冲裁及冲裁模设计(2016第2章2)
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第2章 冲裁及冲裁模设计2[21页]
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П形等制件
b
h
h
T形等制件
b
用于材质和厚度相
h
h
同，而形状不同或
相似的制件
b
用于小件、大批量
h
h
生产的圆形、方形、
矩形、六角形等制
件
§2-6 排样
二、 材料的利用率η
1.η0:在一个进料距离内,件面积与板料毛坯面积之比的百分率。
0
A0 A
•100%
A0 B0 L
100%
A0:件面积mm2 ；A:一个料距内毛坯面积mm2； L:进料距； 2.条、带、和板料的利用率η：
特点:η下降、件质量好、模具寿命 T 较高。
应用: 形状复杂件；精度要求高的排样。
2.少搭边排样：
(某一面无搭边) b图
η高于搭边,降低件质量.简化模具结构.降低T,降低F冲。
应用: 件某些尺寸要求不高的排样。
3.无搭边排样：
c图
η最高.降低件质量.简化模具结构.降低T,降低F冲。
应用: 对件形状要求严格,应用受限。
2. 阶梯冲裁
图2-10
•
多个凸模,高度成阶梯布置，设计注意平衡，金属流动方向。
•
阶梯高度 H：
•
1) t＜3 H = t
图 2-10 b
2) t＞3 H = t/2 取各层中F冲max 作为F冲 3. 加热冲裁(又称红冲)
•
温度↑，则τ↓，所以F冲下降。
•
加热后, τ值见 表 2-6
表2-6
• note: 冲压温度比加热温度低150 ～ 200℃左右.
t t
（ a）斜刃冲裁
（b）阶梯冲裁
图2-10 斜刃与阶梯冲裁
落料 : 斜刃在凹模， 凸为平刃。
b
h
h
T形等制件
b
用于材质和厚度相
h
h
同，而形状不同或
相似的制件
b
用于小件、大批量
h
h
生产的圆形、方形、
矩形、六角形等制
件
§2-6 排样
二、 材料的利用率η
1.η0:在一个进料距离内,件面积与板料毛坯面积之比的百分率。
0
A0 A
•100%
A0 B0 L
100%
A0:件面积mm2 ；A:一个料距内毛坯面积mm2； L:进料距； 2.条、带、和板料的利用率η：
特点:η下降、件质量好、模具寿命 T 较高。
应用: 形状复杂件；精度要求高的排样。
2.少搭边排样：
(某一面无搭边) b图
η高于搭边,降低件质量.简化模具结构.降低T,降低F冲。
应用: 件某些尺寸要求不高的排样。
3.无搭边排样：
c图
η最高.降低件质量.简化模具结构.降低T,降低F冲。
应用: 对件形状要求严格,应用受限。
2. 阶梯冲裁
图2-10
•
多个凸模,高度成阶梯布置，设计注意平衡，金属流动方向。
•
阶梯高度 H：
•
1) t＜3 H = t
图 2-10 b
2) t＞3 H = t/2 取各层中F冲max 作为F冲 3. 加热冲裁(又称红冲)
•
温度↑，则τ↓，所以F冲下降。
•
加热后, τ值见 表 2-6
表2-6
• note: 冲压温度比加热温度低150 ～ 200℃左右.
t t
（ a）斜刃冲裁
（b）阶梯冲裁
图2-10 斜刃与阶梯冲裁
落料 : 斜刃在凹模， 凸为平刃。
第2章 冲裁及冲裁模设计
第二章 冲裁及冲裁模设计
§2-1 冲裁变形过程及其断面特征 §2-2 冲裁间隙 §2-3 凸模、凹模的刃口尺寸计算 §2-4 冲裁力 §2-5 排样与搭边 §2-6 冲裁件的工艺性 §2-8 冲裁模的基本类型及典型模具 §2-9 冲裁模的零部件设计 §2-10 冲裁模设计要点
3/31/2011
1
第二章 冲裁及冲裁模设计
3/31/2011
19
2．凹模设计
（1）直壁型（柱形孔）孔口： （2）锥孔型孔口： （3）凹模外形尺寸的确定： ↓表2-9 凹模厚度：H = k· b ↑工件最大外形尺寸 凹模壁厚：C=(1.5～2.0)H (≥30～40) （4）固定方式： （5）技术要求：材料：T10A、Cr6WV、9Mn2V Cr12 硬度：HRc58～62 粗糙度：Ra0.8～0.4
定义:指凸模与凹模之间的直径之差（即双面间隙，用Z表示。单边间隙，用Z/2表示。）。 一．间隙对冲裁件断面质量的影响： 过大：制件锥度过大、断裂带过宽。 过小：两个光亮带、上有毛刺。 二．间隙对冲裁件尺寸精度的影响： 过大：以拉伸变形为主，弹性恢复后，冲孔孔扩大、落料料缩小。 过小：以压缩变形为主，弹性恢复后，冲孔孔缩小、落料料扩大。 三．间隙对模具寿命的影响： 过小：凸模与凹模之间磨损严重，降低模具寿命。 四．间隙对冲裁力的影响： 间隙大：冲裁力减小。 但是，当间隙增至材料厚度的5%～20%时，冲裁力不再明显降低。 另外，间隙大：卸料力也减小。 五．间隙值的确定： 合理间隙值与材料性质和厚度等因素有关。 h 1．理论计算法： Z = 2 (t − h0 )tg β = 2 t 1 − 0 tg β
若制件没有标注公差，则： 对于非圆形工件，工件按IT14级精度、模具按IT11级精度处理； 对于圆形工件，由于加工方法比较成熟，模具按IT6～IT7级精度处理。 当凸模、凹模分开加工时，须满足：δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin
§2-1 冲裁变形过程及其断面特征 §2-2 冲裁间隙 §2-3 凸模、凹模的刃口尺寸计算 §2-4 冲裁力 §2-5 排样与搭边 §2-6 冲裁件的工艺性 §2-8 冲裁模的基本类型及典型模具 §2-9 冲裁模的零部件设计 §2-10 冲裁模设计要点
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第二章 冲裁及冲裁模设计
3/31/2011
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2．凹模设计
（1）直壁型（柱形孔）孔口： （2）锥孔型孔口： （3）凹模外形尺寸的确定： ↓表2-9 凹模厚度：H = k· b ↑工件最大外形尺寸 凹模壁厚：C=(1.5～2.0)H (≥30～40) （4）固定方式： （5）技术要求：材料：T10A、Cr6WV、9Mn2V Cr12 硬度：HRc58～62 粗糙度：Ra0.8～0.4
定义:指凸模与凹模之间的直径之差（即双面间隙，用Z表示。单边间隙，用Z/2表示。）。 一．间隙对冲裁件断面质量的影响： 过大：制件锥度过大、断裂带过宽。 过小：两个光亮带、上有毛刺。 二．间隙对冲裁件尺寸精度的影响： 过大：以拉伸变形为主，弹性恢复后，冲孔孔扩大、落料料缩小。 过小：以压缩变形为主，弹性恢复后，冲孔孔缩小、落料料扩大。 三．间隙对模具寿命的影响： 过小：凸模与凹模之间磨损严重，降低模具寿命。 四．间隙对冲裁力的影响： 间隙大：冲裁力减小。 但是，当间隙增至材料厚度的5%～20%时，冲裁力不再明显降低。 另外，间隙大：卸料力也减小。 五．间隙值的确定： 合理间隙值与材料性质和厚度等因素有关。 h 1．理论计算法： Z = 2 (t − h0 )tg β = 2 t 1 − 0 tg β
若制件没有标注公差，则： 对于非圆形工件，工件按IT14级精度、模具按IT11级精度处理； 对于圆形工件，由于加工方法比较成熟，模具按IT6～IT7级精度处理。 当凸模、凹模分开加工时，须满足：δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin
(工艺技术)冲裁工艺及冲裁模设计
第二章冲裁工艺及冲裁模设计一、填空题1. 冲裁既可以直接冲制________ ，又可以为其他___________ y备毛坯。
2. _____________________________ —般来说，冲裁工艺主要是指和工序。
3. 冲裁变形过程大致可分为_______ 、_________ 、 _______ 个阶段。
4. 冲裁件的切断面由______ 、_____ 、________ 、 ____ 四个部分组成。
5. 光亮带是紧挨圆角带并与________ 的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到 ______ 和________ 的作用而形成的。
6. ___________________________________________ 冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现____________________________________________ 时形成的。
7. 塑性差的材料，断裂倾向严重，________ 曾宽，而________ 占比例较少，毛刺和圆角带—；反之，塑性好的材料，光亮带 _____________ 。
8•冲裁凸模和凹模之间的__________ 不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具 ____ 、______ 、_______ 口推件力等。
9•冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越_______ ，毛刺越_____ ;断面上出现二次光亮带是因间隙太 _____ 而引起的。
10. 影响冲裁件毛刺增大的原因是________ 、________ 。
11. 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的_____________ 的差值，差值______ ，则精度。
12. 所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的_____和_______精度。
13. 影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是______________ ，二是冲裁结束后冲裁件相对于 ________ 寸的偏差。
第二章 冲裁工艺与模具设计
（1）材料的塑性要好，对硬质材料要尽量进行 退火，求得材质均一化；
（2）合理的模具间隙值，并使间隙均匀分布；
（3）保持模具刃口锋利 ,
（4）保持润滑。
2.2.1冲裁力的计算
计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设 计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力， 以适应冲裁的要求。 （一）冲裁力的行程
采用刚性卸F料总 装 F置冲 和 F下卸 出 F料推方式的总冲压力为
采用弹性卸料F总装置F冲和上F出推 料方式的总冲压力为
F总 F冲 F卸 F顶
例2-1 计算冲裁图2-12所示零件所需的冲压力。材 料为Q235钢，料厚t=2mm，采用弹性卸料装置 和下出料方式，凹模刃口直壁高度h=6mm 解：冲裁力：由表查出 304 ~ 373MPa, 取 345MPa
这种模具的缺点是长凸模进入凹模较深，容易 磨损，修磨刃口也比较麻烦。
（二）斜刃口冲裁
在用平刃口模具冲裁时，整个刃口同时与冲裁 件周边接触，同时切断，所需冲裁力大。若采用斜 刃模具冲裁，也就是将凸模（或凹模）刃口做成有 一定倾斜角度的斜刃，如图2-11所示，冲裁时刃口 就不是同时切入，
而是逐步切入材料，
c 、将工件分解成若干直线段或弧度段，L1、
L2、…Ln，因冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故 用轮廓线长度代替F。 d 、计算各基本线段的重心到Y轴的距离x1、 x2、…xn，到X轴的距离y1、y2、… yn，则根据力 矩原理可得压力中心的计算公式为
X0
l1x1 l2 x2 ln xn l1 l2 ln
（二）塑性变形阶段
凸模继续下降，压力增加，当材料内部应力达到 屈服点时，板料进入塑性变形阶段。
此时凸模开始挤入板料，并将下部材料挤入凹模 孔内，板料在凸、凹模刃口附近产生塑性剪切变 形，并在侧向挤压力作用下形成光亮的剪切断面。
（2）合理的模具间隙值，并使间隙均匀分布；
（3）保持模具刃口锋利 ,
（4）保持润滑。
2.2.1冲裁力的计算
计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设 计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力， 以适应冲裁的要求。 （一）冲裁力的行程
采用刚性卸F料总 装 F置冲 和 F下卸 出 F料推方式的总冲压力为
采用弹性卸料F总装置F冲和上F出推 料方式的总冲压力为
F总 F冲 F卸 F顶
例2-1 计算冲裁图2-12所示零件所需的冲压力。材 料为Q235钢，料厚t=2mm，采用弹性卸料装置 和下出料方式，凹模刃口直壁高度h=6mm 解：冲裁力：由表查出 304 ~ 373MPa, 取 345MPa
这种模具的缺点是长凸模进入凹模较深，容易 磨损，修磨刃口也比较麻烦。
（二）斜刃口冲裁
在用平刃口模具冲裁时，整个刃口同时与冲裁 件周边接触，同时切断，所需冲裁力大。若采用斜 刃模具冲裁，也就是将凸模（或凹模）刃口做成有 一定倾斜角度的斜刃，如图2-11所示，冲裁时刃口 就不是同时切入，
而是逐步切入材料，
c 、将工件分解成若干直线段或弧度段，L1、
L2、…Ln，因冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故 用轮廓线长度代替F。 d 、计算各基本线段的重心到Y轴的距离x1、 x2、…xn，到X轴的距离y1、y2、… yn，则根据力 矩原理可得压力中心的计算公式为
X0
l1x1 l2 x2 ln xn l1 l2 ln
（二）塑性变形阶段
凸模继续下降，压力增加，当材料内部应力达到 屈服点时，板料进入塑性变形阶段。
此时凸模开始挤入板料，并将下部材料挤入凹模 孔内，板料在凸、凹模刃口附近产生塑性剪切变 形，并在侧向挤压力作用下形成光亮的剪切断面。
冲裁及冲裁模设计
16
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
17
第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
12
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
10
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
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第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
模具第二章冲裁模
为了防止冲裁时凸模折断或压弯,冲孔的尺寸不能太小, 有关要求见下表 (一)
一般冲孔模可冲压的最小孔径值
(mm)
材料
钢г>700MPa 钢г=400~700MPa 钢г<400MPa 黄铜、铜 铝、锌 纸胶板、布胶板 硬纸、纸
d≥1.5t d≥1.3t
d≥t d≥0.9t d≥0.8t d≥0.7t d≥0.6t
凹
0
d x Z min
凹 0
式中:d凸、d凹——冲孔凸、凹模基本尺寸(mm); △——工件制造公差(mm); X——因数，见表2-13
冲孔时各部分尺寸公差的分配 位置如右图a)
（2）落料 设工件尺寸为D-△。
根据刃口尺寸计算原则，落料 时应首先确定凹模刃口尺寸。 由于基准件凹模的刃口尺寸在 磨损后会增大，因此应使凹模 的基本尺寸接近工件轮廓的最 小极限尺寸，再减小凸模尺寸 以保证最小合理间隙值Zmin。仍 然是凸模取负偏差,凹模取正偏 差。落料时各部分尺寸公差的 分配位置如右图b)
表2-3 冲裁件内外形所能达到的经济精度
基本尺寸/mm
材料厚度t/mm
≤3 1~2 2~3 3~5
≤3
3~6
6~10 10~18 18~500
IT12~IT13
IT14
IT12~IT13
IT14
--
IT14
IT11 IT11
IT12~IT13 IT12~IT13
表2-4 两孔中心距离公差
一般精度(模具)
1、尺寸计算原则（在决定模具刃口尺寸及制造公差时）： 1）落料件的尺寸取决于凹件尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模
尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上。 设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
线表示冲压位置。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
零件形状不同材料利用情况的对比
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第六节 冲裁力和压力中心的计算
一、冲裁力的计算
冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。
用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：
F KLt b
注： F——冲裁力； L——冲裁周边长度； t——材料厚度； b——材料抗剪强度； K——系数。一般取K＝1.3
三、压力机公称压力的确定
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
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时： FZ F FX FT
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：
FZ F FX FD
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时： FZ F FT
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法(续）
减少工艺废料的有力措施是：
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。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
内容简介： 冲裁是最基本的冲压工序。
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2章 冲裁及冲裁模设计4[10页]
静止件: 挡料销 9、 凹1、下模座8、卸料板2。
其他: 定位销、螺钉等。
• 工作过程： 条料沿导尺7送进，靠固定挡料销9定位；
•
ห้องสมุดไป่ตู้
运动件下移，凸模与凹模配合落料，
并推出凹模孔口内上次的落料件；
•
回程，运动件上移，卸料板2刮下卡在凸模上的条料。
图2-49 图2-50 图2-51
图2-49 无导向落料模 1-凹模；2-卸料板；3-凸模； 4-模柄；5-凸模固定板；
倒装复合模
图2-55 倒装垫圈复合冲裁模 1-凸模；2-凹模；3-上模固定板；4、16-垫板；5-上模座；6-模柄；7-推杆；8推块； 9-推销； 10-推件块；11、18-活动挡料销；12-固定挡料销；13-卸料板； 14-凸凹模；15-下模固定板；17-下模座；19-弹簧
图2-56 同时冲三个垫圈的复合模 1、2、8-凸凹模； 3-落料凹模； 4、6-顶件板； 5-连接销 ；7-冲孔凸模
图2-51 带弹顶器导柱导向的落料模
二 多工序模：
一次工作行程完成二道以上工序的模具。称～
• 特点: 生产率高；精度高；操作方便；安全；易自动化；减少模具数。
应用: 大批量；高精度件；复杂件。
1、复合模：
在冲床的一个工作行程中，在同一工位上完成两种或两种以上 复合模
冲压工序的模具。
特点：
生产效率高、冲裁件质量好、但模具制造困难。
适用于加工精度高、简单件。
连续模
2、连续模：
• 在冲床的一个工作行程中，完成数道工序,分布在坯料送进方向不同部位。
• 适用于加工精度要求不高、复杂件。
图2-52
图2-53
图2-54
图2-55
第二章 冲裁工艺及冲裁模设计 复习题答案2
第二章冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案一、填空题1. 冲裁既可以直接冲制成品零件，又可以为其他成形工序制备毛坯。
2. 从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。
它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。
但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。
3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。
4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。
5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。
6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。
7.光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。
8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。
9.塑性差的材料，断裂倾向严重，剪裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带大；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。
10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。
11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值，保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。
12.冲裁凸模和凹模之间的间隙，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。
13.冲裁间隙过小时，将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。
14.合理间隙冲裁时，上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合，光亮带约占板厚的1/2～1/3左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均较小，完全可以满足一般冲裁件的要求。
15.间隙过小时，出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些，但易去除，而且断面的斜度和塌角小，在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。
16.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越小，毛刺越大；断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。
第2章 冲裁工艺与冲裁模(用)
0 绪论
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
一、冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。 一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切 面的近似表面粗糙度值件见表2-2。
2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件， 其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨 损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。
⒊ 把握好刃口制造精度与工件精度的关系。 形状简单的刃口制造偏差：按IT6～IT7级； 形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4； 对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差： 取冲裁件相应部位公差的1/8并冠以（±）； 详见表2-8
0 绪论 一、冲压概念
二、刃口尺寸计算方法
根据凸、凹模的加工工艺方法的不同，刃口尺寸的计算方法可分 为两种类型：凸模与凹模分别单独加工、凸模与凹模配合加工。 1. 凸模与凹模分别加工 (如图2-10) 凸模与凹模分别加工是指凸模与凹模分别按各自的图纸加工至最后 的尺寸，凸模、凹模图纸要分别标注凸模、凹模刃口尺寸及公差。
模具寿命受各种因素的综合影响，冲裁间隙是主要影响因素之一。
间隙越小，摩擦越严重，所以过小的冲裁间隙对模具寿命极为不
利。
较大的冲裁间隙可使模具与材料之间的摩擦减小，在一定程度上
还可以减小间隙分布不均匀的不利影响。从而提高模具寿命。
⒊ 冲裁间隙对冲裁工艺力的影响 正常情况下，冲裁间隙对冲裁力的影响不是很大。 冲裁间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸 模上卸下零件和从凹模中推出零件都比较省力。但间隙太大，引起毛 刺增加，反而又使卸料力和推件力迅速增加。
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
一、冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。 一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切 面的近似表面粗糙度值件见表2-2。
2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件， 其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨 损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。
⒊ 把握好刃口制造精度与工件精度的关系。 形状简单的刃口制造偏差：按IT6～IT7级； 形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4； 对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差： 取冲裁件相应部位公差的1/8并冠以（±）； 详见表2-8
0 绪论 一、冲压概念
二、刃口尺寸计算方法
根据凸、凹模的加工工艺方法的不同，刃口尺寸的计算方法可分 为两种类型：凸模与凹模分别单独加工、凸模与凹模配合加工。 1. 凸模与凹模分别加工 (如图2-10) 凸模与凹模分别加工是指凸模与凹模分别按各自的图纸加工至最后 的尺寸，凸模、凹模图纸要分别标注凸模、凹模刃口尺寸及公差。
模具寿命受各种因素的综合影响，冲裁间隙是主要影响因素之一。
间隙越小，摩擦越严重，所以过小的冲裁间隙对模具寿命极为不
利。
较大的冲裁间隙可使模具与材料之间的摩擦减小，在一定程度上
还可以减小间隙分布不均匀的不利影响。从而提高模具寿命。
⒊ 冲裁间隙对冲裁工艺力的影响 正常情况下，冲裁间隙对冲裁力的影响不是很大。 冲裁间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸 模上卸下零件和从凹模中推出零件都比较省力。但间隙太大，引起毛 刺增加，反而又使卸料力和推件力迅速增加。
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正装复合模，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些； 倒装复合模，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。
正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。
圆 形 凸 模
非圆形凸模
大、中型凸模
冲 小 孔 凸 模 保 护 与 导 向 结 构
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
第 2 章 冲裁
1
2-9 冲模的部件及零件设计
冲裁模零部件的分类：
工作零件
工艺零件 定位零件
冲裁模零部件
卸料与推件零部件
结构零件 导向零件 联接与固定零件
冲裁模零部件设计
一、工作零件
1．凸模 （1）凸模的结构形式及其固定方法
1）圆形凸模：阶梯式（应力）
2）非圆形凸模：阶梯式、直通式台肩固定 Nhomakorabea螺钉压紧
（3）凸模的强度校核 :一般满足要求
对细长凸模或小凸模冲裁厚硬材料时：冲裁凸模要进行承压 能力校验、抗纵向弯曲失稳能力校验。公式见P48
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
2．凹模 （1）凹模外形结构及其固定方法
结构：整体式、镶拼式 外形：圆形、板形
（2）凹模刃口形式
刃口形式：直筒形、锥形
冲裁模零部件设计
1．挡料销 （1）固定挡料销
钩形挡料销 （2）活动挡料销
①弹簧弹顶挡料装置 ②扭簧弹顶挡料装置 ③橡胶弹顶挡料装置 ④回带式挡料装置 （3）始用挡料装置
应用
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
2．侧刃
侧刃：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。
特点：定距精度高、可靠
适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况
块料或半成品件的定位：
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。
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
属于送进导向的定位零件：导料销、导尺、导料板等； 属于送料定距的定位零件：用挡料销、导正销、侧刃等； 属于块料或工序件的定位零件：定位销、定位板等。
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
台肩固定、铆接、 粘结剂浇注法固定
3）大、中型凸模：整体式、镶拼式
螺钉和销钉固定
4）冲小孔凸模：带护套式（见下页）
5）冲小孔凸模（续） 小孔：d＜t或d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔。
提高其强度和刚度的措施： ①冲小孔凸模加保护与导向: 加保护套 ②采用短凸模的冲孔模 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； 保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等； 采用斜刃壁凹模以减小冲裁力。
导正部分：圆柱形
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
4．定位板和定位销 定位方式：外缘定位、内孔定位
5．导销式和导尺式
图２－３３，图２－３４
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
上模
下模
除料、除件装置的数量
三套
两套
工件的平整性
好
较差
可冲工件的孔边距 结构复杂程度
较小 复杂
较大 较简单
冲裁模零部件设计
二、定位零件
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。
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（挡料）。
侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。
侧刃数量：一个或两个 侧刃布置： 并列布置、对角布置
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
3．导正销
使用目的: 消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 主要用于: 级进模
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
结构组成 导入部分：圆锥形的头部
一、工作零件（续）
2．凹模（续）
（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定
凹模厚（高）度
H=kb （≥15mm）
凹模壁厚
k见表2-9
C=（1.5~2）H （≥30～40mm）
计算值：
靠用标准，选择模架的依据。
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
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。
凸凹模的最小壁厚:
冲裁模零部件设计
一、工作零件
1．凸模（续） （1）凸模的结构形式及其固定方法（续）
结构：
整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式等。
固定方法：
铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
1．凸模（续） （2）凸模长度计算
当采用固定卸料板和导尺时，其凸模长度按下式计算： L h1 h2 h3 h
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
全长导向结构的小孔冲模
正、倒装复合模的特点比较
项目 凸凹模的位置
正装复合模 倒装复合模
超 短 凸 模 的 小 孔 冲 模
凸模长度尺寸
凹 模 形 式 及 固 定
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
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
Ⅰ型
按侧刃工作端面形状分
侧刃结构
Ⅱ型：用于厚度为1mm以上
长方形侧刃：结构简单、定位欠准确
按侧刃截面形状分
成形侧刃：制造困难、定位准确
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
2．侧刃（续）
尖角形侧刃：与弹簧挡销配合使用；
材料消耗少，但操作不便，生产率低； 可用于冲裁贵重金属。
特殊侧刃：既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓
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
式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚 应大些。
正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。
圆 形 凸 模
非圆形凸模
大、中型凸模
冲 小 孔 凸 模 保 护 与 导 向 结 构
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
第 2 章 冲裁
1
2-9 冲模的部件及零件设计
冲裁模零部件的分类：
工作零件
工艺零件 定位零件
冲裁模零部件
卸料与推件零部件
结构零件 导向零件 联接与固定零件
冲裁模零部件设计
一、工作零件
1．凸模 （1）凸模的结构形式及其固定方法
1）圆形凸模：阶梯式（应力）
2）非圆形凸模：阶梯式、直通式台肩固定 Nhomakorabea螺钉压紧
（3）凸模的强度校核 :一般满足要求
对细长凸模或小凸模冲裁厚硬材料时：冲裁凸模要进行承压 能力校验、抗纵向弯曲失稳能力校验。公式见P48
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
2．凹模 （1）凹模外形结构及其固定方法
结构：整体式、镶拼式 外形：圆形、板形
（2）凹模刃口形式
刃口形式：直筒形、锥形
冲裁模零部件设计
1．挡料销 （1）固定挡料销
钩形挡料销 （2）活动挡料销
①弹簧弹顶挡料装置 ②扭簧弹顶挡料装置 ③橡胶弹顶挡料装置 ④回带式挡料装置 （3）始用挡料装置
应用
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
2．侧刃
侧刃：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。
特点：定距精度高、可靠
适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况
块料或半成品件的定位：
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。
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
属于送进导向的定位零件：导料销、导尺、导料板等； 属于送料定距的定位零件：用挡料销、导正销、侧刃等； 属于块料或工序件的定位零件：定位销、定位板等。
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
台肩固定、铆接、 粘结剂浇注法固定
3）大、中型凸模：整体式、镶拼式
螺钉和销钉固定
4）冲小孔凸模：带护套式（见下页）
5）冲小孔凸模（续） 小孔：d＜t或d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔。
提高其强度和刚度的措施： ①冲小孔凸模加保护与导向: 加保护套 ②采用短凸模的冲孔模 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； 保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等； 采用斜刃壁凹模以减小冲裁力。
导正部分：圆柱形
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
4．定位板和定位销 定位方式：外缘定位、内孔定位
5．导销式和导尺式
图２－３３，图２－３４
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
上模
下模
除料、除件装置的数量
三套
两套
工件的平整性
好
较差
可冲工件的孔边距 结构复杂程度
较小 复杂
较大 较简单
冲裁模零部件设计
二、定位零件
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。
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（挡料）。
侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。
侧刃数量：一个或两个 侧刃布置： 并列布置、对角布置
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
3．导正销
使用目的: 消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 主要用于: 级进模
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
结构组成 导入部分：圆锥形的头部
一、工作零件（续）
2．凹模（续）
（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定
凹模厚（高）度
H=kb （≥15mm）
凹模壁厚
k见表2-9
C=（1.5~2）H （≥30～40mm）
计算值：
靠用标准，选择模架的依据。
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
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。
凸凹模的最小壁厚:
冲裁模零部件设计
一、工作零件
1．凸模（续） （1）凸模的结构形式及其固定方法（续）
结构：
整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、带护套式等。
固定方法：
铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。
冲裁模零部件设计
一、工作零件（续）
1．凸模（续） （2）凸模长度计算
当采用固定卸料板和导尺时，其凸模长度按下式计算： L h1 h2 h3 h
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
全长导向结构的小孔冲模
正、倒装复合模的特点比较
项目 凸凹模的位置
正装复合模 倒装复合模
超 短 凸 模 的 小 孔 冲 模
凸模长度尺寸
凹 模 形 式 及 固 定
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
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
Ⅰ型
按侧刃工作端面形状分
侧刃结构
Ⅱ型：用于厚度为1mm以上
长方形侧刃：结构简单、定位欠准确
按侧刃截面形状分
成形侧刃：制造困难、定位准确
冲裁模零部件设计
二、定位零件（续）
2．侧刃（续）
尖角形侧刃：与弹簧挡销配合使用；
材料消耗少，但操作不便，生产率低； 可用于冲裁贵重金属。
特殊侧刃：既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓
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