冲裁工艺与模具设计培训课程2.pptx

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1、冲压冲压(chngy)(chngy)工艺与模具设计工艺与模具设计Stamping Technology and Mould Design Stamping Technology and Mould Design 第2章 冲裁工艺(gngy)与模具设计第一页，共62页。2冲裁是使板料沿封闭曲线相互分离的一种冲压工序。冲裁是使板料沿封闭曲线相互分离的一种冲压工序。冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁主要是指落料和冲孔冲裁主要是指落料和冲孔(chn kn)(chn kn)两种工序：两种工序：落料落料冲裁后封闭曲线以内的部分为零件，即落下的部分为冲裁后封闭曲线以内的部分为零件，即落下的部分为 零件。落料模零件

2、。落料模冲孔冲孔(chn kn)(chn kn)冲裁后封闭曲线以外的部分为零件，即落下的部冲裁后封闭曲线以外的部分为零件，即落下的部分为分为 废料。冲孔废料。冲孔(chn kn)(chn kn)模模 冲裁是冲压生产中的主要工序之一，有两种用途：冲裁是冲压生产中的主要工序之一，有两种用途：直接冲制成品零件直接冲制成品零件为弯曲、拉深、翻边、胀形等其它成形工序制备毛坯为弯曲、拉深、翻边、胀形等其它成形工序制备毛坯 第第2 2章章 冲裁工艺冲裁工艺(gngy)(gngy)与模具设计与模具设计第二页，共62页。3 【主要内容】【主要内容】冲裁变形机理冲裁变形机理冲裁件质量及影响因素冲裁件质量及影响因素

3、冲裁模间隙的确定冲裁模间隙的确定冲裁模刃口尺寸冲裁模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的确定的确定冲裁力的计算及降低冲裁力的措施冲裁力的计算及降低冲裁力的措施冲裁件排料冲裁件排料 【重点】【重点】冲裁变形机理冲裁变形机理冲裁件质量及影响因素冲裁件质量及影响因素冲裁模刃口尺寸冲裁模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的确定的确定第第2 2章章 冲裁工艺冲裁工艺(gngy)(gngy)与模具设计与模具设计第三页，共62页。4一、冲裁时材料所受的力和变形区一、冲裁时材料所受的力和变形区1 1受力情况受力情况 无压紧装置无压紧装置(zhungzh)(zhungzh)冲裁时板料的受力图：冲裁时

4、板料的受力图：2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理第四页，共62页。5由图可知，冲裁时板料受到如下力的作用由图可知，冲裁时板料受到如下力的作用(zuyng)(zuyng)：-凸、凹模端面对板料的压力（垂直作用凸、凹模端面对板料的压力（垂直作用(zuyng)(zuyng)力），产生剪力），产生剪切切 作用作用(zuyng)(zuyng)；-由于凸、凹模之间的间隙的存在，由于凸、凹模之间的间隙的存在，不在同一垂直不在同一垂直 线上而产生的弯矩，产生弯曲作用线上而产生的弯矩，产生弯曲作用(zuyng)(zuyng)；-凸、凹模对板料的侧压力，凸、凹模对板料的侧

5、压力，产生横向挤压作用产生横向挤压作用(zuyng)(zuyng)；-凸模端面与侧面的摩擦力；凸模端面与侧面的摩擦力；-凹模端面与侧面的摩擦力。凹模端面与侧面的摩擦力。2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理第五页，共62页。6由于间隙的存在由于间隙的存在(cnzi)(cnzi)，剪切面发生偏转，如图所示：，剪切面发生偏转，如图所示：剪切面上除剪剪切面上除剪切力外，还有切力外，还有拉力作用。拉力作用。2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理由上面分析可知：冲裁时板料受到垂直方向由上面分析可知：冲裁时板料受到垂直方向(fng

6、xing)(fngxing)压力压力(产生剪切力产生剪切力)、横向挤压力、摩擦力、弯矩和拉力的作用，因此其变形是比较复横向挤压力、摩擦力、弯矩和拉力的作用，因此其变形是比较复杂的，变形不是纯剪切过程，还有弯曲、拉伸和挤压等附加变形。杂的，变形不是纯剪切过程，还有弯曲、拉伸和挤压等附加变形。第六页，共62页。7 2 2冲裁时的变形冲裁时的变形(bin xng)(bin xng)区区冲裁冲裁-变形变形(bin xng)(bin xng)过程过程以上、下刃口连线为中心的纺锤形区域是主要变形以上、下刃口连线为中心的纺锤形区域是主要变形(bin xng)(bin xng)区，区，从模具从模具刃口向板料中

7、心变形刃口向板料中心变形(bin xng)(bin xng)区逐步扩大。当凸模挤入板料后，区逐步扩大。当凸模挤入板料后，新形成新形成的纺锤形变形的纺锤形变形(bin xng)(bin xng)区被已经变形区被已经变形(bin xng)(bin xng)而硬化了的区域而硬化了的区域所包围。所包围。2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理第七页，共62页。8二、冲裁变形过程二、冲裁变形过程 从凸模接触板料到板料被一分为二的过程即板料的冲裁变形过程，是从凸模接触板料到板料被一分为二的过程即板料的冲裁变形过程，是在瞬间完成的。这个过程可分为三个阶段在瞬间完成的。这个

8、过程可分为三个阶段(jidun)(jidun)：弹性变形阶段弹性变形阶段(jidun)(jidun)塑性变形阶段塑性变形阶段(jidun)(jidun)断裂分离阶段断裂分离阶段(jidun)(jidun)冲裁冲裁-变形过程变形过程裂纹的起点是在刃口侧面距刃尖很近的板料处，裂纹先从凹模裂纹的起点是在刃口侧面距刃尖很近的板料处，裂纹先从凹模一侧开始，然后才在凸模刃口侧面产生。一侧开始，然后才在凸模刃口侧面产生。2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理第八页，共62页。9三、冲裁时的应力三、冲裁时的应力(yngl)(yngl)状态状态 分析分析A A、B B、D

9、D、E E四个特征点：四个特征点：2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理A A点：点：板料内层弯曲与凸模侧压力引起板料内层弯曲与凸模侧压力引起 径向径向(jn xin)(jn xin)压应力；压应力；板料内层切向弯曲引起的压应力板料内层切向弯曲引起的压应力 与侧压力在切向引起的拉应力所与侧压力在切向引起的拉应力所 合成的压应力；合成的压应力；凸模下压引起的轴向拉应力。凸模下压引起的轴向拉应力。A A点处于三向应力状态，平均点处于三向应力状态，平均 应力为拉应力。应力为拉应力。第九页，共62页。102.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin

10、xng)机理机理B B点：点：板料内层弯曲板料内层弯曲(wnq)(wnq)引起的径引起的径向压向压 应力；应力；板料内层切向弯曲板料内层切向弯曲(wnq)(wnq)引起引起的压的压 应力；应力；凸模下压引起的轴向压应力。凸模下压引起的轴向压应力。B B点处于三向压应力状态，点处于三向压应力状态，平均应力为压应力。平均应力为压应力。第十页，共62页。112.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理D D点：点：板料外层弯曲引起的径向拉板料外层弯曲引起的径向拉 应力；（较小）应力；（较小）板料外层切向弯曲引起的拉板料外层切向弯曲引起的拉 应力；（较小）应力；（较小）

11、凹模端面凹模端面(dunmin)(dunmin)挤压板料引起挤压板料引起的轴的轴 向压应力。向压应力。（较大）（较大）D D点处于三向应力状态，平点处于三向应力状态，平 均应力为压应力。均应力为压应力。第十一页，共62页。122.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理E E点：点：板板料料外外层层弯弯曲曲(wnq)(wnq)在在径径向向引引起起的的拉拉应应力与凹模侧压力在径向引起的压应力力与凹模侧压力在径向引起的压应力的的合合成成，可可能能是是拉拉应应力力或或压压应应力力，取取决决于于间隙大小；（趋向于拉）间隙大小；（趋向于拉）板板料料外外层层弯弯曲曲(wnq

12、)(wnq)在在切切向向引引起起的的拉拉应应力与凹模侧压力在切向引起的压应力力与凹模侧压力在切向引起的压应力的的合合成成，可可能能是是拉拉应应力力或或压压应应力力，取取决决于于间隙大小；间隙大小；（趋向于拉）（趋向于拉）凸模下压引起的轴向拉应力（凹凸模下压引起的轴向拉应力（凹模侧面的摩擦力）。模侧面的摩擦力）。E E点为三向应力，平均应力为拉点为三向应力，平均应力为拉 应力。应力。第十二页，共62页。132.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理由上述分析可知：剪切区不同部位的应力状态是不同的，这也就决定由上述分析可知：剪切区不同部位的应力状态是不同的，这也就

13、决定了剪切区不同部位不是同时满足塑性条件了剪切区不同部位不是同时满足塑性条件(tiojin)(tiojin)，也不是同时达，也不是同时达到材料的破坏应力而产生裂纹的。在这四个部位中，到材料的破坏应力而产生裂纹的。在这四个部位中，A A、E E两点的平均两点的平均应力为拉应力，因此裂纹应在这两点处产生。另外，由于板料弯曲使应力为拉应力，因此裂纹应在这两点处产生。另外，由于板料弯曲使A A点的材料在切向、径向受到两向压缩，而使点的材料在切向、径向受到两向压缩，而使E E点的材料在切向、径向点的材料在切向、径向受到两向拉伸，从而使受到两向拉伸，从而使E E点的平均拉应力大于点的平均拉应力大于A A点

14、的平均拉应力，故裂点的平均拉应力，故裂纹首先在凹模刃口侧面纹首先在凹模刃口侧面(E(E处处)产生。产生。第十三页，共62页。14四、冲裁断面特征四、冲裁断面特征(tzhng)(tzhng)冲裁断面具有明显的区域性特征冲裁断面具有明显的区域性特征(tzhng)(tzhng)，可分为圆角带、光亮，可分为圆角带、光亮带、断带、断 裂带和毛刺四个特征裂带和毛刺四个特征(tzhng)(tzhng)区：区：2.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理第十四页，共62页。152.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xng)机理机理圆角带圆角带刃口附近的材料

15、被牵连拉入产生弯曲和伸长变形的刃口附近的材料被牵连拉入产生弯曲和伸长变形的 结果。结果。光亮带光亮带模具挤压、切入材料使其产生塑性变形而形成的，模具挤压、切入材料使其产生塑性变形而形成的，是整个断面上质量最好的部分。是整个断面上质量最好的部分。断裂带断裂带刃口处的微裂纹刃口处的微裂纹(li wn)(li wn)在拉应力作用下不断扩展在拉应力作用下不断扩展断裂而形断裂而形 成的，其表面粗糙且带有锥度。成的，其表面粗糙且带有锥度。毛毛 刺刺断裂带周边上形成的不规则的撕裂毛边。断裂带周边上形成的不规则的撕裂毛边。第十五页，共62页。162.1 2.1 冲裁变形冲裁变形(bin xng)(bin xn

16、g)机理机理各部分所占比例随材料的机械性能、料厚、刃口锋利程度、模各部分所占比例随材料的机械性能、料厚、刃口锋利程度、模具结构及凸、凹模间隙等方面的不同而变化。塑性差的材料，断具结构及凸、凹模间隙等方面的不同而变化。塑性差的材料，断裂倾向严重，断裂带增宽，光亮带、圆角带所占比例较小，毛刺裂倾向严重，断裂带增宽，光亮带、圆角带所占比例较小，毛刺也小。塑性好的材料则相反。也小。塑性好的材料则相反。要提高冲裁件断面质量，可通过增加光亮带的高度或采用整形要提高冲裁件断面质量，可通过增加光亮带的高度或采用整形(zhng xng)(zhng xng)工序来实现。增加光亮带高度的关键是通过延长塑工序来实现。

17、增加光亮带高度的关键是通过延长塑性变形阶段推迟裂纹的产生来实现。性变形阶段推迟裂纹的产生来实现。第十六页，共62页。17 冲裁件质量指标包括：断面质量、尺寸精度及形状误差。冲裁件质量指标包括：断面质量、尺寸精度及形状误差。冲裁断面应平直，光亮带应占较大的比例，尺寸及制件外形冲裁断面应平直，光亮带应占较大的比例，尺寸及制件外形 应满足图纸要求，表面尽可能平整。应满足图纸要求，表面尽可能平整。一、影响断面质量的因素一、影响断面质量的因素 影响因素很多，主要因素有：影响因素很多，主要因素有：间隙大小间隙大小(dxio)及分布均匀性及分布均匀性材料性质材料性质模具刃口锋利程度模具刃口锋利程度模具制造精

18、度模具制造精度2.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素 第十七页，共62页。182.2 2.2 影响冲裁件质量影响冲裁件质量(zhling)(zhling)的因素的因素 1.1.材料性能的影响材料性能的影响 塑性好的材料，冲裁时裂纹出现得较迟，光亮带所占比例大，塑性好的材料，冲裁时裂纹出现得较迟，光亮带所占比例大，圆角、毛刺和穹弯也较大，而断裂带则窄一些。对塑性差的材圆角、毛刺和穹弯也较大，而断裂带则窄一些。对塑性差的材 料则相反。料则相反。2 2模具间隙的影响模具间隙的影响 间隙是影响断面质量的主要因素。间隙是影响断面质量的主要因素。间隙对

19、断面质量的影响分析：间隙对断面质量的影响分析：冲裁冲裁-断面质量断面质量 断面质量与裂纹的走向断面质量与裂纹的走向(zuxing)(zuxing)有关。只有当凸、凹模间隙适有关。只有当凸、凹模间隙适当时，当时，上、下两条裂纹才重合，此时零件断面斜度很小，比较平直、上、下两条裂纹才重合，此时零件断面斜度很小，比较平直、光滑，毛刺小，且无裂纹分层。光滑，毛刺小，且无裂纹分层。第十八页，共62页。192.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素v当间隙过小时，凸模刃口附近的裂纹位置比正常间隙时向外错开一段当间隙过小时，凸模刃口附近的裂纹位置比正常间隙时

20、向外错开一段距离，上、下裂纹产生后，各自进入凸、凹模端面的压应力区而停止距离，上、下裂纹产生后，各自进入凸、凹模端面的压应力区而停止发展，并且上、下裂纹之间的材料随凸模继续下压将产生第二次剪切，发展，并且上、下裂纹之间的材料随凸模继续下压将产生第二次剪切，出现第二光亮带出现第二光亮带双光亮带。在两个光亮带之间形成断裂带。双光亮带。在两个光亮带之间形成断裂带。v当间隙过大时，凸模刃口处的裂纹位置较正常间隙向里错开一段距离，当间隙过大时，凸模刃口处的裂纹位置较正常间隙向里错开一段距离，上、下裂纹也不重合，且随凸模的下压，裂纹之间的材料产生第二次上、下裂纹也不重合，且随凸模的下压，裂纹之间的材料产生

21、第二次拉裂，断面拉裂，断面(dun min)(dun min)上便出现了两个锥度上便出现了两个锥度双锥度。双锥度。v 第十九页，共62页。202.2 2.2 影响冲裁件质量影响冲裁件质量(zhling)(zhling)的因素的因素v另外，若模具间隙不均匀，在间隙不合理处将出现较大毛刺，断面质另外，若模具间隙不均匀，在间隙不合理处将出现较大毛刺，断面质量差。因此设计量差。因此设计(shj)(shj)、制造与安装模具时必须保证间隙分布均匀。、制造与安装模具时必须保证间隙分布均匀。v 3 3模具刃口锋利情况的影响模具刃口锋利情况的影响v 当模具刃口磨损成圆角而变钝时，刃口与材料接触的面积增加，应当模

22、具刃口磨损成圆角而变钝时，刃口与材料接触的面积增加，应力集中效应减轻，挤压作用增大，从而延缓了裂纹的产生，因此制件力集中效应减轻，挤压作用增大，从而延缓了裂纹的产生，因此制件圆角大，光亮带宽，但毛刺高度也加大。圆角大，光亮带宽，但毛刺高度也加大。第二十页，共62页。212.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素二、影响尺寸精度的因素二、影响尺寸精度的因素主要因素：模具制造精度与磨损、冲裁间隙及材料性能等。主要因素：模具制造精度与磨损、冲裁间隙及材料性能等。1.1.模具制造精度与磨损模具制造精度与磨损由于落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔由于落料

23、件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔(chn kn)(chn kn)件尺寸取决于件尺寸取决于凸模凸模刃口尺寸，因此模具的尺寸要求必须根据零件的尺寸精度要求刃口尺寸，因此模具的尺寸要求必须根据零件的尺寸精度要求来定，否则得不到所要求的零件。来定，否则得不到所要求的零件。第二十一页，共62页。222.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素一般一般(ybn)(ybn)模具的制造精度要比零件精度高模具的制造精度要比零件精度高2 24 4级，设计时可参级，设计时可参考考下表：下表：第二十二页，共62页。232.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxi

24、ng)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素2 2间隙的影响间隙的影响间隙对冲裁件尺寸的影响规律与间隙大小变化时变形区应力状间隙对冲裁件尺寸的影响规律与间隙大小变化时变形区应力状态产生不同变化有关：变形区应力状态不同，弹性回复的大小态产生不同变化有关：变形区应力状态不同，弹性回复的大小和方向也就不同。和方向也就不同。间隙对零件尺寸精度影响的一般间隙对零件尺寸精度影响的一般(ybn)(ybn)规律及原因分析：规律及原因分析：冲裁冲裁-尺寸精度尺寸精度第二十三页，共62页。242.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素当当 时，冲孔件尺寸时，冲孔件尺寸(

25、ch cun)(ch cun)凸模尺寸凸模尺寸(ch cun)(ch cun)、落料件尺寸、落料件尺寸(ch cun)(ch cun)凹模尺凹模尺 寸。这是因为间隙较大时，变形区材料的径向拉应力较大，寸。这是因为间隙较大时，变形区材料的径向拉应力较大，冲裁时伸长弹变大，冲裁后必然回缩。冲裁时伸长弹变大，冲裁后必然回缩。当当 时，冲孔件尺寸时，冲孔件尺寸(ch cun)(ch cun)(ch cun)凹模尺凹模尺 寸。这是因为间隙较小时，变形区材料的径向压应力较大，寸。这是因为间隙较小时，变形区材料的径向压应力较大，冲裁时压缩弹变大，冲裁后必然伸展。冲裁时压缩弹变大，冲裁后必然伸展。第二十四页，

26、共62页。252.2 2.2 影响影响(yngxing)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素 3.3.材料材料(cilio)(cilio)性质、轧制方向及料厚的影响性质、轧制方向及料厚的影响 影响到冲裁时弹性变形量的大小。影响到冲裁时弹性变形量的大小。塑性越好，弹性变形量越小，冲裁后误差越小。塑性越好，弹性变形量越小，冲裁后误差越小。平行于轧制方向的误差小于垂直于轧制方向的误差。平行于轧制方向的误差小于垂直于轧制方向的误差。零件的厚度越大，弹性变形量越小，冲裁后误差越小。零件的厚度越大，弹性变形量越小，冲裁后误差越小。第二十五页，共62页。262.2 2.2 影响影响(yngxi

27、ng)(yngxing)冲裁件质量的因素冲裁件质量的因素三、影响形状精度的因素三、影响形状精度的因素 冲裁件的形状误差主要是指工件的平面度和圆形工件的圆度。冲裁件的形状误差主要是指工件的平面度和圆形工件的圆度。影响圆形轮廓工件圆度的原因主要是凸凹模间隙不均匀、模影响圆形轮廓工件圆度的原因主要是凸凹模间隙不均匀、模 具刃口形状误差及板料的各向异性等。具刃口形状误差及板料的各向异性等。影响工件平面度的原因主要是冲裁过程中板料的残余弯曲影响工件平面度的原因主要是冲裁过程中板料的残余弯曲(wnq)(wnq)变形变形（穹弯），而残余弯曲（穹弯），而残余弯曲(wnq)(wnq)变形的大小与材料性质及模具间

28、隙变形的大小与材料性质及模具间隙 有很大关系，有很大关系，大、大、大、大、小小残余弯曲残余弯曲(wnq)(wnq)变形大。变形大。采用压料装置及对凸模下方的板料加反向压力，可以有效减小穹弯。采用压料装置及对凸模下方的板料加反向压力，可以有效减小穹弯。第二十六页，共62页。272.3 2.3 冲裁模间隙冲裁模间隙(jin x)(jin x)的确定的确定冲裁模间隙是制定冲裁工艺及设计模具时要确定的一个非常重冲裁模间隙是制定冲裁工艺及设计模具时要确定的一个非常重要的参数。确定方法要的参数。确定方法理论确定法和经验确定法。理论确定法和经验确定法。1 1理论确定法（计算法）理论确定法（计算法）依据依据保

29、证上、下裂纹保证上、下裂纹重合，连成一条线，以获重合，连成一条线，以获得良好的冲裁断面。得良好的冲裁断面。图示为冲裁过程中产生微图示为冲裁过程中产生微裂纹的瞬时裂纹的瞬时(shn sh)(shn sh)状态状态:由几何关系可得：由几何关系可得：第二十七页，共62页。282.3 2.3 冲裁模间隙冲裁模间隙(jin x)(jin x)的确定的确定由此可知：合理间隙大小与材料厚度、相对压入深度以及裂纹方向由此可知：合理间隙大小与材料厚度、相对压入深度以及裂纹方向角有关。而相对压入深度以及裂纹方向角又与材料性质有关，因此，角有关。而相对压入深度以及裂纹方向角又与材料性质有关，因此，影响间隙值的主要因

30、素是材料的性质和板料厚度。影响间隙值的主要因素是材料的性质和板料厚度。2 2经验确定法经验确定法分类按使用要求及材料性质、板料厚度确定一个适当的范围分类按使用要求及材料性质、板料厚度确定一个适当的范围作为合理间隙值。只要凸、凹模之间的间隙在此范围内，就能冲裁作为合理间隙值。只要凸、凹模之间的间隙在此范围内，就能冲裁出合格的冲压件。出合格的冲压件。设计和制造设计和制造(zhzo)(zhzo)冲裁模时，应考虑到模具在使用中因磨损而使冲裁模时，应考虑到模具在使用中因磨损而使间隙增间隙增大，故应按最小合理间隙值作为模具的初始间隙。大，故应按最小合理间隙值作为模具的初始间隙。第二十八页，共62页。292

31、.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算 冲裁模设计中的一项重要工作冲裁模设计中的一项重要工作 一、计算原则一、计算原则 1 1保证冲出合格的零件（保证冲出合格的零件（考虑冲裁变形规律）考虑冲裁变形规律）冲孔时应以凸模为基准件，落料时应以凹模为基准件。冲孔时应以凸模为基准件，落料时应以凹模为基准件。冲孔模间隙取在凹模上，落料模间隙取在凸模上。冲孔模间隙取在凹模上，落料模间隙取在凸模上。2 2保证模具保证模具(mj)(mj)有一定使用寿命（有一定使用寿命（考虑磨损规律）考虑磨损规律）新模具新模具(mj)(mj)的间隙应是最小的合理间隙，磨损到最大

32、合理间隙。的间隙应是最小的合理间隙，磨损到最大合理间隙。对落料模，凹模刃口尺寸应等于或接近零件的最小极限尺寸；对落料模，凹模刃口尺寸应等于或接近零件的最小极限尺寸；对冲孔模，凸模刃口尺寸应等于或接近孔的最大极限尺寸。对冲孔模，凸模刃口尺寸应等于或接近孔的最大极限尺寸。第二十九页，共62页。302.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算3.3.合理确定模具的尺寸精度（合理确定模具的尺寸精度（考虑冲模制造考虑冲模制造(zhzo)(zhzo)成本）成本）模具刃口尺寸公差的确定可参照表模具刃口尺寸公差的确定可参照表2-102-10。一般情况下可取为。一般情

33、况下可取为 工件相应公差的工件相应公差的1/31/31/41/4。若工件为未注公差，对于非圆形件冲模按若工件为未注公差，对于非圆形件冲模按 制造制造(zhzo)(zhzo)；对；对于圆于圆 形件形件,因模具刃口制造因模具刃口制造(zhzo)(zhzo)容易容易,可按可按 确定。确定。第三十页，共62页。312.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算二、计算方法二、计算方法制造冲模的关键是控制凸、凹模刃口尺寸及其合理间隙。按加制造冲模的关键是控制凸、凹模刃口尺寸及其合理间隙。按加工方法不同分为两种工方法不同分为两种:1 1凸模与凹模分别加工凸模与凹模

34、分别加工适用于圆形或简单适用于圆形或简单(jindn)(jindn)规则形状的冲裁件，其计算公式如规则形状的冲裁件，其计算公式如下：下：冲孔时：冲孔时：凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 （基准件）（基准件）凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 （偏差按入体原则布置）（偏差按入体原则布置）第三十一页，共62页。322.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算v落料时：落料时：v凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 （基准件）（基准件）v凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸v 磨损量磨损量 -工件尺寸公差工件尺寸公差v磨损系数磨损系数 值在值在 之间，与零件制造精度有关。之间，与零件制造精度有关。

35、v注意：注意：v采用分别加工采用分别加工(ji gng)(ji gng)法时，需分别标注凸、凹模刃口尺寸及公差。法时，需分别标注凸、凹模刃口尺寸及公差。为为v保证合理间隙，凸、凹模刃口尺寸公差必须满足下列条件：保证合理间隙，凸、凹模刃口尺寸公差必须满足下列条件：v或取或取v 第三十二页，共62页。332.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算若需一次冲制有孔心距要求的多个孔，由于孔心距的尺寸精度若需一次冲制有孔心距要求的多个孔，由于孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保证，而磨损并不影响由凹模孔心距保证，而磨损并不影响(yngxing)(yngxing)孔

36、心距的变化，孔心距的变化，故凹模孔故凹模孔心距的基本尺寸直接取为工件孔心距尺寸的平均值，公差取为心距的基本尺寸直接取为工件孔心距尺寸的平均值，公差取为工件孔距公差值的工件孔距公差值的1/41/4，按对称偏差布置：，按对称偏差布置：工件工件(gngjin)(gngjin)孔心距的标注孔心距的标注 凹模孔心距的凹模孔心距的标注标注第三十三页，共62页。342.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算2 2凸模与凹模配合加工凸模与凹模配合加工配制配制配合加工配合加工先按设计尺寸制造基准件，然后再根据基准件的先按设计尺寸制造基准件，然后再根据基准件的实际

37、尺寸按要求的间隙值配制另一件。实际尺寸按要求的间隙值配制另一件。模具间隙由配制保模具间隙由配制保证，模具公差不受间隙的限制，因而证，模具公差不受间隙的限制，因而(yn r)(yn r)模具的制造容易。模具的制造容易。（1 1）基准件尺寸的确定）基准件尺寸的确定对于形状复杂的冲裁件，磨损后刃口尺寸变化情况不一致，有对于形状复杂的冲裁件，磨损后刃口尺寸变化情况不一致，有变大、变小及不变三种情况，应注意区分，区别对待。变大、变小及不变三种情况，应注意区分，区别对待。第三十四页，共62页。352.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算冲孔模冲孔模 基准

38、件基准件为为凸模凸模 图图a)为为冲孔尺寸，冲孔尺寸，对应对应(duyng)的凸模刃口尺寸如的凸模刃口尺寸如b)图图所示：所示：第三十五页，共62页。362.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算凸模磨损后凸模磨损后(虚线位置虚线位置)其刃口尺寸的变化情况分三类：其刃口尺寸的变化情况分三类：A A类尺寸（类尺寸（）所对应所对应(duyng)(duyng)的刃口尺寸在凸模磨损后变小，冲孔基准件的刃口尺寸在凸模磨损后变小，冲孔基准件凸模尺寸应按下式计算：凸模尺寸应按下式计算：B B类尺寸（类尺寸（）所对应所对应(duyng)(duyng)的刃口尺寸在凸

39、模磨损后变大，即相当于落的刃口尺寸在凸模磨损后变大，即相当于落料的凹模，故应按下式计算：料的凹模，故应按下式计算：第三十六页，共62页。372.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算vC C类尺寸（类尺寸（）v 所对应的刃口尺寸在凸模磨损后不变，故不需要所对应的刃口尺寸在凸模磨损后不变，故不需要(xyo)(xyo)考虑磨损，考虑磨损，凸模尺寸按下式计算：凸模尺寸按下式计算：第三十七页，共62页。382.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算落料模落料模 基准基准(jzhn)件件为为凹模凹模 图图c)

40、为为落料尺寸，落料尺寸，对应对应的凹模刃口尺寸如的凹模刃口尺寸如图图d)所示：所示：第三十八页，共62页。392.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算凹模磨损后凹模磨损后(虚线位置虚线位置)其刃口尺寸的变化情况也分三类：其刃口尺寸的变化情况也分三类：A A类尺寸（类尺寸（）所对应的刃口尺寸在凹模磨损后变大，与前述凸、凹模分别所对应的刃口尺寸在凹模磨损后变大，与前述凸、凹模分别 加工时凹模的情况相同：加工时凹模的情况相同：B B类尺寸（类尺寸（）所对应的刃口尺寸在凹模磨损后变小，即相当于冲孔所对应的刃口尺寸在凹模磨损后变小，即相当于冲孔(chn

41、(chn kn)kn)的凸的凸 模，故其刃口尺寸应按下式计算：模，故其刃口尺寸应按下式计算：第三十九页，共62页。402.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算vC C类尺寸（类尺寸（）v 所对应所对应(duyng)(duyng)的刃口尺寸在凹模磨损后不变，故不需要考虑磨损，的刃口尺寸在凹模磨损后不变，故不需要考虑磨损，凹模尺寸按下式计算：凹模尺寸按下式计算：第四十页，共62页。412.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算（2 2）非基准件尺寸）非基准件尺寸(ch cun)(ch cun)的确定的确定

42、 按上面计算的尺寸按上面计算的尺寸(ch cun)(ch cun)和公差制造出基准件后，再按基准件的和公差制造出基准件后，再按基准件的实际尺寸实际尺寸(ch cun)(ch cun)并保证最小合理间隙配做非基准件。并保证最小合理间隙配做非基准件。在非基准件上只标注公称尺寸在非基准件上只标注公称尺寸(ch cun)(ch cun)，不注公差，同时要在技术，不注公差，同时要在技术要求中注明要求中注明“凹模凹模(凸模凸模)刃口尺寸刃口尺寸(ch cun)(ch cun)按凸模按凸模(凹模凹模)实际刃实际刃口尺寸口尺寸(ch cun)(ch cun)配做，保证最小双向间隙值为配做，保证最小双向间隙值为

43、 ”。第四十一页，共62页。422.4 2.4 凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸(ch cun)(ch cun)的计算的计算例：例：落料件的结构落料件的结构(jigu)(jigu)及各部位尺寸：及各部位尺寸：第四十二页，共62页。432.4 2.4 凸、凹模刃口凸、凹模刃口(rn ku)(rn ku)尺寸的计算尺寸的计算a)a)落料凹模尺寸落料凹模尺寸(ch cun)b)(ch cun)b)落料凸模尺寸落料凸模尺寸(ch cun)(ch cun)凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配做，保证凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配做，保证(bozhng)(bozhng)最小双向间隙值为最小双向间隙值为 。第

44、四十三页，共62页。442.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施一、冲裁力的计算一、冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程冲裁力是冲裁过程(guchng)(guchng)中凸模对材料的压力，它是随凸模中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而行程而变化的。通常所说的冲裁力是指其最大值，它是选用压力机、变化的。通常所说的冲裁力是指其最大值，它是选用压力机、进行模具设计及强度校核的重要依据。进行模具设计及强度校核的重要依据。平刃冲裁模的冲裁力可按下式计算：平刃冲裁模的冲裁力可按下式计算：为简便，也可用材料的强度极限为简便，也可用材料的强度极限 按下式

45、估算冲裁力：按下式估算冲裁力：第四十四页，共62页。452.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施二、推（顶）件力及卸料力的计算二、推（顶）件力及卸料力的计算卸料力卸料力将箍在凸模上的部分卸下将箍在凸模上的部分卸下推件力推件力将卡在凹模内的部分顺冲裁方向推出将卡在凹模内的部分顺冲裁方向推出顶件力顶件力将卡在凹模内的部分逆冲裁方向顶出将卡在凹模内的部分逆冲裁方向顶出 来源来源压力机的卸料机构、推出机构和顶出机构。压力机的卸料机构、推出机构和顶出机构。确定确定(qudng)(qudng)方法方法用下列经验公式计算：用下列经验公式计算：卸

46、料力卸料力 推件力推件力 顶件力顶件力 第四十五页，共62页。462.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施v采用弹性采用弹性(tnxng)(tnxng)卸料装置和下出料方式时卸料装置和下出料方式时:落料落料-冲孔复合模演冲孔复合模演示示v采用刚性卸料装置和上出料方式时采用刚性卸料装置和上出料方式时:正装式复合模演示正装式复合模演示v采用弹性采用弹性(tnxng)(tnxng)卸料装置和上出料方式时卸料装置和上出料方式时:v采用刚性卸料装置和下出料方式时采用刚性卸料装置和下出料方式时:第四十六页，共62页。472.5 2.5 冲裁力

47、的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施三、降低冲裁力的措施三、降低冲裁力的措施目的：实现用较小吨位的压力机冲裁，或使冲裁过程平稳。目的：实现用较小吨位的压力机冲裁，或使冲裁过程平稳。常用措施：常用措施：1 1阶梯冲裁阶梯冲裁多凸模冲裁时，将凸模做成多凸模冲裁时，将凸模做成不同长度不同长度(chngd)(chngd)，使其工作端面呈，使其工作端面呈阶梯布置（如图）。阶梯布置（如图）。第四十七页，共62页。482.5 2.5 冲裁力的计算冲裁力的计算(j sun)(j sun)及降低冲裁力的措施及降低冲裁力的措施优点：优点：可使各凸模冲裁力的最大峰值不在

48、同一时刻出现，从而降低总冲裁力。可使各凸模冲裁力的最大峰值不在同一时刻出现，从而降低总冲裁力。当凸模直径相差较大、相距又很近时，可避免小直径凸模由于承受当凸模直径相差较大、相距又很近时，可避免小直径凸模由于承受(chngshu)(chngshu)材料横向流动引起的侧压力而产生折断或倾斜现象。材料横向流动引起的侧压力而产生折断或倾斜现象。第四十八页，共62页。492.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施设计要点：设计要点：直径相差较大、相距又很近时，应将小直径凸模做得短一些。直径相差较大、相距又很近时，应将小直径凸模做得短一些。凸模

49、间的高度差凸模间的高度差H H应大于冲裁断面的光亮带高度（应大于冲裁断面的光亮带高度（塑性变形终塑性变形终了时冲裁力最大），一般按板料厚度选取：了时冲裁力最大），一般按板料厚度选取：布置各层凸模时位置应对称，使冲裁合力布置各层凸模时位置应对称，使冲裁合力(hl)(hl)位于模具中心，位于模具中心，以免以免 工作时模具偏斜。工作时模具偏斜。阶梯凸模的冲裁力一般只按产生最大冲裁力的那一层凸模进行计阶梯凸模的冲裁力一般只按产生最大冲裁力的那一层凸模进行计算。算。第四十九页，共62页。502.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施2 2斜刃

50、冲裁斜刃冲裁 将凸模将凸模(或凹模或凹模)的平面刃口做成倾斜一个角度的斜刃，则冲裁的平面刃口做成倾斜一个角度的斜刃，则冲裁时刃口就不是全部同时切入时刃口就不是全部同时切入(qi r)(qi r)板料，而是将板料沿其周边逐步板料，而是将板料沿其周边逐步切切离离冲裁力显著降低，而且冲裁平稳。冲裁力显著降低，而且冲裁平稳。第五十页，共62页。512.5 2.5 冲裁力的计算及降低冲裁力的计算及降低(jingd)(jingd)冲裁力的措施冲裁力的措施 设计要点：设计要点：斜刃应对称布置，以免冲裁时模具承受单向侧压力发生偏移。斜刃应对称布置，以免冲裁时模具承受单向侧压力发生偏移。为使冲裁件平整，对落料模