一个进距内的材料利用率为

一个进距内的材料利用率为1η=bh Fn 1×100％条料的材料利用率为2η=F Lb n 2×100％板料的材料利用率为0033b L Fn =η×100％式中 F —冲裁件面积（mm 2）b —条件宽度（mm ）h —送料进距（mm ）1n —一个进距内冲件总数；2n —板料上冲件总数；L —条料长度（m ）L —板料长度（mm ） 0b —板料宽度（mm ）次方法是先做凸模或凹模中的一件，然后根据制作好的凸模或凹模的实际尺寸，配做另一件，使它们之间达到最小合理间隙值。

落料时，先做凹模，并以它作为基准配制凸模，保证最小合理间隙；冲孔时，先做凸模，并以它作为基准配做凹模，保证最小合理间隙。

因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注基本尺寸，并注明“凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证间隙××”(落料时)；或“凹模尺寸按凸模实际尺寸配做，保证间隙××”(冲孔时)。

这种方法，可放大基准件的制造公差，使其公差大小不再受凸、凹模间隙值的限制、制造容易。

对一些复杂的冲裁件，由于各部分尺寸的性质不同，凸、凹模刃口的磨损规律也不相同，所以基准件刃口尺寸计算方法也不同。

【例】计算圆形工件在条料上为多行交错排列的材料利用率。

图2-13a 为三行排列，三个相邻圆心的连线四等边三角形。

解： 图中1a 为两相邻圆心之间的搭边，a 侧搭边，d为工件直径，计算条料宽度b:b=2×23(1a +d)+d+2a若1a =a 则b=2.237d+3.723a由图2-13b 可知，材料利用率η随1a /d 的增大而降低，随行数n 的增多而提高。

图2-13c 为1a =a 时，行数n与η之关系曲线。

圆形工件为n 行排列的条料宽度b 及材料利用绿之计算公式为：101260sin ))(1(a d a d n b ++++-=bh nF=η×100％=)(412a db d n +π×100％=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+++d a n d a d a n1)1(866.021)1(785.011×100％【例】 冲制变压器铁芯片零件，材料为D42硅钢片，料厚为0.35+0.04mm ，尺寸如图所示，确定落料凹、凸模刃口尺寸及制造公差。

图2-24 变压器铁芯片1．精冲的主要特点1)在冲裁过程中，由于有齿圈压板强力压边，顶件板和冲裁凸模的共同作用，并在间隙很小而凹模刃口带圆角的情况下，从而使坯料的变形区处于强烈三向压应力状态，提高了材料的塑性，抑制了剪切过程中裂纹的产生，使得冲裁件的断面质量和尺寸精度都有所提高。

精冲的变形过程见图2—37，根据精冲工艺要求，精冲设备应是能够提供三种加压压力(冲裁力、齿圈压力、顶出器反压力)的、导向精度要求高的专用精冲压力机。

根据我国情况，也可将普通压力机改装用于精冲。

图2—37精冲过程l —模具开启、送料2一模具闭合，V形压边圈和反压板压紧材料3一工件在完全压紧的状态下冲裁4—滑块行程结束，工件及废料分别进入凹模及凸模5一模具开启，压力释放6—卸料、顶料7—顶出工件，开始进料8—吹出工件及废料9—准备下一个工件的冲裁2)精冲总冲裁力比普通冲裁力大，而凸、凹模间隙很小，故模具的刚度要求高，为了保证凸、凹摸同心，使间隙均匀，要有精确而稳定的导向装置，为了避免刃口损坏，要求严格控制凸模进入凹模的深度。

同时模具工作部分应选择耐磨、淬透性好、热处理变形小的材料。

3)由于精冲材料直接影响精冲件的剪切表面质量、尺寸精度和模具寿命，所以对材料的要求是比较严格的。

适合于精冲的材料必须具有良好的塑性，足够的变形能力(而屈强比b a σσ/越小越好)和良好的组织结构。

一般以铁素体为主要成分的碳钢是最好的精冲材料，因而纯铁是有利于精冲的。

对于含碳量较高的钢，由于存在片状渗碳体，对精冲不利．只有通过热处理，使渗碳体呈球状小颗粒，并均匀分布于细晶粒的铁素体中。

这样的组织才适宜于精冲。

一般钢材精冲的适应范围可根据其退火后的强度划分如下：b σ一686MPa 精冲允许料厚约为1.5mm ；b σ—588MPa 精冲允许料厚约为3.5I mm ； b σ一490MPa 精冲允许料厚约为6.0 mm ；b σ—14lMPa 精冲允许料厚约为10 mm ；b σ一392MPa 精冲允许料厚约为15mm 。

对于不锈钢1Crl8Ni9Ti 精冲前进行热处理亦可得到令人满意的粗糙度。

有色金属铝及铝合金也是较好的精冲材料。

凡能够进行冷弯、折边、拉深和冷挤的材料就有精冲性能。

硬铝的精冲效果不太理想，如果在淬火时效时间内实行精冲，其效果会有所改善，对冷作硬化的铝及其合金在精冲前应给予软化处理。

纯铜与黄铜(H62等)如在软化状态或经退火处理能取得良好的精冲效果。

4)精冲刈‘模具工作部分的润滑是十分重要的，它有助于提高工件的光洁度和模具的寿命，对润滑剂要求具备下列特性：高的耐压力、良好的抗高温性能，中性的化学性能。

2．精冲零什的工艺性(I)精冲件的形状尺寸1)圆角半径：精冲件应力求避免凸池尖角。

因为过小的圆角半径会使工件剪切面上产生撕裂和模具相应部分应力集中及严重磨损，如图2—38所示。

图2—38精冲件的圆角半径圆角半径大小一般取：1R =1r 2R =2r 2R =0.61R2r =0.61r 2r =0.61R抗拉强度b σ=441MPa 的材料在不同拐角处的最小圆角半径m i n R 列于表2-40。

表2-40 工件拐角处最小圆角半径min R (单位：mm)注：强度高于此值的材料，其数值按比例增加。

2)孔径、槽宽及边距：精冲的最小孔径min d ，孔边距min a 、最小槽宽m in e 。

等极限值都比通常的小。

当冲孔凸模的许用压应力为1600～1800MPa ，冲槽凸模的许用压应力为1200～1400MPa ，齿形的许用压应力为1200MPa 时，可以精冲的各种尺寸极限值列于表2—41。

表2—41 各种材料精冲时的尺寸极限注：薄料取上限，厚料取下限表2一42为抗拉强度低于44lMPa 的材料可精冲的最小槽宽m in b 、最小槽边距m in s 。

高于44lMPa 的材料，其数值按强度成正比增加。

表2-42 m in b /t 数值注: m in s =(1.1～1.2)m in b3)悬臂和凸耳：冲槽的原理也适用于一件上窄长的悬臂(图2—39)。

但因悬臂在精冲时使凸模产生较高的侧向压力。

因而影响凸模寿命，故悬臂的最小宽度值叮按表2 42中最小槽宽确定。

并呵增大30％～40％。

工件上的凸耳，主要足指短而宽的凸起，但凸出长度不超过平均宽度的三倍．故与冲齿形相似，其最小宽度的极限值可以b选取。

按表2—41 中齿厚m in4)形状的过渡：精冲件的形状过渡应尽可能的和缓。

从图2—40所示的两个实例可以看出将图中工件中窄长突出部分根部设置一个加大的锥形可以改善应力图．而优于用较大半径作弧形过渡。

：左下丁件中，内形的转角处构成严重损坏危险，改善的办法是将工件外形轮廓做成圆形或者修正外轮廓。

图2—39 悬臂和凸耳 图2—40 精冲件上的过渡形状（2） 精冲与其它工序复合 精冲和弯曲复合；如图2-41所示工件，但弯角075≤α，料厚mm 6≤。

压印通常可以和精冲复合进行，但应优先考虑压印的字母或花纹放在落料模一边，以便通过顶件器压出，否者将会削弱凸模并增加模具的制造和维修费用。

压印深度一般不超过0.1t ，见图2-42。

图2—41一次冲压加工的弯性4精冲件图2-42压印件压沉头孔可和精冲一次／复合进行。

但应注意沉头孔是在落料凹4模2的一边。

若沆头孔是在落料凸模的一边，则需先冲出沉头孔，然后以该孔定位来落料。

表2—43所示为90。

的沉头孔的最大深度hmax…沉头孔的角度和深度改变时，应注意使压缩的体积不超过表列相应数值。

当在工件的凸模侧或两侧都可有沉头孔时，需有预成形工序。

表2—43沉头孔的最大深度hmax(单位:mm)半冲孔：常见的半冲孑L件如图2—43。

图a凹坑与外凸形状相同，最易成形图b凹坑与外凸形状不同。

只在不得已时才设计成这种形状，但外形轮廓的体积不得小于内形部的体积。

如果制件需要冲出盲孔而另一面又不允许有凸台时，必须先压出类似图a的形状，然后再将凸出部分切削掉。

如果凸台在工件的凸模侧，则半冲孔可和精冲一次复合完成，反之，也需要预成形工序。

图2—43 半冲孔件a）内外形轮廓相同b）内外形轮廓不同(3)精冲件的尺寸精度和几何精度精冲件的质量与模具结构、模具精度、凸模和凹模的状况、材料的状态、料厚、润滑条件、设备精度、冲裁速度、压边力和顶件反力等因素有关，正常情况下，精冲件的尺寸精度和几何精度列于表2—44。

表2-44 精冲件尺寸精度和几何精度注：1.表中δ系指外形剪切面的倾斜值小于表中数值。

2.精冲件剪切的粗糙度一般可达m R a μ4.02.3～值，精冲件仍有塌角和毛刺，但比一般冲裁件小。

3.精冲力精冲时作用的力，见图2-44(如下)所示。

冲裁力：b Lt F σ9.0=冲式中 L ——冲裁周边长度（mm ）t ——料厚(mm)b σ——抗拉强度（MPa ）齿圈压力：压F =（40～60）％冲F反压力：反F =Ap反F =(0.0～0.25) 冲F式中 Ａ——工件的受压面积（mm 2）p ——工件的单位反压力，p ＝２０～７０MPa冲F ——冲裁力（N ）卸料力：卸F =（0.1～0.15）冲F推件力：推F =（0.1～0.15）冲F4.精冲间隙 一般精冲的凸、凹模的双面间隙值为料厚的1％，软材料取大值，硬材料取略小的数值，它与普通冲裁相比，要小得多（见图2-45）。

而精冲模的冲孔和落料的间隙值是不一样的，其值见表2-45。

图2—44精冲时作用力示意图图2—45普通冲裁与精冲的间隙范围表2-45凸、凹模间隙（双面）注：1.本表适于精冲要求的金相组织的碳钢，沿整个剪切断面均十分光洁，且在两次磨修间具有较高寿命的基础上制定的2.外形上向内凹的轮廓及齿圈不沿轮廓分布的部分，按内孔确定间隙。

5. 凸模和凹模的尺寸精冲模刃口尺寸设计与普通冲裁模刃口设计基本相同，落料件仍以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准，不同的是精冲后零件外形或内孔均有微量收缩，一般崴性比凹模口稍小，内孔略小于冲孔冲头尺寸。

在确定凸模和凹模的尺寸时，必须考虑这一特点。

落料∆-D凹）（凹δ+∆-=43D D凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值。

冲孔∆+d凸）（凸δ+∆+=43d d凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值。

式中 凹D ——凹模刃口尺寸，（mm ）;凸d ——凸模刃口尺寸，（mm ）; D 、d ——工件基本尺寸，（mm ）;∆——工件公差，（mm ）;、凸δ凹δ——分别为土、凹模制造公差（mm ），按IT5～IT6级制造。