冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
冲裁工艺及冲裁模具(1)
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
模具刃口状态对断面质量的影响
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
3.2.2 冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁凸、凹模之间工作部分的尺 寸之差, Z =D凹- D凸 ,（如图3-4）。
图3-4
冲裁间隙
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
间隙对模具寿命的影响
模具寿命
总寿命 刃口寿命
间隙过小-----加剧
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
普通冲裁板料分离过程 1.弹性变形阶段 凸模与板料接触并压下板料，板 料产生上翘，下拱。但板料内部 应力小于屈服极限。在板料与凸 模、凹模接触处出现微痕为止。 卸载后，板料能恢复原状。 2.塑性变形阶段 板料内部应力达到并超过屈服极 限，此时凸模挤入材料。材料挤 入凹模洞口。直到应力达到强度 极限，板料与凸、凹模接触处出 现微裂为止。 3.断裂分离阶段 板料内部应力大于强度极限后，第 二阶段产生的微裂逐渐扩大，上、 下裂纹重合，板料产生分离。
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
0.12 由公差表查得： 2 60 mm 查表3.6，取x = 0.75；
360 0.62 mm 查表3.6 ，取x = 0.5；
设凸、凹模制造公差查表3-5，则δp =-0.02, δd =+0.02
0 0 0 冲孔： dt d min x (6 0.75 0.12) 0.02 mm 6.09 0.02 mm
p
da dt Zmin 0
d
0.02 0.02 (6.09 0.04)0 mm 6.130 mm
校核： ≤ Z Z p d max min
0.02 + 0.02
≥
0.06 - 0.04
(不满足间隙公差条件）
第2章6-7节(冲裁工艺及冲裁模设计)
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
冲裁工艺和冲裁模设计
冲裁工艺和冲裁模设计冲裁工艺概述冲裁工艺是指利用冲裁模具进行材料的冲击和剪切，使材料断裂或形成所需形状的一种制造工艺。
它广泛应用于金属加工行业，如汽车制造、家电制造等领域。
冲裁工艺的质量和效率直接影响产品的成型质量和生产效率。
冲裁工艺包括以下几个方面的内容：1.材料选择：冲裁工艺的第一步是选择合适的材料。
一般来说，钢材、铝材和不锈钢等金属材料在冲裁工艺中应用广泛。
2.冲裁模设计：冲裁模是冲裁工艺中的核心部件，其设计直接影响冲裁工艺的效果。
冲裁模的设计应考虑材料的硬度、强度、韧性以及产品的形状和尺寸等因素。
3.模具材料选择：冲裁模具一般采用高硬度和高强度的材料，以提高冲裁模的耐磨性和寿命。
常用的冲裁模材料有合金工具钢、高速钢、硬质合金等。
4.冲裁工艺参数的确定：冲裁工艺参数包括冲击力、冲次、冷冲间隙等。
这些参数的确定要根据材料的性质、产品的形状和尺寸进行合理调整，以达到最佳的冲裁效果。
冲裁模设计冲裁模设计是冲裁工艺的关键环节之一，其合理性和精度直接影响冲裁工艺的效果。
冲裁模设计一般包括以下几个方面：产品结构分析产品结构分析是冲裁模设计的基础，通过对产品的结构进行分析，确定产品的冲裁方式和冲裁模的结构。
在产品结构分析中要考虑产品的形状、尺寸、材料以及冲裁孔的位置和形状等因素。
冲裁孔设计冲裁孔是冲裁模的主要部件，冲裁孔的设计直接影响冲裁工艺的质量和效率。
冲裁孔的设计要考虑产品的形状和尺寸、材料的厚度和硬度以及冲裁力的大小等因素。
冲裁孔设计要保证冲裁孔的尺寸和形状与产品要求一致，并考虑到冷冲裁时的余量和变形。
模具结构设计模具结构设计是指冲裁模的结构设计，包括上模、下模、定位销、导向销、顶出销等部件的位置和尺寸设计。
模具结构设计要考虑产品的形状和尺寸、冲裁力的大小以及模具的可靠性和耐磨性等因素。
模具结构设计应合理布置冲裁孔和模具部件，以提高冲裁工艺的质量和效率。
冲裁模材料选择冲裁模的材料选择是冲裁模设计的重要方面，合适的材料能够提高冲裁模的硬度、强度和耐磨性，延长冲裁模的使用寿命。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模设计步骤及实例
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
实际确定冲裁工艺方案时，通常可以先拟定出 几种不同的工艺方案，然后根据冲件的生产批 量、尺寸大小、精度高低、复杂程度、材料厚 度、模具制造、冲压设备及安全操作等方面进 行全面分析和研究，从中确定技术可行、经济 合理、满足产量和质量要求的最佳冲裁工艺方 案。
或级进冲裁； 冲件尺寸较大时，料薄时可用复合冲裁或单工序冲裁，料厚时受
压力机压力限制只宜采用单工序冲裁； 冲件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，受凸凹模强度
限制，不宜采用复合冲裁而宜用级进冲裁，但级进模轮廓尺寸受 压力机台面尺寸限制，所以级进冲裁宜适应尺寸不大、宽度较小 的异形冲件； 形状复杂的冲件，考虑模具的加工、装配与调整方便，采用复合 冲裁比级进冲裁较为适宜，但复合冲裁时其出件和废料清除较麻 烦，工作安全性和生产率不如级进冲裁。
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁模具工类艺型及冲裁模设计
模具类型主要是指单工序模、复合模、级进模三种。有些单件试 制或小批量生产的情况下，也采用简易模或组合模。
模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸、冲件质量要求、材 料性质与厚度、冲压设备与制模条件、操作与安全等因素确定。
（２）操作与定位方式
《冲压工艺及模具设计》
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
4 进行必要的工艺计算 在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进
一步设计模具零件的具体结构，应进行以下有 关工艺与设计方面的计算：
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁排工样艺设及计冲与裁计模算设计 根据冲件形状特征、质量要求、模具类型与结构方 案、材料利用率等方面因素进行冲件的排样设计。设 计排样时，在保证冲件质量和模具寿命的前提下，主 要考虑材料的充分利用，所以，对形状复杂的冲件， 应多列几种不同排样方案 （特殊形状件可用纸板按冲 件比例作出样板进行实物排样），估算材料利用率， 比较各种方案的优缺点，选择出最佳排样方案。 排样方案确定以后，查出搭边值，根据模具类型和定 位方式画出排样图，计算条料宽度、进距及材料利用 率，并选择板料规格，确定裁板方式 （纵裁或横 裁），进而确定条料长度，计算一块条料或整块板料 的材料利用率。
冲裁工艺与冲裁模的设计
冲裁工艺与冲裁模的设计一、引言冲裁工艺是指利用冲压设备对金属或非金属材料进行一次或多次的剪切、冲击或挤压，将材料裁剪成所需形状或尺寸的过程。
冲裁模是冲裁工艺中使用的一种专用工具，用于固定和加工待冲裁的材料。
本文将对冲裁工艺与冲裁模的设计进行探讨。
二、冲裁工艺的分类根据不同的冲裁目标和冲裁要求，冲裁工艺可以分为以下几类：1.剪切：将材料按照预定尺寸进行分割，常见于板材、线材等的裁剪。
2.冲孔：在材料上制作一个或多个具有特定形状的孔，常见于钢板、塑料片等的加工。
3.冲压成形：通过对材料应用压力，使其在冲裁模中发生形变，实现所需的形状或曲线。
三、冲裁模的结构冲裁模一般由上模、下模和导向结构组成。
其中，上模和下模分别固定在上模板和下模板上，通过导向结构进行定位和导向。
根据冲压工艺的不同要求，冲裁模还包括冲头、冲针等辅助部件。
1. 上模上模是冲裁模中用于对材料进行加工的主要部分，通常具有与被加工材料相适应的形状和几何结构。
上模还需要具备足够的强度和刚度，以承受冲压工艺中产生的冲击力和挤压力。
2. 下模下模是冲裁模中与上模相对应的部分，其主要作用是支撑被加工材料并传递冲击力。
下模的结构应该确保被加工材料能够稳定地固定在上模的加工位置上。
3. 导向结构导向结构一般由导柱、导套等组成，用于定位和导向上模和下模的相对位置，以确保冲模运动的准确性和稳定性。
4. 冲头和冲针冲头和冲针是一些特殊冲裁工艺中常用的辅助部件。
冲头一般是用于在材料上打孔、压印等操作，而冲针常用于冲切较薄材料或特殊形状的材料。
四、冲裁模的设计原则在进行冲裁模的设计时，需要考虑以下几个原则：1.结构合理：冲裁模的结构应该能够满足冲裁工艺的要求，并能够方便材料的定位和加工。
2.强度与刚度：冲裁模需要具备足够的强度和刚度，以承受冲击力、挤压力等工艺中产生的载荷。
3.导向准确：冲裁模的导向结构应该具备高精度的定位和导向能力，以确保冲裁过程的准确性和稳定性。
冲裁工艺与模具设计概述
a
图1 冲裁时作用于板料上的力 1—凹模；2—板料；3—凸模
3.冲裁时板料的变形过程
冲裁变形过程可分为三个阶段： 第一阶段：弹性变形阶段。在这一阶段中，若板料内部的应力没有超过弹性极限时， 当凸模卸载后，板料立即恢复原状。 第二阶段：塑性变形阶段。凸模继续压人，压力增加，材料内的应力达到屈服点，产 生塑性变形。 第三阶段：断裂分离阶段。凸模继续压入材料，先后在凹、凸模刃口侧面产生裂纹， 裂纹产生后沿最大切应力方向向材料内层发展，当裂纹相遇重合时，材料便被切断分 离。
刃口尺寸及其制造公差来保证。 在确定刃口尺寸及制造公差时应遵循的原则：
1）落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件尺寸取决于凸模刃口尺寸。 在计算落 料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；在计算冲孔模时，以凸模为基准，间隙 取在凹模上。 2）根据磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小 尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取制件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。冲 裁间隙一般采用最小合理间隙值。 3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。制造公差太小，会增加模 具的成本和制造难度；公差太大，会降低模具的使用寿命
表1 冲裁件的精度
（c）冲裁间隙 间隙过大，材料的拉伸作用变大
图5 材料的回弹理论
（3）形状误差
冲裁件的形状误差是指翘曲、扭曲、变形等缺陷。
冲裁件呈曲面不平现象称为翘曲。 主要由间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，此外 材料的各向异性和卷材未矫正 也会产生翘曲。 冲裁件呈扭歪现象称为扭曲。 是由于材料不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
凸模长度的确定 在满足使用要求的前提下，凸模尽量减短。采用固定卸料板的冲裁模凸模
12冲裁工艺与冲裁模设计
12冲裁工艺与冲裁模设计冲裁工艺是指将金属或非金属材料通过冲床或模具进行加工，将其按照设计要求剪裁成特定形状和尺寸的加工过程。
冲裁工艺在制造领域中应用广泛，是生产各种产品的重要工艺之一、冲裁模设计则是为了能够更好地实现冲裁工艺，需要制定合理的模具结构和工艺参数。
本文将结合实际案例，详细探讨冲裁工艺与冲裁模设计的相关内容。
首先，要考虑冲裁工艺的流程和要求。
冲裁工艺的流程主要包括材料准备、模具设计、冲床操作和后处理等步骤。
在进行冲裁工艺时，首先需要选择合适的材料，并加工成符合模具要求的板材。
接着，根据产品的要求设计模具，确定冲裁工艺参数，如冲头形状、冲头直径、模具间隙等。
在冲床操作的过程中，需要根据实际情况进行调整，确保产品的质量和尺寸达标。
最后，还需要对冲裁件进行后处理，如去毛边、抛光等，使产品达到最终要求。
其次，冲裁模设计是冲裁工艺中至关重要的一环。
冲裁模设计的目的是为了能够更好地实现产品的加工，并确保产品的尺寸和表面质量符合设计要求。
在冲裁模设计中，需要考虑以下几个方面：1.模具结构设计：模具结构设计是冲裁模设计的基础。
冲裁模通常包括上模和下模两部分，通过上下模的配合，将材料冲裁成所需形状。
模具的结构设计需要考虑产品的形状、尺寸和材料的特性，确保模具具有足够的强度和刚性，以保证加工过程中不产生变形或断裂。
2.冲头设计：冲头是冲裁模中的关键部件，直接影响产品的成型质量。
冲头的设计需要考虑产品的形状和尺寸，选择合适的冲头形状和直径，并根据实际情况进行调整。
冲头的设计不仅关系到产品的加工效率和效果，还关系到模具的使用寿命和维护成本。
3.模具工艺参数设计：在进行冲裁工艺时，模具的工艺参数也是至关重要的。
模具的工艺参数包括模具间隙、压头压力、冲头速度等，并且需要根据材料的特性和产品的要求进行调整。
合理的工艺参数设计可以保证产品的尺寸和表面质量达标，还可以提高生产效率和降低成本。
综上所述，冲裁工艺与冲裁模设计密切相关，是影响产品加工效果和质量的重要因素。
(完整版)冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案
第二章冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案一、填空题1. 冲裁既可以直接冲制成品零件，又可以为其他成形工序制备毛坯。
2. 从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。
它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。
但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。
3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。
4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。
5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。
6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。
7.光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。
8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。
9.塑性差的材料，断裂倾向严重，剪裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带大；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。
10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。
11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值，保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。
12.冲裁凸模和凹模之间的间隙，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。
13.冲裁间隙过小时，将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。
14.合理间隙冲裁时，上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合，光亮带约占板厚的1/2～1/3左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均较小，完全可以满足一般冲裁件的要求。
15.间隙过小时，出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些，但易去除，而且断面的斜度和塌角小，在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。
16.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越小，毛刺越大；断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。
第二章冲裁工艺与冲裁模具设计
搭 边 （排样时，工件间及工件与条料侧边间的余料称搭边。其作用 是补偿定位误差和保证条料有一定的刚度，以便送料。它的选 取应合理）
搭边
选取搭边值应考虑以下因素： ➢ 材料的力学性能 ➢ 工件的形状与尺寸 ➢ 材料的厚度 ➢ 送料方式及挡料方式
（搭边值的选取可参考表2－3，P33）
条料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度的确定
A
工件尺寸增大 的是A类；尺寸减 小的是B类；尺寸 不变的是C类。
落料工件
凹模
配合加工时，凸、凹模刃口尺寸的计算公式见下表：
冲裁件的排样
概 念： ～冲裁件在条料、板料或带料上的布置方式。（其是否 合理直接关系到材料的利用率、制件质量、生产率、工件 成本和模具寿命等） 条料
材料的利用率
工件
h
一个进距内材料的利用率：η= （nS/Bh）×100% 一张板料总的利用率：η∑ = （NA/AL）×100%
冲裁件的工艺性
～是冲裁件对冲压工艺的适应性能，即冲裁件结构形状、尺寸大小、 工件精度等在冲裁时的难易程度。
形状： 简单、对称、规则 转角： 无尖角（导圆角）
Rmin
孔径： dmin 搭边： 2t 悬臂和槽： 避免细长 端弧： R>B/2
冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。
（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。 （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2 mm以下的金属 板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2 μm。
P Lt b （对于同一材料，σb = 1.3τ）
卸料力、顶件力、推件力的计算
第2章 冲裁工艺与冲裁模(用)
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
一、冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。 一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切 面的近似表面粗糙度值件见表2-2。
2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件， 其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨 损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。
⒊ 把握好刃口制造精度与工件精度的关系。 形状简单的刃口制造偏差：按IT6～IT7级； 形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4； 对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差： 取冲裁件相应部位公差的1/8并冠以（±）； 详见表2-8
0 绪论 一、冲压概念
二、刃口尺寸计算方法
根据凸、凹模的加工工艺方法的不同，刃口尺寸的计算方法可分 为两种类型：凸模与凹模分别单独加工、凸模与凹模配合加工。 1. 凸模与凹模分别加工 (如图2-10) 凸模与凹模分别加工是指凸模与凹模分别按各自的图纸加工至最后 的尺寸，凸模、凹模图纸要分别标注凸模、凹模刃口尺寸及公差。
模具寿命受各种因素的综合影响，冲裁间隙是主要影响因素之一。
间隙越小，摩擦越严重，所以过小的冲裁间隙对模具寿命极为不
利。
较大的冲裁间隙可使模具与材料之间的摩擦减小，在一定程度上
还可以减小间隙分布不均匀的不利影响。从而提高模具寿命。
⒊ 冲裁间隙对冲裁工艺力的影响 正常情况下，冲裁间隙对冲裁力的影响不是很大。 冲裁间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸 模上卸下零件和从凹模中推出零件都比较省力。但间隙太大，引起毛 刺增加，反而又使卸料力和推件力迅速增加。
第2章-冲裁工艺
B类尺寸，随凹模磨损，尺寸↓：
C类尺寸，随凹模磨损，尺寸不变：
34
2.3 冲裁模刃口尺寸计算
3）冲孔
第 2 章
冲
冲孔件
裁
工
艺
A类尺寸，随凸模磨损，尺寸↑：
B类尺寸，随凸模磨损，尺寸↓： C类尺寸，随凸模磨损，尺寸不变：
冲孔凸模刃口轮廓
35
2.3 冲裁模刃口尺寸计算
4）总之
第
2
第
2
非圆形工件x值
圆形工件x值
材料
章
厚度
1
0.75
0.5
0.75
0.5
t/mm
工 件 公 差 Δ/mm
冲
裁
1 <0.16 0.17~0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16
工
1~2 <0.20 0.21~0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20
艺
2~4 <0.24 0.25~0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24
1、冲裁时的力态分析
第 普通冲裁示意图
2
模具工作部分有两个基
章
本特征：
冲
凸、凹模有锋利刃口
裁
凸、凹模有间隙
工
C - 单面间隙
艺
Z - 双面间隙
冲裁板料受力图
6
2.1 冲裁工艺分析
第
2
变形区位置
章
冲
裁
工
艺
变形区的应力状态
7
2.1 冲裁工艺分析
2、冲裁变形过程
第
2
1）弹性变形阶段
第2章 冲裁工艺
第
2.1 冲裁工艺分析
冲裁工艺设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
一、冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的结构工艺性（续） （3） 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽不能过窄、过长； （4） 冲裁件的孔边距与孔间距不能过小； （5） 在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔壁与工件直壁应保持一定距 离。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第七节 冲裁的工艺设计
一、冲裁件的工艺性分析
复合模冲裁的工件精度高 级进模冲裁的工件精度较低 单工序模冲裁的工件精度最低
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第七节 冲裁的工艺设计
二、冲裁工艺方案的确定
1．冲裁工序的组合
（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
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
医疗
图标元素
第七节 冲裁的工艺设计
二、冲裁工艺方案的确定
2、冲裁顺序的安排
（1）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。
（2）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。
（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。 （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。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
冲裁工艺及冲裁模设计
工艺性原则
冲裁模设计应满足生产 工艺要求，确保冲裁件
的质量和精度。
安全性原则
设计应确保操作安全， 防止模具使用过程中出
现危险。
经济性原则
在满足功能和安全性的 前提下，降低模具成本
。
维护性原则
设计应便于模具的安装 、调试、维修和保养。
冲裁模设计的步骤与方法
明确设计任务
了解冲裁件的结构、尺寸、材料和生产批量 等要求。
。
强度和韧性
选择具有良好强度和韧性的材 料，以确保模具在使用过程中 不易开裂或断裂。
热处理性能
选择适合的热处理工艺，以提 高模具的硬度和耐久性。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 量选择价格较低的材料，降低
模具成本。
03 冲裁模结构设计
冲裁模结构的选择
根据产品要求选择合适的冲裁模结构，如简单模 、连续模、复合模等。
03
固定方式。
冲裁模的装配与调试
01
根据设计图纸，正确装 配凸模、凹模、压板、 螺栓等零件。
02
检查装配后的冲裁模是 否符合设计要求，并进 行必要的调整。
03
进行试冲，检查冲裁件 的质量、尺寸精度和模 具的稳定性，对模具进 行调整优化。
04
对冲裁模进行保养和维 护，确保其长期稳定运 行。
04 冲裁模设计实例分析
Байду номын сангаас
实例一：简单冲裁模设计
总结词
结构简单、成本低、适用于中小批量生产
详细描述
简单冲裁模设计通常采用单工序模具，结构相对简单，制造成本较低，适用于中小批量生产。这种模具一般由上 模和下模组成，通过压力机将上模压下，使板料分离，完成冲裁工序。
实例二：复杂冲裁模设计
3-4 冲裁工艺分析
3-4 冲裁工艺分析
内容提纲：
一、冲裁件工艺性分析 二、冲裁工艺方案的确定
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
一、冲裁件工艺性分析
1、冲裁工艺性的概念
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁加工的难易程 度。
冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法、材料消耗少、工序数目少、生产 率高、模具结构简单，而且寿命长，产品质量稳定、操作方便，生产效率 高等。
与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁模和级进冲裁模。
冲压工艺与模具设计
1）单工序模
特点： ➢ 结构简单、设计加工装配容易、成本低、操作简便； ➢ 效率低、寿命短； ➢ 适合小批量生产或试制品的加工；
常用的： 单工序落料模、单工序切边模、单工序拉深模等。
冲压工艺与模具设计
单工序落料模
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
项目 工件尺寸精度
工件形位公差 送料方式 冲压速度 生产效率 材料要求 安全性 模具制造难度
应用
三种类型模具的比较
单工序模
较低
复合模
IT9-IT11
级进模
IT11-IT13
工件不平整，同轴度、 工件平整，孔边距、同 对称度及位置度误差大 轴度、对称度和位置度
误差小
手动、自动送料均可 不适合自动送料
综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。
冲压工艺与模具设计
二、冲裁工艺方案的确定
冲裁工艺方案，是指工件的冲制要进行哪些工序，这些工序的组合方式 以及先后顺序安排。
冲裁工艺方案是在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等方 面综合考虑，需确定基本冲裁工序、冲裁工序的组合方式、冲裁顺序的安排。
模具设计基础-课件2-2
第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节 冲裁模设计与有关工艺计算
三、冲裁排样与定位元件(继)
2. 材料利用率的计算 材料利用率：冲裁件的实际面积与所用板料面积的 百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标。 一个步距内的材料利用率：η=× A0 / BS ×100%
第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计
模内顶出所需要的力。
第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节 冲裁模设计与有关工艺计算
四、冲压力
1.冲裁力的计算
冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。
用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：
F KLt Ltb
式中 F—冲裁力（N） K—安全系数，K=1.3 t—材料的厚度（mm） τ—材料的抗剪强度（MPa） σb—材料的抗拉强度（MPa）
第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节 冲裁模设计与有关工艺计算
三、冲裁排样与定位元件(继)
3.搭边值的确定
搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的
工艺废料。
搭边的作用： （1）补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；
（2）增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；
（3）搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具 间隙，从而提高模具寿命。
（3）冲裁件的形状与尺寸
大些。 （4）送料及挡料方式
零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取
用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；
用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 （5）卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
第二章 冲裁工艺及冲裁模具的设计
第二节 冲裁模设计与有关工艺计算
第2章 冲裁工艺与冲裁模
1 1 1 1 Ld ( Lmin ) Td ( Lmin ) 2 2 2 8
0 绪论 一、冲压概念
2.凸模与凹模配合加工
配合加工法是指配做时，先制出一个基准件（如凹模），然后根据基准件 的实际尺寸，再按最小合理间隙Zmin配做另一件（如凸模）。
1.冲裁力的计算
平刃口冲裁模的冲裁力可按下式计算：
FP K PtL
式中，F—冲裁力，单位N； k—系数； L—冲裁件周边长度，单位㎜； t—板料厚度，单位㎜；τ b——材料抗剪强度，单位为MPa； 系数k是考虑到实际生产中各种因素对冲裁力的影响。 根据经验，一般取k＝1.3。 抗剪强度τ 的数值，取决于材料的种类和状态，可在有关手册中查取。 一般取τ b＝0.8σ b。 估算冲裁力公式： F＝Ltσ
Ap A K T
0
p
0 绪论 一、冲压概念
② 凸模磨损后尺寸增大。
B p B K
Tp 0
③ 凸模磨损后尺寸没有变化。 （根据工件尺寸的标注形式不同其计算也各异） 工件尺寸为正偏差标注，如C+0Δ，可按下式计算。 T 即 C p C 0.5 2p 工件尺寸为负偏差标注，如，可按下式计算。 Tp C C 0 . 5 即 p 2 工件尺寸为对称偏差标注，如，可按下式计算。 即 C p C Tp 2 式中， Ap、Bp、Cp——凸模刃口尺寸； A、B、C——工件孔的基本尺寸。
0 绪论
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
2.2.1 冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级，如表2-1。 一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切 面的近似表面粗糙度值件见表2-2。 2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件， 其中图a的尺寸标注方法就不合理，因为，两孔中心距会随模具的磨 损而增大。如改为图b的标注方式，则两孔中心距与模具磨损无关。
第二章冲裁工艺与冲裁模
凸模:
凹模:
式中： d—冲孔工件孔的基本尺寸，mm dp、dd—冲孔凸、凹模刃口尺寸，mm Δ—工件公差，mm —凸、凹模制造偏差（查表），mm X—磨损系数（查表）
第二章冲裁工艺与冲裁模
第二章冲裁工艺与冲裁模
②落料 设冲裁件的落料尺寸为
计算原则,计算公式为:
凹模:
,根据刃口尺寸
如不满足，则应提高模具制造精度，即减小 、 ⑤优点
凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。 ⑥缺点：模具制造公差小，模具制造困难，成本高。
第二章冲裁工艺与冲裁模
刃口尺寸计算注意点:
1.分清是冲孔还是落料 2.冲裁间隙Z的确定：与材料和料厚有关 3.冲裁件的尺寸标注是否标准
孔的标注： 落料的标注： 中心距标注：L
基准件刃口尺寸计算式：
A类尺寸：
B类尺寸：
C类尺寸：
C = C ±D ' 4 = C ±D 8
第二章冲裁工艺与冲裁模
A类尺寸：
B类尺寸：
C类尺寸： C = C ±D ' 4 = C ±D 8
式中： A、B、C—基准件基本尺寸, mm Amax—冲裁件A类尺寸最大极限值, mm B min—冲裁件B类尺寸最小极限值, mm δ—模具制造公差, mm
毛剌区：是由于冲裁间隙的存在 而产生，该区域一般不可避免。Байду номын сангаас
第二章冲裁工艺与冲裁模
注意事项
a、粗大毛刺的产生部位：
当凸模刃口磨钝时，落料件的上端会出现 粗大的毛刺； 当凹模刃口磨钝时，冲孔件的下端会出现 粗大的毛刺； 当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。
第二章冲裁工艺与冲裁模
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一、冲裁工艺及冲裁件的工艺性
1、概述
1）冲裁——利用装在压力机上的模具，将板料分离的冲压工 艺。 2）包括内容——冲孔、落料、修边、切口、切断等。 落料——从板料上冲下所需形状的零件或毛坯（要冲掉部分） 冲孔——从工件上冲出所需形状的孔（冲掉的部分是废料） 3）用途——可加工平板类零件；为弯曲、拉深、成形等工序 准备毛坯；在成形件上完成刨切、冲孔等。 4）模具
四、排样设计
排样：冲裁件在被冲材料上的布置方法。
在冲压生产中，零件的材料费用占制造成本 的60％以上，所以合理的排样不仅能提高冲 裁件的质量、提高模具寿命，而且时节约使 用材料降低成本的有效措施 。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
搭边：排样时零件与零件之间、零件与条料侧 边留下的工艺废料。
)配合加工法中凸、凹模刃口尺寸计算
对于形状复杂冲裁件，为保证凸、凹模 之间的合理间隙值，必须采用配 合加工方式。即首先加工凸、凹模中的一件作为基准件，然后以选定的间 隙配合加工另一件。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
配合加工的计算公式
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
落料与冲孔：
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
模具图
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2、冲裁件的工艺性
冲裁件的工艺性： 指冲裁件在工艺上的适应性，即加工难易程度。良好的工艺性能使材
料消耗少、工序数量少、模具结构简单且使用寿命长、产品质量稳定。
冲裁时，搭边过大，会造成材料浪费，搭边太 小，则起不到搭边应有的作用，过小的搭边, 导致板料被拉进凸、凹模间隙，加剧模具的磨 损，甚至会损坏模具刃口。
排样方法：
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
有废料、少废料、无废料排样
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
间隙对冲裁力的影响
冲裁间隙小，所需的冲裁力大；冲裁间隙大，材料容 易分离，所需冲裁力就小，但过大的冲裁间隙会导 致毛刺过大，造成卸料力、推件力等迅速增加，反
而对减小冲裁力不利． 间隙对模具寿命的影响增大模具间隙
增大模具间隙，有利于减小模具磨损，避免凹 模刃口提高模具的使用寿命。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
三、冲裁模刃口尺寸计算
1、间隙
间隙——冲裁时在凸、凹模刃口横向之间存在一周中一个很重要的工艺参数。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
1）冲裁间隙对冲裁过程的影响
间隙对冲裁件质量的影响
一般说来，间隙小，冲裁件断面质量就高； 间隙过大，板料的弯曲、拉伸严重，断 面易产生撕裂，光亮带减小，圆角带与 断裂斜度增加，毛刺较大；另外，冲裁 间隙过大时，冲裁件尺寸及形状也不易 保证，零件精度较低。
离。
2）精度 与断面粗糙度的要求 （1） 普通冲裁IT10-IT11级以下。 （2） 冲孔比落料精度高一级。 （3） 对于精度高于1T10的冲裁件，用整修和精密冲裁实现。 （4）冲裁尺寸标注应符合冲压冲工裁艺工艺要与求件冲的裁。工模艺冲性裁工艺及冲裁
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
排样方式
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
五、冲裁工艺力及压力中心的计算
1．冲裁工艺力的计算
冲裁工艺力 ——指冲裁时，材料对凸模的 最大抵抗力及其他附加力的总称。它是 选择冲床吨位的主要依据 。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
1）冲裁力
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
1）凸、凹模刃口尺寸计算原则
落料工序以凹模为基准件，先确定凹模刃口尺寸。
冲孔工序以凸模为基准件，先确定凸模刃口尺寸。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
凸凹模的磨损
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2) 计算方法
根据冲裁件形状的复杂程度，模具制造中，凸、 凹模的加工有两种方式：
互换加工－凸模与凹模分开加工（简单形状） 配合加工－形状复杂的零件
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
互换加工
圆形、规矩形状的零件尺寸计算公式为 冲孔（以凸模为基准）：
落料（以凹模为基准）
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
例题：互换加工
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2）合理冲裁间隙的确定
(1)经验法间隙z的数值
Z=ct
式中t——材料厚度，mm；
c——系数，与材料性能及厚度有关
(2)查表法表
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2、刃口尺寸计算
冲裁时，冲裁件的尺寸精度主要取决于凸、凹 模的刃口部分尺寸，并且合理的冲裁间隙也靠 凸、凹模刃口尺寸保证。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
二、冲裁变形过程分析
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2、断面特征
冲裁件的断面特征： <1>塌角带 由主单性变形阶段产生初始塌角，带动边塑性变形阶段。 <2>光亮带 产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的一段。 <3>断裂带 撕裂造成的，表面粗糙而无光泽，并带有锥度。 <4>毛刺区 产生微裂时便产生毛刺
1）形状和尺寸要求 （1） 冲裁件的形状简单，对称。（有利于排样，材料利用率高） （2） 外形内孔转角处避免过尖的锐角。（模具磨损过快） （3） 冲孔的最小尺寸与材料、孔形、料厚有关。（太小时采用护套） （4） 避免工件上有细长悬臂和狭长的槽，以防凸模折断。 （5） 冲裁件的孔与孔间，孔至边缘间距离不宜过小。 （6） 在弯曲件和拉深件上冲孔时，其孔边与工件直壁间应保持一定的距