模具第2章 冲裁

冲裁模具的基本结构及工作原理一、冲裁模具按工序组合程度可分为：简单冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模。

（一）简单冲裁模即敞开模1、定义：它是指在一次冲裁中只完成冲孔或落料的一个工序。

2、简单冲裁模按其导向方式可分为：（1）无导向单工序模它的特点是结构简单,重量轻、尺寸较小、模具制造容易、成本低廉。

但冲模使用安装时麻烦,模具寿命低,冲栽件精度差,操作也不安全。

无导向简单冲模适用于精度要求不高、形状简单、批景小或试制的冲裁件。

无导向单工序模冲模的上模部分由模柄、凸模组成,通过模柄安装在冲床滑块上。

下模部分由卸料板、导尺、.凹模、下模座、定位板组成,通过下模座安装在冲床工作台上。

上模与下模没有直接导向关系,靠冲床导轨导向。

（2）导板式简单冲裁模模精度高、寿命长、使用安装帧、操作安全,.但制造比较复杂。

一般适用于形状较简单、尺寸不大的工件。

导板式简单冲裁模上模部分主要由模柄、上模板、垫板、凸模固定板、凸模组成。

下模部分主要由下模板凹模、导尺、导板、回带式挡料销、托料板组成。

这种模具的特点是上模通过.凸模利用导板上的孔迸行导向,导板兼作卸料板。

工作时凸模始终不脱离导板.以保证模具导向精度。

因而,要求使用的压力机行程不大于导板厚度。

这种冲模的工作过程是：条料沿托料板、导尺从右向左送科,首次冲裁时使用临时挡料销定位,首次冲裁以后再往前送料,搭边越过活动挡料销后. 再反向拉拽条料，使挡料销后端面抵住条料搭边进行定位,凸模下行实现冲裁。

（3）导柱式简单冲裁模由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长 而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。

导柱式简单冲裁模该冲模利用丁对导柱和导套实现、下模精确导向。

冲模主作时条料靠导尺和固定挡料销(亦称定位销)实现正确定位,以保证冲裁时搭边值的均匀一致。

此冲模采用刚性卸料板卸掉箍在凸模上的废料,冲出的工件在凹模洞口中经凸模的顶压作用，逐个实行自然漏料。

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 ）
西华大学 张晓洪
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
西华大学 张晓洪
（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

式中 F——普通冲裁时所需最大压力(N) C——系数，按不同材料选取； 铝：C=1.3～1.6 黄铜：C=2.25～2.8 软钢：C=2.3～2.5
三、精冲(齿圈压板冲裁) 精冲(齿圈压板冲裁)
1 精冲工艺特点
与普通冲裁模相比，模具结构上多一个齿圈压 板与顶出器，且凸凹模间隙极小，凹模刃口带 有圆角。 冲裁时，在V形齿的内面 在 形齿的内面 产生横向侧压力， 产生横向侧压力，以阻止材 料在剪切区内撕裂和金属的 横向流动， 横向流动
精冲工艺主要有： 光洁冲裁、负间隙冲裁， 光洁冲裁、负间隙冲裁， 带齿圈压板精冲、整修、 带齿圈压板精冲、整修、 对向凹模精冲、往复冲裁等 对向凹模精冲、往复冲裁等。
一、光洁冲裁
光洁冲裁（小间隙小圆角冲裁）。凸、 凹模间隙小于0.01～0.02mm， 落料时，凹模刃口带小圆角、倒角或椭 圆角，凸模仍为普通形式； 冲孔时，凸模刃口带小圆角、倒角或椭 圆角，凹模为普通形式 。
四、整修
整修：将普通冲裁后的毛坯放在整修模中 加工，除去粗糙不平的冲裁剪切面和锥 粗糙不平的冲裁剪切面和锥 获得光滑平整的断面。整修后，零 度 ， 获得光滑平整的断面 件尺寸精度可达IT6~IT7级，表面粗糙度 Ra值可达0.8～0.4µm。 整修方法主要有外缘整修、内孔整修、 外缘整修、内孔整修、 外缘整修 叠料整修和振动整修。 叠料整修和振动整修
整修时应将毛坯的大端放在整修凹模的 刃口上，否则会使粗糙面增大且有毛刺。 刃口上，否则会使粗糙面增大且有毛刺。
2 内孔整修
利用凸模切除余量。 利用凸模切除余量 整修目的是校正孔的坐标位置，降低表面粗糙度 和提高孔的尺寸精度。 整修时要求凸模刃口锋利外，还需有合理的余量。
内孔整修时，凸模应从孔的小端进入 内孔整修时，凸模应从孔的小端进入。 孔在整修后由于材料的弹性变形，使孔 径稍有缩小。

②当Z过大：
拉伸作用强，挤压作用弱，光亮带窄，相对滑动距
离短，冲件弹性恢复与上相反 。凸凹模磨损大为减轻。
③同一间隙Z：凸模端面比凹模端面磨损小。
凸模侧面比凹模侧面磨损大。 为提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用小间隙 应提高模具硬度，模具制造精度高，表面粗糙度低，并改 善润滑条件，以减小磨损。
冲压件尺寸减小，因此，尺寸误差是两者的综合结果。
② 模具制造精度低，工件的尺寸精度无法保证。
冲裁件内外形能达到的经济精度IT11—14，尺寸越大，精度越高，不
同的冲压件尺寸精度所对应的模具制造精度不同。
（3）间隙对弯曲度的影响（图2-11）
Z增大，h增大，为提高制件的平整度，可加压料板或反向压板，要求 太高可以加整形工序。
二、模具间隙
模具间隙——指凸、凹模刃口间的间缝隙，单边用C表
示，双边用Z表示。 间隙是冲裁模设计的关键尺寸。间隙大小对冲裁件质量和 模具使用寿命都有很大影响。
1、间隙对冲裁件质量的影响（断面、尺寸、形状即
弯曲度）
（1）间隙对断面质量的影响（图2-10）
a——Z过小，断面平直，双光亮带，挤长毛刺薄，易去除。 b——Z合理，有一定的斜度，比较平直，光洁，光亮带1/2-1/3。 c——Z过大，斜度大，粗糙，光亮带小，拉长毛刺厚，难去除。
4. 合理间隙的确定
生产中选用一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内， 就可冲出良好产品，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为 最大合理间隙。 新设计模具应采用最小值。
⑴ 理论确定法：
根据两裂纹重合，获得良好断面依据。
单边 c=t(1—ho/t)tgβ ho/t——相对压入深度
β ——裂纹与垂线间夹角