冲裁工艺与冲裁模的设计教材

单一工序
复合工序
级进工序
2.4.2 电机转子冲裁工艺方案制定
a）
b）
c）
单一工序
a）落Φ47.2mm外圆 b）冲Φ10mm孔和定向槽口R0.3mm c）冲12个槽口
复合工序
级进工序
2.4.3 电机定子冲裁工艺方案制定 （1）冲裁工艺方案
a）
b）
c）
单一工序
a）落外形 b）冲两个腰形孔和4个Φ4mm孔 c）冲Φ48.2mm孔和2个Φ5mm孔
（3）冲裁材料 选材原则： 1）取决于零件的要求 2）“廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色” 3）采用国家标准规格材料
（4）典型案例分析 1）垫圈： 无悬臂狭槽，孔边距较大，无尖锐转角，孔径较大； 制件尺寸精度较低，无粗糙度要求； 材料为普通碳素钢，冲裁性能较好，但容易产生毛刺。
2）电机转子： 制件结构复杂，形状对称，无悬臂狭槽，孔边距较大； 转子轴孔Φ10的公差为0.027mm（IT8级）； 外圆Φ47.2的公差为0.05mm（IT9级）； 毛刺高度应小于0.05mm； 材料为电工硅钢，材料具有一定的脆性。
d 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 <压力机模柄孔深度5~15
模具闭合高度H H 最大-5≥H 模≥H 最小+10
(1~1.5)H 凹
6~12
6
(0.6~0.8)H 凹
5
4
H 自由-H 预
3
10~20作导板时为(0.8~1)H 凹
2
¦Δ
1
H凹
50~70
40~50
L凹或D凹 工作台孔径
5）组合排：适用于材料与厚度相同的两种以上零件。
6）多行排：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角 形、方形、矩形零件。
7）交叉排：适用于C形、Π形、Ш形等零件。
8）裁搭边法——整裁法：适用于尺寸较小且形状较简 单的细长零件。
9）裁搭边法——分次裁切法：适用于尺寸较小且形状 较复杂的细长零件。
典型案例冲裁排样分析 垫圈
（4）排样 依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提下，
采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。
冲压件排样实物
（5）刃口尺寸计算
（6）冲压力及冲压设备选择 （7）压力中心计算
（8）凸、凹模结构设计 在设计中应尽可能采用标准冷冲模具结构尺寸。
h h h
α
2~3ˇă
α
β
（9）总体结构设计
40~50
(1~1.5)H 凹 50~70
（10）冲裁模装配图绘制 （11）非标零件图绘制
2.3 冲裁工艺性分析
2.3.1 冲裁变形特征
a）弹性变形阶段
b）塑性变形阶段
c）断裂分离阶段 凸、凹模间隙正常且无弹压时，金属材料的冲裁变形过程
普通冲裁零件
c)间隙过大
冲裁模设计的总原则：
在满足制件尺寸精度和 形状精度的前提下力求使模 具结构简单、操作方便、材
料消耗少、制件成本低。
审图 冲裁工艺性分析 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
冲裁模设计程序示意图
（1）审图 审阅制件图的正确性和完整性，包括：投影关系、
冲裁排样按制件在材料上的排列形式来分，可分为 直排法、斜排法、对排法、混合排法、多排法和冲裁搭 边法等多种形式。 1）直排：适用于方形、矩形零件。
2）斜排：适用于椭圆形、T形、Г形、S形零件。
3）直对排：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、Π形、 Ш形零件。
4）斜对排：适用于椭圆形、T形、Г形、S形零件。
尺寸标注、公差、技术要求、材料等标注。
材料： D31
（2）冲裁工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件结构、形状、尺寸和材
料等对冲裁工艺的适应性。
（3）冲裁工艺方案制定 依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批
量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺 方案。
单工序工艺方案
连续工艺方案
复合工艺方案
最小宽度：b>2t
冲裁件悬臂与窄槽尺寸
2）冲裁件的孔与边缘间、孔与孔之间的距离b1、b2不 能太小。
一般取b1＞1.5t， b2＞2t
1.5t
最小孔边距离
3）冲裁件的外形或内孔的转角处，应避免有锐角的 清角，应采用圆弧过渡。 4）冲孔的尺寸不能太小。
（2）冲裁件的尺寸精度和粗糙度 普通冲裁件 1）尺寸精度一般在IT10~IT11级以下 2）粗糙度低于Ra=6.3μm 3）冲孔精度比落料精度高一级
90°转角
90º的转角处
3）电机定子： 分析同电机转子
电机定子外形R3圆弧处锐 角
4）录音机机芯暂停杆展开件： 制件结构复杂，形状不对称； 制件A部为一悬臂（1.4×8.65）； 孔边距较小； 制件转角未注半径为0.3mm。
录音机机芯转录杆展开件
2.4 冲裁工艺过程
2.4.1 垫圈冲裁工艺方案制定
冲裁工艺与冲裁模的设计
2.1 典型案例 2.2 冲裁工艺与模具的设计程序 2.3 冲裁工艺性分析 2.4 冲裁工艺过程 2.5 排样 2.6 冲裁模刃口尺寸计算 2.7 定位与卸料出料 2.8 凸、凹模结构设计 2.9 冲裁模总体设计
2.1 典型案例
（1）垫圈 垫圈是标准化的零件，具有通用性和互换性，材
复合工序
落料式级进工序 切废式级进工序
2.4.4 录音机机芯暂停杆展开件冲裁工艺方案制定
切废式级进工序
2.5 排样
2.5. 1 冲裁排样 排样：指制件在板料或条料排上的布置方法。
冲裁排样从废料的角度来分，可分为有废料排样、 少废料排样和无废料排样三种。
a)有废料排样 b)少废料排样 c)无废料排样
料一般为普通碳素钢（如Q215），属于大批量生产。
t=1mm
（2）电机转子与电机定子 要求其具有较好的形状一致性，不存在（或存在
较小的）毛刺，材料一般为电工硅钢（如D31），属 于大批量生产。
（3）录音机机芯自停杆 材料一般为优质碳素结构钢（如10F），属于成批
生产。
2.2冲裁工艺与模具的设计程序
冲裁件断面质量 1—光亮带 2—毛刺 3—断裂带 4—塌角带
2.3.2 冲裁工艺性要求
冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工中的难易程 度。良好的冲裁工艺性应保证材料消耗少、工序数少、 模具结构简单且寿命长、产品质量稳定、操作安全方便 等。
（1）冲裁件的形状与结构 冲裁件的形状应尽可能的简单、对称。
1）应避免冲裁件上有过长的悬臂和狭槽。