对冲裁断面质量的影响 间间间间隙隙隙隙小小小小，材材材材料料料料弯弯弯弯曲曲曲曲与与与与拉拉拉拉应应应应力力力力 ，裂裂裂裂纹纹纹纹较较较较晚晚晚晚产产产产生生生生光光光光亮带亮带亮带亮带 ，出现二次出现二次出现二次出现二次剪裂，产生第二剪裂，产生第二剪裂，产生第二剪裂，产生第二光亮带；光亮带；光亮带；光亮带；间间间间隙隙隙隙大大大大，材材材材料料料料弯弯弯弯曲曲曲曲与与与与拉拉拉拉应应应应力力力力 ，裂裂裂裂纹纹纹纹较较较较早早早早产产产产生生生生光光光光亮带亮带亮带亮带 ，塌角、剪裂带，塌角、剪裂带，塌角、剪裂带，塌角

28、、剪裂带 间间间间隙隙隙隙合合合合适适适适，上上上上下下下下裂裂裂裂纹纹纹纹与与与与最最最最大大大大切切切切应应应应力力力力方方方方向向向向一一一一致致致致、重重重重合合合合，断断断断面面面面平平平平直直直直、光光光光洁洁洁洁，毛毛毛毛刺刺刺刺 断断断断面面面面质质质质量量量量较较较较好好好好。为为为为合合合合理理理理冲冲冲冲裁间隙。裁间隙。裁间隙。裁间隙。2021/9/25262 2）间隙对尺寸精度的影响间隙对尺寸精度的影响间隙对尺寸精度的影响间隙对尺寸精度的影响 间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力间隙大，材料弯曲与拉应力工件脱模后弹性恢复：工件脱模后弹

29、性恢复：工件脱模后弹性恢复：工件脱模后弹性恢复：孔尺寸孔尺寸孔尺寸孔尺寸 凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸;落料尺寸落料尺寸落料尺寸落料尺寸 凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸 间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力间隙小，材料受凸凹模挤压力脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：脱模后弹性恢复：孔尺寸孔尺寸孔尺寸孔尺寸 凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸;落料尺寸落料尺寸落料尺寸落料尺寸 凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸凹模尺寸3 3）间隙对工件弯曲度的影响间隙对工件弯曲度的影响间隙对工件弯曲度的影响间隙对工件弯曲度的影响 材料受弯矩作用材料受弯矩作用材料

30、受弯矩作用材料受弯矩作用变形时产生弯曲变形时产生弯曲变形时产生弯曲变形时产生弯曲脱模后工件脱模后工件脱模后工件脱模后工件残留有一定的弯曲度残留有一定的弯曲度残留有一定的弯曲度残留有一定的弯曲度 间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径间隙大，冲压件曲率半径 工件弯曲严重工件弯曲严重工件弯曲严重工件弯曲严重2021/9/25272021/9/25282 2、间隙对冲裁力的影响间隙对冲裁力的影响间隙对冲裁力的影响间隙对冲裁力的影响 间间间间隙隙隙隙小小小小，材材材材料料料料受受受受拉拉拉拉应应应应力力力力 ，压压压压应应应应力力力力冲冲冲冲裁裁裁裁力力力力 ，且且且且产生

31、裂纹后产生裂纹后产生裂纹后产生裂纹后冲裁力不是冲裁力不是冲裁力不是冲裁力不是急剧下降急剧下降急剧下降急剧下降。间间间间隙隙隙隙增增增增大大大大，冲冲冲冲裁裁裁裁力力力力有有有有一一一一定定定定程程程程度度度度的的的的降降降降低低低低，但但但但影影影影响响响响不不不不是是是是很大。很大。很大。很大。间间间间隙隙隙隙对对对对卸卸卸卸料料料料力力力力、推推推推件件件件力力力力的的的的影影影影响响响响比比比比较较较较显显显显著著著著。随随随随间间间间隙隙隙隙增增增增大大大大，卸料力和推件力都将减小。卸料力和推件力都将减小。卸料力和推件力都将减小。卸料力和推件力都将减小。间间间间隙隙隙隙合合合合适适适适

32、，上上上上下下下下裂裂裂裂纹纹纹纹与与与与最最最最大大大大切切切切应应应应力力力力方方方方向向向向一一一一致致致致、重重重重合合合合产生裂纹后剪切力急剧下降产生裂纹后剪切力急剧下降产生裂纹后剪切力急剧下降产生裂纹后剪切力急剧下降。2021/9/2529小小小小间间间间隙隙隙隙将将将将使使使使磨磨磨磨损损损损增增增增加加加加，甚甚甚甚至至至至使使使使模模模模具具具具与与与与材材材材料料料料之之之之间间间间产产产产生生生生粘粘粘粘结结结结现现现现象象象象，并并并并引引引引起起起起崩崩崩崩刃刃刃刃、凹凹凹凹模模模模胀胀胀胀裂裂裂裂、小小小小凸凸凸凸模模模模折折折折断断断断、凸凸凸凸凹凹凹凹模相互啃刃

33、等异常损坏。模相互啃刃等异常损坏。模相互啃刃等异常损坏。模相互啃刃等异常损坏。为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下 1)1)采用采用采用采用适当适当适当适当或或或或较大的间隙值较大的间隙值较大的间隙值较大的间隙值；2)2)减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；减缓间隙不均匀的影响；3)3)采用小间隙时必须提高模具硬度与光洁度、精度；采用小间隙时必须提高模具硬度与光洁度、精度；采用小间隙时必须提高模具硬度与光洁度、精度；采用小间隙时必须提

34、高模具硬度与光洁度、精度；4)4)改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。改善润滑条件，减少磨损。3 3、间隙对模具寿命的影响、间隙对模具寿命的影响、间隙对模具寿命的影响、间隙对模具寿命的影响模具寿命分模具寿命分模具寿命分模具寿命分为为为为刃磨寿命刃磨寿命刃磨寿命刃磨寿命和和和和模具模具模具模具总总总总寿命寿命寿命寿命。失效原因：失效原因：失效原因：失效原因：磨磨磨磨损损损损、变变变变形形形形、崩刃崩刃崩刃崩刃、折断折断折断折断和和和和胀胀胀胀裂裂裂裂。2021/9/2530二、冲裁模间隙值的确定二、冲裁模间隙值的确定二、冲裁模间隙值的确定二、冲裁模间隙值的确定

35、从从从从使使使使用用用用角角角角度度度度：iiiiii）对对对对尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度和和和和断断断断面面面面垂垂垂垂直直直直度度度度要要要要求求求求高高高高的的的的工工工工件，取较小合理间隙。件，取较小合理间隙。件，取较小合理间隙。件，取较小合理间隙。iviv）对对对对尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度和和和和断断断断面面面面垂垂垂垂直直直直度度度度要要要要求求求求不不不不高高高高的的的的工工工工件件件件，以以以以降降降降低低低低冲冲冲冲裁裁裁裁力力力力、提提提提高高高高模模模模具具具具寿寿寿寿命命命命为为为为主主主主，取取取取较较较较大大大大的的的的合理间隙。合理间隙。合理间隙。合

36、理间隙。从从从从设设设设计计计计角角角角度度度度：i i）考考考考虑虑虑虑到到到到生生生生产产产产过过过过程程程程中中中中的的的的磨磨磨磨损损损损使使使使间间间间隙隙隙隙变变变变大大大大，在设计与制造新模具时应采用最小合理间隙在设计与制造新模具时应采用最小合理间隙在设计与制造新模具时应采用最小合理间隙在设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 Z Zminmin ii ii）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大）材料愈硬愈厚，所需合理间隙值愈大1.确定原则：确定原则：确定原则：确定原则：2021/9/25311 1）理论确定法理论确定

37、法理论确定法理论确定法以保证变形时上下裂纹重合为基础以保证变形时上下裂纹重合为基础以保证变形时上下裂纹重合为基础以保证变形时上下裂纹重合为基础2 2）经验确定法经验确定法经验确定法经验确定法（查表）（查表）（查表）（查表）2.2.确定方法：确定方法：确定方法：确定方法：较较较较小小小小间间间间隙隙隙隙值值值值高精度要求时高精度要求时高精度要求时高精度要求时较较较较大大大大间间间间隙隙隙隙值值值值精度要求不高精度要求不高精度要求不高精度要求不高 Z Z=f f（t t，或或或或 ）非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同的国家、不同的行业，非唯一性：不同

38、的国家、不同的行业，根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的根据各自工件设计精度要求和制造业的水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据水平不同，有不同的经验表格与数据2021/9/2532间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙对剪切裂纹与断面质量的影响a a）间间间间隙隙隙隙过过过过小小小小 b b）间间间间隙合理隙合理隙合理隙合理 c c）间间间间隙隙隙隙过过过过大大大大 2021/9/2533凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形

39、成情况凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况2021/9/2534第四节第四节 凸模和凹模工作部分尺寸的计算凸模和凹模工作部分尺寸的计算1 1冲裁件的断面都带有锥度冲裁件的断面都带有锥度冲裁件的断面都带有锥度冲裁件的断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，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）尺寸冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面

40、）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。等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。2 2凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。越大。越大。越大。一、凸、凹模刃口尺寸计算原则一、凸、凹模刃口尺寸

41、计算原则一、凸、凹模刃口尺寸计算原则一、凸、凹模刃口尺寸计算原则生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：生产实践发现的规律：2021/9/25351 1、先确定基准件、先确定基准件、先确定基准件、先确定基准件 落料落料落料落料：以凹模为基准，间隙取在凸模上；：以凹模为基准，间隙取在凸模上；：以凹模为基准，间隙取在凸模上；：以凹模为基准，间隙取在凸模上；冲孔冲孔冲孔冲孔：以凸模为基准，间隙取在凹模上。：以凸模为基准，间隙取在凹模上。：以凸模为基准，间隙取在凹模上。：以凸模为基准，间隙取在凹模上。2 2、考虑冲模的磨损规律、考虑冲模的磨损规律、考虑冲模的磨损规律、考虑冲模的磨损

42、规律 设计落料模设计落料模设计落料模设计落料模时，凹模刃口磨损时，凹模刃口磨损时，凹模刃口磨损时，凹模刃口磨损工件尺寸工件尺寸工件尺寸工件尺寸 。凹模凹模凹模凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模设计冲孔模设计冲孔模设计冲孔模时，凸模刃口磨损时，凸模刃口磨损时，凸模刃口磨损时，凸模刃口磨损工件孔尺寸工件孔尺寸工件孔尺寸工件孔尺寸 。凸凸凸凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模基本尺寸则取接近或等

43、于工件孔的最大极限尺寸。模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。模具磨损预留量与工件制造精度有关。计算原则：计算原则：计算原则：计算原则：2021/9/25363 3、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用、冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙最小合理间隙最小合理间隙最小合理间隙值值值值Z Zminmin。4 4、选选选选择择择择模模模模具具具具刃刃刃刃口口口口制制制制造造造造公公公公差差差差时时时时，要要要要考考考考虑虑虑虑工工工工件件件件精精精精

44、度度度度与与与与模模模模具具具具精精精精度度度度的的的的关关关关系系系系，即即即即要要要要保保保保证证证证工工工工件件件件的的的的精精精精度度度度要要要要求求求求，又又又又要要要要保保保保证证证证有有有有合合合合理的间隙值。理的间隙值。理的间隙值。理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高一般冲模精度较工件精度高一般冲模精度较工件精度高一般冲模精度较工件精度高2 2 3 3级级级级；对未注工件公差尺寸：对未注工件公差尺寸：对未注工件公差尺寸：对未注工件公差尺寸：非圆形工件：零件按非圆形工件：零件按非圆形工件：零件按非圆形工件：零件按IT14IT14级处理，冲模取级处理，冲模取级处理，冲模取级处理，冲

45、模取 IT11IT11级级级级 圆形工件：零件按圆形工件：零件按圆形工件：零件按圆形工件：零件按IT9IT9 1010级处理，冲模取级处理，冲模取级处理，冲模取级处理，冲模取 IT6IT6 7 7级级级级2021/9/2537（加工（加工（加工（加工/测量方法）测量方法）测量方法）测量方法）1 1、凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模分开加工分开加工分开加工分开加工 /特点特点特点特点二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易

46、保具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保具有互换性、制造周期短，但合理间隙范围不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。证，需提高加工精度，增加制造难度。证，需提高加工精度，增加制造难度。证，需提高加工精度，增加制造难度。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。圆形、简单形状多用分开加工方法。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。合理间隙范围易保证，无互换性、制造周期长。复杂形状多用配合加工方法。复杂形状多用配合加工方法。复杂形状多用配合加工方法。

47、复杂形状多用配合加工方法。配合件以合理间隙配合件以合理间隙配合件以合理间隙配合件以合理间隙Z Zminmin Z Zmaxmax配作。配作。配作。配作。2 2、凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模配合加工配合加工配合加工配合加工 /特点特点特点特点2021/9/2538模具刃口计算、标注原则模具刃口计算、标注原则 1 1、凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模分开加工分开加工分开加工分开加工 分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸分别计算凹、凸模刃口尺寸 分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造公差。分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造公差。分别标注凹模、凸模刃口尺

48、寸与制造公差。分别标注凹模、凸模刃口尺寸与制造公差。只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸只标注模具基准件（工件外形凹模；或工件孔凸模）的刃口尺寸与制造公差；模）的刃口尺寸与制造公差；模）的刃口尺寸与制造公差；模）的刃口尺寸与制造公差；配合件以合理间隙配合件以合理间隙配合件以合理间隙配合件以合理间隙Z Zminmin Z Zmaxmax配作。只标注基本尺寸，配作。只标注基本尺寸，配作。只标注基本尺寸，配作。只标注基本尺寸，但特别注明但特别注明但特别注明但特别注明 “与与与与零件配作（配制）零件配作（配制）零

49、件配作（配制）零件配作（配制）”2 2、凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模凹模、凸模配合加工配合加工配合加工配合加工2021/9/25391 1、按凸模与凹模图样、按凸模与凹模图样、按凸模与凹模图样、按凸模与凹模图样分别分别分别分别加工法加工法加工法加工法（1 1）落料：落料：落料：落料：（工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：D D ）（2 2）冲孔冲孔冲孔冲孔 （工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：d d ）（3 3）（多孔凹模）孔心距（多孔凹模）孔心距（多孔凹模）孔心距（多孔凹模）孔心距 （工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：（工件尺寸：=L L +0 0 0 0 基准基准基

50、准基准基准基准基准基准L L 2021/9/2540 为了保证可能的初始间隙不超过为了保证可能的初始间隙不超过为了保证可能的初始间隙不超过为了保证可能的初始间隙不超过Z Zmaxmax，即，即，即，即 凸、凹模的制造公差，可按凸、凹模的制造公差，可按凸、凹模的制造公差，可按凸、凹模的制造公差，可按IT6IT6IT7IT7级来选取，也可查表选取，但需级来选取，也可查表选取，但需级来选取，也可查表选取，但需级来选取，也可查表选取，但需校核。或取校核。或取校核。或取校核。或取 +Z Zminmin Z Zmaxmax 为模具设计为模具设计为模具设计为模具设计总使用寿命总使用寿命总使用寿命总使用寿命期