冲裁力与压力中心的计算和冲裁工艺性解读
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裁和普通冲裁。 （1） 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件 公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。见表2.4
（2） 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间 隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金 属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2μm。 见表2.5
> 20 –– 300 > 50 –– 100 > 100 –– 500
> 300 > 1000 > 5000
模具类型
单工序模 组合模 简易模
单工序模 组合模 简易模
单工序模
级进模、复 合模 半自动模
单工序模
级进模、复合 模 自动模
硬质合金模
级进模、复 合模 自动模
例 图示连接板冲裁零件，
材料为10钢，厚度为2mm， 该零件年产量20万件，冲 压 设 备 初 选 为 250kN 开 式 压力机，要求制定冲压工 艺方案。
x0x1F 1F 1x 2F F 2 2 x F 3 3F 3. ......... .. F nxnF n y0y1F 1F 1y 2F F 2 2 F y3 3F 3. ......... ..F nynF n
第一节 冲裁的工艺设计
冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定。
4）求出各个凸模的压力中心，并确定各个压力 中心在坐标系内的坐标x1、x2、x3、x4……和y1、 y2、y3、y4……；
5）按照公式求出该复杂轮廓在坐标系中的坐标
x0x1l1 l1x2ll2 2 lx33l 3. ......... ..l nxnln
y0y1l1 l1y2ll2 2 ly33 l3. ......... ..l nynln
4）求出各线段的重心并确定各线段重心在坐标 系内的坐标x1、x2、x3、x4……和y1、y2、y3、 y4……；
5）按照公式求出该复杂轮廓在坐标系中的坐标
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3．确定多凸模模具的压力中心
多凸模冲裁压力中心的计算原理和方法与复杂形状零件模具压 力中心的计算原理相同，确定多凸模模具的压力中心，是将各凸 模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。 具体步骤如下： 1）按相同的比例绘制出各个 凸模刃口的轮廓图及其分布图； 2）在任意位置建立X-Y坐标系； 3）求出各个凸模刃口的周长 L1、L2、L3、L4……
冲二、卸料力、推件力及顶件力的计算
卸料力：
从凸模上卸下箍着的 料所需要的力。
推件力：
将梗塞在凹模内的 料顺冲裁方向推出所需要的 力。
顶件力：
逆冲裁方向将料从凹 模内顶出所需要的力。
卸料力
FX KXF
推件力
FT nKTF
顶件力
FD KDF
式中 KX、 KT、 KD —卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.13； n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。
FZ FFT
四、冲模压力中心的确定
模具的压力中心： 冲压力合力的作用点。
为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心
与压力机滑块的中心线相重合。
1．简单几何图形压力中心的位置 1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。 2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。 3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：
n h t
式中 h——凹模洞口的直刃壁高度； t——板料厚度。
三、压力机公称压力的确定
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
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：
F ZFFXF T
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：
F ZFF XF D
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：
各种冲裁模的性能对比
单工序模
级进模
复合模
生产批量
小批量
中批量及大批量
中批量及大批量
零件的精度
低
较低，一般可以达 较高，一般可以达
到IT10––IT13级
到IT8––IT10级
对零件结构的要求 没有要求
适用于多工序小尺 受工件结构尺寸的
寸
限制
冲裁顺序安排
先落料后冲孔
先冲孔后落料
冲孔和落料同时进 行
模具的制造成本及 低 工作量
1.分析零件的冲压工艺性
（1）材料 （2）工件结构 （3）尺寸精度 （4）结论
2.确定冲压工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，有一下三种工艺方 案：
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产；
方案二：落料––冲孔复合冲压，采用复合模生产；
方案三：冲孔 –– 落料连续冲压，采用级进模生产。
谢谢大家！
一、冲裁件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产 率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。
一、冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的结构工艺性 （1） 冲裁件的形状 （2） 冲裁件内形及外形的转角 应以圆角过渡，避免尖角。 圆角大小，见表2.1
3．冲裁件尺寸标注 冲裁件尺寸的基准应尽可能与其
冲压时定位基准重合，并选择在冲裁 过程中基本上不变动的面或线上。
二、冲裁工艺方案的确定
1.分析零件的冲压工艺性。 2.确定冲压工艺方案
（1）冲裁工序的组合近而确定冲模结构
1）根据生产批量来确定 2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定
3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 5）根据操作是否方便与安全来确定
冲裁简单的零件时， 冲裁复杂零件时，
比复合模低
比级进模模低
安全性
不安全，需采用安 比较安全 全措施
不安全，需采用安 全措施
生产批量与模具类型的关系（单位千件）
单件
小批
中批
大批
大量
大型件
中型件
<1
小型件
1 –– 2 1 –– 5 1 –– 10
>2 –– 20 > 5 –– 50 > 10 –– 100
y 1R 8 s 0 i/n R /b s
2．复杂形状零件模具压力中心的确定
复杂形状零件模具压力中心的计算方法有：解析法，还
作图法和悬挂法。
解析法的具体步骤： 1）按照比例绘制出凸模刃口的轮廓； 2）在任意位置建立X-Y坐标系； 3）将复杂轮廓线分成若干简 单的直线段和圆弧，并求出 各线段的长度L1、L2、L3、 L4……
（3） 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽 （4） 冲裁件的孔边距与孔间距
（5） 在弯曲件或拉深件上冲孔时
（6） 冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则 凸模易折断或压弯。
用无导向凸模和有导向的凸模所能冲制的最小尺寸，分别见 表2.2和表2.3。
2．冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度
冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。即精密冲
（2）、冲裁顺序的安排
级进冲裁顺序的安排
1）先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。 2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时 进行，以便控制送料进距。
多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排
1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。
2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲 大孔后冲小孔。
（2） 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间 隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金 属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2μm。 见表2.5
> 20 –– 300 > 50 –– 100 > 100 –– 500
> 300 > 1000 > 5000
模具类型
单工序模 组合模 简易模
单工序模 组合模 简易模
单工序模
级进模、复 合模 半自动模
单工序模
级进模、复合 模 自动模
硬质合金模
级进模、复 合模 自动模
例 图示连接板冲裁零件，
材料为10钢，厚度为2mm， 该零件年产量20万件，冲 压 设 备 初 选 为 250kN 开 式 压力机，要求制定冲压工 艺方案。
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第一节 冲裁的工艺设计
冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定。
4）求出各个凸模的压力中心，并确定各个压力 中心在坐标系内的坐标x1、x2、x3、x4……和y1、 y2、y3、y4……；
5）按照公式求出该复杂轮廓在坐标系中的坐标
x0x1l1 l1x2ll2 2 lx33l 3. ......... ..l nxnln
y0y1l1 l1y2ll2 2 ly33 l3. ......... ..l nynln
4）求出各线段的重心并确定各线段重心在坐标 系内的坐标x1、x2、x3、x4……和y1、y2、y3、 y4……；
5）按照公式求出该复杂轮廓在坐标系中的坐标
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3．确定多凸模模具的压力中心
多凸模冲裁压力中心的计算原理和方法与复杂形状零件模具压 力中心的计算原理相同，确定多凸模模具的压力中心，是将各凸 模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。 具体步骤如下： 1）按相同的比例绘制出各个 凸模刃口的轮廓图及其分布图； 2）在任意位置建立X-Y坐标系； 3）求出各个凸模刃口的周长 L1、L2、L3、L4……
冲二、卸料力、推件力及顶件力的计算
卸料力：
从凸模上卸下箍着的 料所需要的力。
推件力：
将梗塞在凹模内的 料顺冲裁方向推出所需要的 力。
顶件力：
逆冲裁方向将料从凹 模内顶出所需要的力。
卸料力
FX KXF
推件力
FT nKTF
顶件力
FD KDF
式中 KX、 KT、 KD —卸料力、推件力、顶件力系数，见表2.13； n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。
FZ FFT
四、冲模压力中心的确定
模具的压力中心： 冲压力合力的作用点。
为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心
与压力机滑块的中心线相重合。
1．简单几何图形压力中心的位置 1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。 2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。 3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：
n h t
式中 h——凹模洞口的直刃壁高度； t——板料厚度。
三、压力机公称压力的确定
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
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：
F ZFFXF T
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：
F ZFF XF D
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：
各种冲裁模的性能对比
单工序模
级进模
复合模
生产批量
小批量
中批量及大批量
中批量及大批量
零件的精度
低
较低，一般可以达 较高，一般可以达
到IT10––IT13级
到IT8––IT10级
对零件结构的要求 没有要求
适用于多工序小尺 受工件结构尺寸的
寸
限制
冲裁顺序安排
先落料后冲孔
先冲孔后落料
冲孔和落料同时进 行
模具的制造成本及 低 工作量
1.分析零件的冲压工艺性
（1）材料 （2）工件结构 （3）尺寸精度 （4）结论
2.确定冲压工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，有一下三种工艺方 案：
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产；
方案二：落料––冲孔复合冲压，采用复合模生产；
方案三：冲孔 –– 落料连续冲压，采用级进模生产。
谢谢大家！
一、冲裁件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产 率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。
一、冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的结构工艺性 （1） 冲裁件的形状 （2） 冲裁件内形及外形的转角 应以圆角过渡，避免尖角。 圆角大小，见表2.1
3．冲裁件尺寸标注 冲裁件尺寸的基准应尽可能与其
冲压时定位基准重合，并选择在冲裁 过程中基本上不变动的面或线上。
二、冲裁工艺方案的确定
1.分析零件的冲压工艺性。 2.确定冲压工艺方案
（1）冲裁工序的组合近而确定冲模结构
1）根据生产批量来确定 2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定
3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 5）根据操作是否方便与安全来确定
冲裁简单的零件时， 冲裁复杂零件时，
比复合模低
比级进模模低
安全性
不安全，需采用安 比较安全 全措施
不安全，需采用安 全措施
生产批量与模具类型的关系（单位千件）
单件
小批
中批
大批
大量
大型件
中型件
<1
小型件
1 –– 2 1 –– 5 1 –– 10
>2 –– 20 > 5 –– 50 > 10 –– 100
y 1R 8 s 0 i/n R /b s
2．复杂形状零件模具压力中心的确定
复杂形状零件模具压力中心的计算方法有：解析法，还
作图法和悬挂法。
解析法的具体步骤： 1）按照比例绘制出凸模刃口的轮廓； 2）在任意位置建立X-Y坐标系； 3）将复杂轮廓线分成若干简 单的直线段和圆弧，并求出 各线段的长度L1、L2、L3、 L4……
（3） 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽 （4） 冲裁件的孔边距与孔间距
（5） 在弯曲件或拉深件上冲孔时
（6） 冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则 凸模易折断或压弯。
用无导向凸模和有导向的凸模所能冲制的最小尺寸，分别见 表2.2和表2.3。
2．冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度
冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。即精密冲
（2）、冲裁顺序的安排
级进冲裁顺序的安排
1）先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。 2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时 进行，以便控制送料进距。
多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排
1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。
2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲 大孔后冲小孔。