冲裁工艺及冲裁模设计教材

为使模具有一定的使用寿命，磨损到一定程度 仍能冲裁出合格的零件，落料时凹模刃口尺寸接近 制件尺寸的下限值，冲孔时凸模刃口尺寸接近制件 尺寸的上限值。
第二章：冲裁工艺及冲裁模设计
3、考虑制件精度与模具精度之间的关系 （1）一般情况按下表执行。
（2）制件未标注公差，按以下情况处理： 非圆形件按IT14级处理，冲模按IT11级制造；圆形 件的冲模可按IT7-IT6级制造。 4、冲压件按“入体”原则进行尺寸标注 冲压件的尺寸公差应标为单向公差，落料件为轴， 上偏差为零，下偏差为负；冲孔件为孔，上偏差为 正，下偏差为零。
第二章：冲裁工艺及冲裁模设计
（2）落料 设工件的尺寸为 D0 ，则：
Dd
( Dmax
x
)
0
d
Dp
(Dd
2cmin
)
0
p
(Dmax
x 2cmin )0 p
（3）冲孔
设工件的尺寸为 d0 ，则：
d p (dmin x)0 p
dd
(d p
2cmin )0 d
(dmin
x
2cmin
)d 0
60.12 0
为IT12级，取x=0.75
3600.62 为IT14级，取x=0.5
设凸模按IT6级制造，凹模
按IT7级制造。
第二章：冲裁工艺及冲裁模设计
1、冲孔 （1）校核间隙公差条件，查公差值表得：
| p | 0.008mm,| d | 0.012mm,故有 | p | | d | 2cmax 2cmin
第二章：冲裁工艺及冲裁模设计
二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法
（一）凸模和凹模分开加工 （1）为保证初始间隙值小于最大合理间隙， 必须满足下列条件：

MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
五、连接与固定零件
1．模柄
基本要求：①与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；
②与上模正确而可靠连接。 1）压入式模柄 2）旋入式模柄 3）凸缘模柄 4）槽型模柄和通用模柄 5）浮动模柄 6）推入式活动模柄
材料：Q235、Q275钢
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
推板
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
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
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
与凸模的双边间隙
当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，
且应小于冲裁间隙。
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
三、卸料装置与推件装置（续）
1．卸料装置（续）
（2）弹压卸料装置
特点： 兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。
适用：质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁。
见表２.9.11，对特别小的冲孔凸模可将表
与凸模的单边间隙 列数值适当加大。
当卸料板兼起导板作用，同固定卸料板。
装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口
0.3～0.5mm，以便顺利卸料。
凸台部分的高度：h=H-(0.1~0.3)t
MD&M
第二章 冲裁工艺与模具设计
三、卸料装置与推件装置（续）

结构优化
冲裁模的结构优化是提高冲裁模 的使用寿命、提高生产效率和制 品质量等方面的关键因素。
性能改进
不断更新和改进加工工艺、加工 材料和冲裁模的结构等方式，可 以实现冲裁模的性能改进。
检查维护
及时检查维护冲裁模，可以延长 其使用寿命，提高性能，降低成 本。
冲裁模的模具搭建和卡位设计
冲裁模的模具搭建和卡位设计是冲裁模制造过程中的关键步骤之一，不同的 卡位设计可以实现不同的致动方式，实现模具配合精度的要求。
冲裁工艺的主要特点和分类
1 快速高效
冲裁工艺的每个工艺周期 时间短，能够高效快速的 完成加工过程。
2 制造质量高
冲裁工艺由于操作简单， 环境稳定且压力控制精度 高，因此加工出来的产品 质量高。
3 分类
目前冲压模具分类主要从 冲压方向、冲压构型和零 件加工形式等方面进行。
冲裁工艺的工作原理和流程
1
冲裁模的变形和断裂原因
变形原因
变形是因为冲裁模的内部应力过大或者受到多种外 部因素的影响而变形，包括卡位质量不好、模具材 料变形、环境影响等多种因素。
断裂原因
一般是因为冲裁模使用时间太长或者使用强度超过 原设计要求而发生了断裂，导致零件无法继续加工， 无法正常使用。
冲裁模的故障排除和维修方法
1
故障排除
冲裁工艺和冲裁模的相关标准 和规范
国际和国内的标准体系，为控制冲压件加工方面的工艺问题、提高质量提供 了标准说明。在规范中规定了材料、尺寸、精度及品质控制等多项规定。
冲裁工艺和冲裁模在实际生产 中的应用和发展趋势
在工业生产当中，冲裁工艺及冲裁模具已广泛应用于电子、通信、汽车、机 械等多个领域。随着工业时代的不断发展,冲裁技术和冲裁模具也在不断发展， 新工艺、新模具的不断涌现，生产效率、生产质量以及成本都会得到有效控 制。

用途 薄件、平整要求高的零件、 薄件、平整要求高的零件、易分层的非金属件
西华大学 张晓洪
2、冲孔模 、
普通板坯冲孔模结构与落料模相似。 普通板坯冲孔模结构与落料模相似。 冲孔的多样性导致冲孔模有更多自己的特点。 冲孔的多样性导致冲孔模有更多自己的特点。
典型的冲孔模有： 典型的冲孔模有： （1）冲侧孔模 ） （2）单工序多凸模冲孔模 ） （3）导板式冲小孔模 ）
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倒装复合模
冲制垫圈的复合冲裁模 适用条件 0.3mm以上低平直度要求件（刚性推件未压紧制件部分，卸 以上低平直度要求件（刚性推件未压紧制件部分， 以上低平直度要求件 料板也未压紧条料） 料板也未压紧条料） 特点 卸料板兼承料平面， 卸料板兼承料平面，冲前无法预压 凸凹模若直刃段长，则胀裂力大，须控制其最小壁厚 凸凹模若直刃段长，则胀裂力大， 条料废料部分： 条料废料部分：冲裁时有上下动作 改进 若上部改为弹性推件，则可加工 若上部改为弹性推件，则可加工0.3mm以下的冲件 以下的冲件
西华大学 张晓洪
… … …冲裁件的形状和尺寸 冲裁件的形状和尺寸
6、孔径不能太小； 、孔径不能太小； 自由凸模的最小尺寸 带护套凸模的最小尺寸 最小孔间距
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（二）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求
冲裁件的经济精度：一般不高于 冲裁件的经济精度：一般不高于IT11，冲孔比落料高一级 ， 1、冲裁件外形与内孔尺寸公差表 、 2、冲裁件两孔孔心距公差表 、 3、冲裁件断面表面粗糙度表 、 4、冲裁件断面允许的毛刺高度表 、
第六节
冲裁工艺设计的目的
冲裁工艺设计
使制件获得良好的工艺性并制定合理的工艺方案， 使制件获得良好的工艺性并制定合理的工艺方案，可以用 最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单， 最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模 具寿命高，最终获得稳定的合格工件。 具寿命高，最终获得稳定的合格工件。 考核冲裁工艺设计的主要指标 劳动量、 劳动量、工艺成本 本节的内容如下： 本节的内容如下： 一、冲裁件的工艺性分析 二、冲裁件的经济性分析 三、冲裁工艺方案的确定

冲裁的基本原理
总结词
冲裁的基本原理是利用模具对板料施加压力，使其产生弹性变形和塑性变形，最终导致 板料分离或变形。
详细描述
冲裁的基本原理是利用模具对板料施加压力，使其产生弹性变形和塑性变形。当压力施 加到板料上时，板料首先发生弹性变形，随着压力的增加，板料逐渐进入塑性变形阶段 。当压力达到一定程度时，板料的纤维组织发生断裂，导致板料分离或变形。在这个过
模具的装配与调试
模具装配
模具装配是根据模具设计图纸，将加工好的零件进行组装，使其成为一套完整 的模具。
调试与试模
在模具装配完成后，需要进行调试和试模，以确保模具的正常运行和冲裁工艺 的稳定。调试过程中需要对模具进行压力调整、间隙调整和排样调整等操作， 并对试模结果进行分析和优化。
PART 04
冲裁模设计实例分析
模具的加工工艺
01
02
03
车削加工
车削加工是模具加工中常 用的方法之一，主要用于 加工模具的外圆、端面和 内孔等。
铣削加工
铣削加工主要用于加工模 具的平面、槽和型腔等， 具有较高的加工精度和效 率。
磨削加工
磨削加工主要用于提高模 具的表面质量和精度，常 用的方法有平面磨削、外 圆磨削和无心磨削等。
PART 02
冲裁模设计基础
冲裁模的结构组成
01
上模
包括凸模、卸料板、固定板、垫板等部件。凸模是冲裁的主要工作部件
，用于冲裁凹模内的材料；卸料板用于将凸模上冲下的材料推离凹模口
；固定板用于固定凸模；垫板用于调整凸模高度。
02
下模
包括凹模、下垫板、导套等部件。凹模是冲裁的成型部件，用于形成冲
裁件的外形；下垫板用于支撑凹模和承受压力；导套用于引导凸模进入

分类方法，理解搭边在冲压工艺上的作用。
教学要求： 能够根据冲裁件的形状确定排样形式，会
查 表确定搭边值，利用公式计算材料利用率。
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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-结构废料 2-工艺废料
（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：冲裁件质量完全由冲模保证，精度高，且 搭边保护模具，但材料利用率低尺寸精度和断面质量的有效 措施有哪些？ 2、什么是冲裁件的工艺性，分析冲裁件的 工艺性有何实际意义？
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2.3 冲裁工艺方案制定
学习目标： 了解制定冲裁工艺方案的重要性，熟练掌握
冲裁工艺方案的确定方法。
教学要求： 根据冲裁件图纸，能够确定出其基本工序的
冲裁工艺与冲裁模的设计
2.1 冲裁模设计程序 2.2 审图与冲裁工艺性分析 2.3 冲裁工艺方案制定 2.4 冲裁排样设计 2.5 冲裁模刃口尺寸计算 2.6 冲压定位方式 2.7 冲压力与压力中心计算 2.8 凸、凹模结构设计 2.9 冲裁模总体结构设计
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2.1 冲裁模设计程序 审图
模具数目增加，加工精度低，生产效率低 。 （2）级进工序工艺
可通过制件的不同排布方式，节约原材料， 以降低制件成本。 （3）复合工序工艺
模具制造复杂，加工困难。
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工艺方案分析练习 1.机芯自停杆
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2.电位器接线片
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测验题
问 分析下图所示零件（材料：65Mn，料厚为1㎜，未
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2）少无废料排样：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：模具结构简化、冲裁力降低、材料利用率 提高，但受板料和定位影响，工件精度降低，且 凸模单边受力，易被破坏，加剧模具磨损，影响 冲裁件的断面质量。

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。

沿工件全部外形冲裁，工件间、工件与板料边
都有搭边。材料利用率低，但能保证冲裁件质量，
模具寿命较高。
少废料排样
模具只沿工件部分外形轮廓冲裁，只有局部有
搭边。废料较少，工件质量不高，模具摩损快。
无废料排样
工件间、工件与条料间均没有搭边的存在。模具刃口
沿板料依次切下获取工件。材料利用率高，工件质量差，
模具易损坏。
裁板
纵裁
联合裁
横裁
21
冲压工艺力和压力中心的计算
概 念：
～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）的
总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。
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
力P可用下式计算：
= KLt
（K－系数，取1.3）
合理冲裁间隙值的确定：
❖ 工件断面质量无严格要求时，应取大间隙值；
❖ 工件的断面质量和制造精度较高时，应取较小间隙值；
❖ 在设计冲模刃口尺寸时，应考虑模具摩损因素，冲裁
间隙应取最小值。
6
方法1：理论确定法
如右图所示，可得冲裁间隙为：
= 2( − ℎ0 )tan = 2(1 − ℎ0 Τ)tan
能与其冲压时定位 基准重合 ，
并选择在冲裁过程中基本上下
不变动的面或线上。
9
凸、凹模刃口尺寸的计算
重要性：
冲模刃口处的尺寸及制造公差直接影响工件的尺寸
精度，合理的冲裁间隙也靠其保证。
前提：
尺寸
计算
的原
则：
因冲裁间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥
度，且落料件的大端尺寸与凹模刃口尺寸相近，冲出

Dp
(Dd
2cmin
)
0
p
(35.69 0.04)00.008 mm 35.6500.008
（二）凸模和凹模配合加工
只在凸模（或凹模）的基准件上标注尺寸和制 造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做要 求的间隙值。
存在三种不同类型尺寸：
（1）随磨损增大的尺寸，设工件尺寸A为0 ：
Aj ( Amax x)00.25
Fp K ptL btL
其它三力的计算：
卸料力： FQ KFp
推料力： 顶件力：
FQ1 nK1Fp
FQ2 K2Fp
二、压力机公称压力的选取
选择压力机的条件：
P 1.2Fp
冲裁工艺总力计算的三种情况：
（1）采用弹压卸料装置和下出件的模具时：
Fp Fp FQ FQ1
（2）采用弹压卸料装置和上出件的模具时：
|
0.025mm, 故有
0.016 0.025 0.02,不满足间隙公差条件,故取:
| p | 0.4 (2cmax 2cmin ) 0.008 | d | 0.6 (2cmax 2cmin ) 0.012
（2）计算落料凸、凹模尺寸
Dd (dmax x)0d
(36 0.5 0.62)00.012 mm 35.6900.012
2)0.180/ 2 0
59.8200.09
（2）随磨损减小的尺寸Bd1、Bd2。查表 2.3.1， Bd1、Bd2的磨损系分别为0.75、1。
计Bj=算(B公mi式n +x为)：0-0.25
Bd1=(40+0.75 0.4)0-0.250.4 40.300.10 Bd2 =(20+1 0.2)0-0.250.2 20.200.05

矩形孔：c、c′ ≥ 1.5t； 圆形孔：c、c′≥t。
在弯曲和拉深件上冲孔时
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模
具
2.1.4 冲裁件的工艺性
设 计
冲孔时，孔径不能太小。 目的：防止凸模弯曲或折断
不带保护套凸模冲孔的最小孔径
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模
具
2.1.4 冲裁件的工艺性
设 计
带保护套凸模冲孔的最小孔径
可稍小一些
佛山科学技术学院
佛山科学技术学院
模
具
2.1.4 冲裁件的工艺性
设 计
避免过长的悬臂与狭槽 目的：降低模具制造难度，增加模具强度。
允许的悬臂与狭槽尺寸：
有色金属和低碳钢板料： 宽度b≥1.5t，深度h≤5b。
中、高碳钢钢板：b≥2t
佛山科学技术学院
模
具
2.1.4 冲裁件的工艺性
设 计
孔间距、孔边距不能太小
目的：增加模具强度。 允许的孔间距、孔边距尺寸：
第2章 冲裁工艺与冲裁模
2.1 冲裁ห้องสมุดไป่ตู้艺设计基础
2.2 冲裁模典型结构 第2次课内容回顾
2.3 排样设计
第3次课内容回顾
2.4 冲裁工艺计算
第4次课内容回顾
2.5 冲裁模零部件设计
佛山科学技术学院
2.1 冲裁工艺设计基础
佛山科学技术学院
模
具
2.1.1 冲裁工艺
设 计
冲裁工艺概念
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。
佛山科学技术学院
2.2.2 冲裁模典型结构
单工序冲裁模 压力机一次行程中：只一个工位，完成一道工序
无导向式单工序冲裁模