冲压工艺与模具设计冲裁.pptx

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1、第一节 冲裁变形机理分类分类:冲裁模冲裁模：冲裁冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲压工序。基本工序：落料和冲孔。既可加工基本工序：落料和冲孔。既可加工零件零件，也可加工冲，也可加工冲压压工序件工序件。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。凸、凹模刃口锋利，间隙小。普通冲裁、精密冲裁普通冲裁、精密冲裁第1页/共62页垫圈的落料与冲孔 a)落料 b)冲孔 第一节 冲裁变形机理第2页/共62页第一节 冲裁变形机理冲孔-边沿

2、的小孔冲孔过程变形动画第3页/共62页第一节 冲裁变形机理第4页/共62页第一节 冲裁变形机理1下模座；2、15销钉；3凹模；4套；5 导柱；6 导套；7 上模座；8卸料板 9橡胶；10 凸 模 固定板；11垫板；12卸料螺钉；13 凸 模；14 模柄；16、17螺钉 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图第5页/共62页第一节 冲裁变形机理冲裁时作用于材料上的力：冲裁时作用于材料上的力：1.Fp1和和Fp2是是凹凹模模与与凸凸模模对材料的垂直作用力；对材料的垂直作用力；2.F1和和F2是是凹凹凸凸模模对对材材料的侧压力；料的侧压力；3.是是凸凸凹凹模模端端面对材料的摩擦力；面对材料的摩擦力；

3、4.是是凸凸凹凹模模侧侧面面对对材材料料的的摩摩擦擦力；力；特点特点：力：力Fp1和和Fp2不在一条直线上，形成弯矩，使材料在冲不在一条直线上，形成弯矩，使材料在冲裁时产生弯曲。裁时产生弯曲。第6页/共62页第一节 冲裁变形机理冲裁时板料的变形过程 1.弹性变形阶段：板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形。2.塑性变形阶段：板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑性剪切变形。3.断裂分离阶段：已成形的裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展。凹模处首先产生裂纹第7页/共62页第一节 冲裁变形机理冲裁时，剪切区应力状态如图所示，其中：A点凸模下压引起轴向拉应力 3，在径向，板料内层弯曲与凸模

4、侧压力引起径向压应力1；在切向，板料内层弯曲引起的压应力与侧压力在该方向引起的拉应力的合成应力，即切向压应力2。B点凸模下压及板料内层径向、切向弯曲引起三向压缩应力。冲裁时的应力状态冲裁应力状态图第8页/共62页C点径向板料被拉深，1为拉应力，板料沿剪切面相对错移，引起压应力 3D点凹模端面挤压板料，产生轴向压应力3，板料外层径向、切向弯曲，引起径向拉应力1和切向拉应力2。第一节 冲裁变形机理第9页/共62页E点凸模下压，引起轴向拉应力3。外层板料弯曲，径向、切向均引起拉应力，凹模侧压力在径向、切向均引起压应力，拉、压应力合成就产生应力1 与2，该合成应力可能是拉应力，也可能是压应力，这与间隙

5、大小有关。从各点的应力状态可以断定，凸模与凹模端面（B、D点处）的静压应力比侧面（A、E处）的高，且凸模刀口附近的静压应力又比凹模刃口附近的高。裂纹首先从凹模刃口侧面（E处）产生的原因是该处主要受拉应力的作用。第一节 冲裁变形机理第10页/共62页冲裁时的F一h曲线 冲裁变形过程中冲裁力与凸模行程关系曲线见图。图中OA段相当于弹性变形阶段。AB段为塑性变形阶段。切刃一旦挤入板料，力的上升就缓慢下来。这是由于承受力的板料面积虽然减少了，但是材料冷作硬化的影响超过了受剪面积减小的影响，冲载力仍然继续上升。当硬化与受剪面积两者影响达到相等时，冲裁力便达到最大值。BC为裂纹扩展直至极料断裂阶段。CD则

6、是凸模的推料过程。冲裁力曲线 第一节 冲裁变形机理第11页/共62页断面特征：断面特征：圆角带圆角带a a：刃刃口口附附近近的的材材料料产产生生弯弯曲曲和和伸伸长长变变形形。(也也称称塌塌角角带带)光亮带光亮带b：塑性剪切变形。质量最好的区域。塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带断裂带c：裂纹形成及扩展。裂纹形成及扩展。毛刺区毛刺区d：间间隙隙存存在在，裂裂纹纹产产生生不不在在刃刃尖尖，毛毛刺刺不不可可避避免免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。冲裁断面分析 冲裁断面由圆角带、光亮带、断裂带和毛刺4部分组成。第一节 冲裁变形机理落料件落料件

7、冲孔件冲孔件第12页/共62页 无论是孔还是落下的料，其断面断面尺寸都有大小两部分。小部分的尺寸等于凸模尺寸，而大的部分尺寸等于凹模尺寸。冲裁件的尺寸应用 对对于于孔孔来来说说，小小的的尺尺寸寸部部分分是是有有用用的的，这部分最光滑，孔与其他零件配合是靠这部分尺寸，其大小与凸模尺寸一样,其尺寸能用量具测量得到。对对于于落落料料件件来来说说，大大的的尺尺寸寸部部分分是是有有用的。用的。总而言之，我们要用的是总而言之，我们要用的是光亮带光亮带的尺寸。的尺寸。得出得出：冲孔尺寸冲孔尺寸=凸模尺寸。落料尺寸凸模尺寸。落料尺寸=凹模尺寸凹模尺寸。剪切面周围材料性能的变化冲裁后，剪切面周围变形区域的材料产

8、生加工硬化，随着加工硬化的加剧，材料的强度、硬度上升，而塑性和韧性下降。第一节 冲裁变形机理第13页/共62页影响冲裁件质量的因素冲裁件质量冲裁件质量：垂直、垂直、光洁、光洁、毛刺小毛刺小 图纸规定图纸规定的公差范的公差范围内围内 外形满足图纸外形满足图纸要求；表面平要求；表面平直，即拱弯小直，即拱弯小指断面状况断面状况、尺寸精度尺寸精度和形状误差形状误差。第一节 冲裁变形机理第14页/共62页2)材料性能的影响材料性能的影响一、影响断面质量的因素a、b、d大，c小1）模具和设备的情况模具和设备的情况 第一节 冲裁变形机理第15页/共62页间隙对剪切裂纹与断面质量的影响）间隙过小 ）间隙合理

9、）间隙过大 第一节 冲裁变形机理3)模模具具间间隙隙的的影影响响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度第16页/共62页凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况a)凹模磨钝凹模磨钝 b)凸模磨钝凸模磨钝 c)凸、凹模均磨钝凸、凹模均磨钝 第一节 冲裁变形机理4)模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。第17页/共62页二、影响冲裁件尺寸精度的因素影响因素影响因素：（1）冲模的制造精度（零件加工和

10、装配）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2）材料的性质（）材料的性质（3）冲裁间隙冲裁间隙（4）零件形状尺寸）零件形状尺寸第一节 冲裁变形机理冲裁件的冲裁件的尺寸尺寸精度精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。主要因素第18页/共62页三、冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件的冲裁件的形状形状误差误差：翘曲翘曲：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。指翘曲、扭曲、变形等缺陷。冲冲裁裁件件呈呈曲曲面面不不平平现现象象。是是由由于于凹凹凸凸模模之之间间间间隙隙过过大大、弯弯矩矩增增大大、变变形形拉拉伸伸和和弯弯曲曲成成分分增增多多而而造造成成的的，另另外外材材料的各向

11、异性和卷料未矫正也会产生翘曲。料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。扭曲扭曲：冲冲裁裁件件呈呈扭扭歪歪现现象象。它它是是由由于于材材料料的的不不平平、间间隙隙不不均均匀匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。变形变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。第一节 冲裁变形机理第19页/共62页影响冲裁件质量的因素冲裁件质量冲裁件质量：垂直、垂直、光洁、光洁、毛刺小毛刺小 图纸规定图纸规定的公差范的公差范围内围内 外形满足图纸外形满足图纸要求；表面平要求；表面平直，即拱弯小直，即拱弯小指指断面状况断

12、面状况、尺寸精度尺寸精度和和形状误差形状误差。第一节 冲裁变形机理凹凸模之间的间隙很重要。凹凸模之间的间隙很重要。总结：总结：第20页/共62页第二节 凸模与凹模之间的间隙冲裁间隙冲裁间隙Z：指指冲冲裁裁模模中中凹凹模模刃刃口口横横向向尺尺寸寸DA与与凸凸模模刃刃口口横横向向尺尺寸寸dT的差值。的差值。用用Z Z表示，单边间隙为表示，单边间隙为Z/2Z/2。第21页/共62页一、间隙的重要性1.1.间隙对冲裁件质量的影响间隙对冲裁件质量的影响2.2.间隙对冲裁力的影响间隙对冲裁力的影响 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙

13、对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。力和推件力都将减小。间隙是影响冲裁件质量的主要因素。间隙是影响冲裁件质量的主要因素。第二节 凸模与凹模之间的间隙第22页/共62页3.3.间隙对模具寿命的影响间隙对模具寿命的影响模具寿命分为模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命和和模具总寿命模具总寿命。模具失效的原因一般有：模具失效的原因一般有：磨损磨损、变形变形、崩刃崩刃、折断折断和和涨裂涨裂。小间隙将使磨损增加小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现甚至使模具与材料之间产生粘结现象象，并，并引起崩刃引起崩刃、凹模胀裂凹模

14、胀裂、小凸模折断小凸模折断、凸凹模相互啃凸凹模相互啃刃等异常损坏。刃等异常损坏。所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提前提下适下适当采用当采用较大的间隙值较大的间隙值是十分必要的。是十分必要的。第二节 凸模与凹模之间的间隙第23页/共62页 在冲压实际生产中，主要根据在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度冲裁件断面质量、尺寸精度和和模具寿命模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造

15、新模具时应采用最小合理间隙应采用最小合理间隙 Z Zminmin二、冲裁模间隙值的确定1.1.理论确定法：理论确定法：使上下裂纹能重合。使上下裂纹能重合。第二节 凸模与凹模之间的间隙h0-产生裂纹时凸模切入厚度；t-板厚；-破裂角。查表可得第24页/共62页二、冲裁模间隙值的确定2.2.经验确定法经验确定法第二节 凸模与凹模之间的间隙m m为为材材料料的的品品质质系系数数，与与材材料料的的机机械械性性能能有有关关，可可以以查表获得。查表获得。第25页/共62页二、冲裁模间隙值的确定第二节 凸模与凹模之间的间隙3.3.合理间隙的选用原则：合理间隙的选用原则：a)a)当当工工件件的的断断面面垂垂直

16、直度度和和尺尺寸寸公公差差等等级级要要求求较较高高时时，选选择择较较小小的的合合理理间间隙隙，冲冲裁裁力力和和寿命作为次要条件；寿命作为次要条件；b)b)当当工工件件的的断断面面垂垂直直度度和和尺尺寸寸公公差差等等级级要要求求不不高高时时，在在满满足足工工件件要要求求的的前前提提下下，应应以以降降低低冲冲裁裁力力、提提高高模模具具寿寿命命为主，采用为主，采用较大的合理间隙较大的合理间隙。第26页/共62页二、冲裁模间隙值的确定第二节 凸模与凹模之间的间隙查表法确定查表法确定Zmax和和Zmin第27页/共62页第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算生产实践过程发现的规律和冲压常识：生产实践过程发现的

17、规律和冲压常识：1冲裁件断面都带有锥度。冲裁件断面都带有锥度。光光亮亮带带是是测测量量和和使使用用部部位位，落落料料件件的的光光亮亮带带处处于于大大端端尺尺寸寸，冲冲孔孔件件的的光光亮亮带带处处于于小小端端尺尺寸寸；且且落落料料件件的的大大端端（光光面面）尺尺寸寸等等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。重要性：重要性：2凸模轮廓凸模轮廓越磨越小越磨越小，凹模轮廓，凹模轮廓越磨越大越磨越大，结果使间隙越用越大。，结果使间隙越用越大。一、凸、凹模刃口尺寸计算原则凸模和凹模的刃口尺寸和公差，凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响直接影响冲

18、裁件的尺寸精度。冲裁件的尺寸精度。模具的模具的合理间隙值合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。第28页/共62页设设计计落落料料模模先先确确定定凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸，凹凹模模基基本本尺尺寸寸应应取取接接近近或或等等于于工工件件的的最最小小极极限限尺尺寸寸；以以凹凹模模为为基基准准，间间隙隙取取在在凸凸模模上上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设设计计冲冲孔孔模模先先确确定定凸凸模模刃刃口口尺尺寸寸，凸凸模模基基本本尺尺寸寸则则取取接接近近或或等等于于工工件件孔孔的的最最大大极极限限尺尺寸寸。以以凸凸模模

19、为为基基准准，间间隙隙取取在在凹凹模模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。计算原则：一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第29页/共62页冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。4 4工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都标注为单原则上都标注为单向公差向公差。计算原则（续）：一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算 落料件落料件一般标注为单向一般标注为单向负公差负公差，工件尺寸为，工件尺寸为D D，公差

20、为，公差为，则工件尺寸应为则工件尺寸应为 。冲孔件冲孔件一般标注为单向一般标注为单向正公差正公差，工件尺寸为，工件尺寸为d d，公差为，公差为，则工件尺寸应为则工件尺寸应为 。第30页/共62页4 4工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都标注为单原则上都标注为单向公差向公差。计算原则（续）：一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算 若工件若工件 没有标注公差，则工件的公差按照非配合尺寸的没有标注公差，则工件的公差按照非配合尺寸的IT14处理。处理。若工件标注其它形式的公差，需换算成上述形式，以找出若工件标注其它形式的公差，需换

21、算成上述形式，以找出公公称尺寸和公差值称尺寸和公差值。若工件标注正负偏差，工件尺寸为若工件标注正负偏差，工件尺寸为L L，公差为，公差为，则工件尺则工件尺寸应为寸应为第31页/共62页加工方法：加工方法：1.1.分开加工分开加工二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 具有互换性、制造周期短，但具有互换性、制造周期短，但Z Zminmin不易保证，需提高加工精不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。度，增加制造难度。2.2.配合加工配合加工 常用于最大合理间隙常用于最大合理间隙ZmaxZmax与最小合理间隙与最小合理间隙ZminZmin之差较小的情之差较小的情况。此时况。此时Z Zminmin易保证，无

22、互换性、制造周期长。易保证，无互换性、制造周期长。第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第32页/共62页1按凸模与凹模图样按凸模与凹模图样分别加工法分别加工法（1）落料：）落料：二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算落料件尺寸落料件尺寸先确定凹模刃口尺寸先确定凹模刃口尺寸再确定凸模尺寸，间隙取在凸模上。第33页/共62页1按凸模与凹模图样分别加工法按凸模与凹模图样分别加工法（1）落料落料二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第34页/共62页1按凸模与凹模图样分别加工法按凸模与凹模图样分别加工法二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（2）冲

23、孔冲孔第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算冲孔件尺寸冲孔件尺寸先确定凸模刃口尺寸先确定凸模刃口尺寸再确定凹模尺寸，间隙取在凹模上。第35页/共62页1按凸模与凹模图样按凸模与凹模图样分别加工法分别加工法（1）落料二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（2）冲孔（3）冲多个孔时的孔心距孔心距第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算给定的尺寸给定的尺寸先确定凸模刃口尺寸先确定凸模刃口尺寸先确定凹模刃口尺寸先确定凹模刃口尺寸总 结第36页/共62页1按凸模与凹模图样分别加工法（续）为了保证可能的初始间隙不超过为了保证可能的初始间隙不超过Z Zmaxmax，即，即二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）凸、凹模的制造公

24、差，可按级来选取，或取凸、凹模的制造公差，可按级来选取，或取+ZminZmax，选取必须满足以下条件：选取必须满足以下条件：第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算但不小于但不小于0.01mm第37页/共62页2凸模与凹模配作法凸模与凹模配作法 配配作作法法就就是是先先按按设设计计尺尺寸寸制制出出一一个个基基准准件件（凸凸模模或或凹凹模模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。，然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）特点：特点：的条件，并且还可放大基准件的制造公差，的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。基准件标基准尺寸和制造

25、公差，配模只标基准使制造容易。基准件标基准尺寸和制造公差，配模只标基准尺寸和间隙。尺寸和间隙。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第38页/共62页2凸模与凹模配作法凸模与凹模配作法二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算 设计配做模具时，基准模的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配制件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸技术要求上注明:“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证双面合理间隙值 ZminZmax”。配做法，对于冲孔，凸模为基准件，配做凹模；对于落料，凹模为基准件

26、，配做凸模。第39页/共62页2凸模与凹模配作法（续，凸模与凹模配作法（续，针对较复杂模具，基准件的尺寸要求针对较复杂模具，基准件的尺寸要求）（1）根据）根据基准模基准模磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口刃口尺尺寸类型寸类型：磨损后变大，变小还是不变。：磨损后变大，变小还是不变。（2 2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。）根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后磨损后变大变大的尺寸，采用分开加工时的的尺寸，采用分开加工时的落料凹模落料凹模尺寸计算公式。尺寸计算公式。磨损后磨损后变小变小的尺寸，采用分开加工时的的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模冲孔凸模尺寸计算公

27、式。尺寸计算公式。二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算落料凹模冲孔凸模第40页/共62页2凸模与凹模配作法（续，凸模与凹模配作法（续，针对较复杂模具，基准件的尺寸要求针对较复杂模具，基准件的尺寸要求）磨损后磨损后不变不变的尺寸，采用分开加工时的的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸孔心距尺寸计算公式。计算公式。二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（3）刃刃口口制制造造偏偏差差可可按按工工件件相相应应部部位位公公差差值值的的1/41/4来来选选取取。对对于于刃刃口口尺尺寸寸磨磨损损后后无无变变化化的的制制造造偏偏差差值值可可取取工工件件相相应应部部位位公公差差值值的的

28、1/81/8并冠以（并冠以（）。）。第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第41页/共62页零件及其凸凹模刃口磨损后的变化情况a.冲孔件c.落料件b.冲孔凸模为基准件d.落料凹模为基准件零件零件第42页/共62页 冲冲制制图图示示零零件件，材材料料为为Q235Q235钢钢，料料厚厚t=0.8mmt=0.8mm。计计算算冲冲裁裁凸凸、凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸及及公差。公差。三、例1解解：由由图图可可知知，该该零零件件属属于于无无特特殊殊要要求求的一般冲孔、落料。的一般冲孔、落料。外形和180.09由冲孔同时获得。查下表得凸模和凹模之间的合理间隙值，由落料获得，第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第43页/

29、共62页二、冲裁模间隙值的确定查表法，查表法，得凸模和得凸模和凹模之间凹模之间的合理间的合理间隙值隙值第44页/共62页由公差表查得：三、例1（续）为IT12级，取k=0.75；设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则冲小孔：校核：0.008+0.012 0.1-0.070.02 0.03（不能满足间隙公差条件）大圆落料，凹凸模公差分别按照IT6和IT7设计：第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算校核：落料，凹模为基准模第46页/共62页故：三、例1（续）第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算=0.40.03=0.012mm =0.60.03=0.018mm校核：0.016+0.025=0.04 0.

30、02（不能满足间隙公差条件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可按照经验取：第47页/共62页如图所示的落料件，其中三、例2d=220.14mm板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。由表查得冲裁间隙：解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算第48页/共62页三、例2（续）落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸 由公差表查得：尺寸a=80mm，选k=0.5；尺寸e=15 mm，选k=1；其余尺寸均选

31、k=0.75。第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式经验取值，取原先尺寸公差的1/4第49页/共62页三、例2（续）第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸 第二类尺寸：磨损后减小的尺寸 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值落料凹模、凸模的尺寸如图2.4。第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式第50页/共62页落料凸、凹模尺寸 a)落料凹模尺

32、寸 b)落料凸模尺寸 第三节 凸模与凹模刃口尺寸的计算150.01515第51页/共62页冲裁力冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。一、冲裁力的计算用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：注：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；S 冲裁面积；材料抗剪强度；K系数。一般取K1.3 第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法第52页/共62页平口冲裁需要的冲裁功近似计算公式：平口冲裁需要的冲裁功近似计算公式：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计冲裁功：采取降低冲裁力的措施可以降低冲裁力，但是冲裁时消耗的能量不能降低，因此冲压厚板有时会出现压机冲裁力满足要求，但是冲裁功不满足要求的现象。W冲裁功，

33、单位为JK系数，由材料性质和厚度确定，查表。t板料厚度，单位为mm。F冲裁力，单位为N。第53页/共62页卸料力卸料力：二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力：顶件力顶件力：从凸模上卸下箍着的从凸模上卸下箍着的料所需要的力。料所需要的力。将梗塞在凹模内的料顺冲将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。裁方向推出所需要的力。逆冲裁方向将料从凹模逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。内顶出所需要的力。第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法注：注：卸料力、推件力以及顶件力卸料力、推件力以及顶件力产生的根本原因是弹性变形。产生的根本原因是弹性变形。第54页/共62页卸料力卸料力第四节 冲裁力的

34、计算与降低冲裁力的方法二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力顶件力顶件力 卸料力、推件力、顶件力系数，见表；n同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。式中 h凹模洞口的直刃壁高度；t板料厚度。式中式中系数可以查表获得冲裁力第55页/共62页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第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法三、冲压工艺总压力采用采用弹性弹性卸料装置和卸料装置和下出料下出料方式的冲裁模时：方式的冲裁模时：采用采用弹性弹性卸料装置和卸料装置和上出料上出料方式的冲裁模时：方式的冲裁模时：采用采用刚性刚性卸料装置和卸料装置和下

35、出料下出料方式的冲裁模时：方式的冲裁模时：第56页/共62页1阶梯凸模冲裁阶梯凸模冲裁第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法四、降低冲裁力的方法缺点缺点：长凸模插入凹模较深，容易磨损。：长凸模插入凹模较深，容易磨损。凸模间的高度差凸模间的高度差H取决于材料的厚度：取决于材料的厚度：第57页/共62页第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法四、降低冲裁力的方法2斜刃冲裁斜刃冲裁 斜刃角斜刃角 与斜刃高度与斜刃高度H斜刃冲裁力因数，查表可得。平刃冲裁力落料时落料时冲孔时冲孔时第58页/共62页第四节 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法四、降低冲裁力的方法缺缺点点：刃刃口口制制造造与与修修磨磨比比较较复复杂杂，刃刃口口易易磨磨损损，工工件件不平整，尽量不用。不平整，尽量不用。2斜刃冲裁斜刃冲裁 3加热冲裁（红冲）：材料加热后抗剪强度明显下降，加热冲裁（红冲）：材料加热后抗剪强度明显下降，冲裁力下降。冲裁力下降。缺点：缺点：有氧化皮，劳动条件差。有氧化皮，劳动条件差。冲孔时冲孔时落料时落料时第59页/共62页本章结束本章结束第60页/共62页马正元 韩启 主编 第61页/共62页感谢您的观看。第62页/共62页