冲裁工艺与模具设计
冲裁工艺与模具设计
落料与冲孔的变形性质完全相同，但在进行 模具设计时，模具尺寸的确定方法不同，因此， 工艺上必须作为两个工序加以区分。冲裁工艺是 冲压生产的主要方法之一，主要有以下用途： 1.直接冲出成品零件； 2.弯曲、拉深、成形等其它工序备料； 3.对已成形的工件进行再加工（如切边，切舌， 拉深件、弯曲件上的冲孔等）。
项目二 冲裁工艺与模具设计
【能力目标】 能够进行一般复杂程度冲裁模的设计 【知识目标】 了解冲裁件的断面特征 能够正确选择冲裁合理间隙 掌握凸、凹模刃口尺寸的计算方法 熟悉降低冲裁力的方法和措施 能够合理的进行冲裁排样 掌握冲裁模的典型结构 掌握冲裁模主要零部件的设计
一、项目引入 本项目以图2-3所示的紫铜板的冲孔模设计为 载体，综合训练学生确定冲裁工艺和设计冲裁模 具的初步能力。
2 合理间隙的确定 目前确定合理间隙值的方法有理论确定法、经验确定 法和查表法三种。 （1）理论确定法 理论确定法又称公式法，此法的主要根据是保证上、 下微裂纹重合，获得良好的冲裁断面。 图2.6所示为冲裁过中开始产生裂纹的瞬时状态，根据 图中几何关系可求得合理间隙Z为：
Z 2(t h0 ) tan 2t (1 h0 / t ) tan
（4）毛刺 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和 凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口正面材 料被压缩，刃尖部分是高静压应力状态，使裂纹的起 点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的 地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂 而产生毛刺，裂纹的产生点和刃口尖的距离成为毛刺 的高度。在普通冲裁中毛刺是不可避免的。 影响冲裁件断面质量的因素很多，其中影响最大 的是凸、凹模之间的冲裁间隙。在具有合理间隙的冲 裁条件下，所得到的冲裁件断面塌角较小，有正常的 光亮带，其断裂带虽然粗糙，但比较平坦，斜度较小， 毛刺也不明显。
2-9 精密冲裁工艺与模具
三、精冲(齿圈压板冲裁) 精冲(齿圈压板冲裁)
1 精冲工艺特点
与普通冲裁模相比，模具结构上多一个齿圈压 板与顶出器，且凸凹模间隙极小，凹模刃口带 有圆角。 冲裁时，在V形齿的内面 在 形齿的内面 产生横向侧压力， 产生横向侧压力，以阻止材 料在剪切区内撕裂和金属的 横向流动， 横向流动
精冲工艺主要有： 光洁冲裁、负间隙冲裁， 光洁冲裁、负间隙冲裁， 带齿圈压板精冲、整修、 带齿圈压板精冲、整修、 对向凹模精冲、往复冲裁等 对向凹模精冲、往复冲裁等。
一、光洁冲裁
光洁冲裁（小间隙小圆角冲裁）。凸、 凹模间隙小于0.01～0.02mm， 落料时，凹模刃口带小圆角、倒角或椭 圆角，凸模仍为普通形式； 冲孔时，凸模刃口带小圆角、倒角或椭 圆角，凹模为普通形式 。
四、整修
整修：将普通冲裁后的毛坯放在整修模中 加工，除去粗糙不平的冲裁剪切面和锥 粗糙不平的冲裁剪切面和锥 获得光滑平整的断面。整修后，零 度 ， 获得光滑平整的断面 件尺寸精度可达IT6~IT7级，表面粗糙度 Ra值可达0.8～0.4µm。 整修方法主要有外缘整修、内孔整修、 外缘整修、内孔整修、 外缘整修 叠料整修和振动整修。 叠料整修和振动整修
整修时应将毛坯的大端放在整修凹模的 刃口上，否则会使粗糙面增大且有毛刺。 刃口上，否则会使粗糙面增大且有毛刺。
2 内孔整修
利用凸模切除余量。 利用凸模切除余量 整修目的是校正孔的坐标位置，降低表面粗糙度 和提高孔的尺寸精度。 整修时要求凸模刃口锋利外，还需有合理的余量。
内孔整修时，凸模应从孔的小端进入 内孔整修时，凸模应从孔的小端进入。 孔在整修后由于材料的弹性变形，使孔 径稍有缩小。
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。
冲裁工艺与模具设计概述
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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
冲裁工艺与模具设计
冲裁工艺与模具设计一、冲裁工艺概述冲裁工艺是金属材料加工中常用的一种工艺方法，通过冲压设备将金属材料切割成所需形状的工件。
冲裁工艺的主要特点是高效、精确、成本低、生产量大等优势。
而模具设计作为冲裁工艺的重要一环，是确保冲裁工艺顺利进行的关键。
二、冲裁工艺的步骤冲裁工艺的实施通常分为以下几个步骤：1.设计冲裁模具：根据产品的形状和尺寸要求，设计合理的冲裁模具，包括上模、下模和导向装置等部分。
2.材料准备：选择合适的金属材料，并将其切割成符合尺寸要求的工件。
3.模具调试：安装模具，并进行调试以确保模具的正常运行和冲裁质量。
4.冲裁操作：将材料放置于冲床上，并按照预定的冲裁程序进行操作，实现对材料的精确切割。
5.检验与修整：对冲裁后的工件进行检验，如有必要，进行修整以达到产品的要求。
三、模具设计的关键要点模具设计是冲裁工艺中至关重要的环节，一个合理的模具设计能够提高冲裁工艺的效率和质量。
以下是模具设计中的关键要点：1.考虑工件的形状和尺寸要求，设计出合理的模具结构和尺寸。
2.根据冲裁材料的特性，选择合适的模具材料，确保模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
3.确定模具的开合方式和定位方式，保证模具的稳定性和操作方便性。
4.设计合理的导向和定位装置，确保冲裁过程中工件的稳定性和精度要求。
5.根据冲裁工艺的要求，设置合适的切割方式、刀具尺寸和刀具数量。
6.考虑模具的可制造性和维修性，方便模具的制造和维护。
四、冲裁工艺和模具设计的案例分析以下是一个具体的案例分析，说明冲裁工艺和模具设计的应用：案例：汽车冲床件生产过程中的冲裁工艺和模具设计在汽车行业，冲裁工艺和模具设计是非常重要的环节。
这里以汽车门护板的生产为例，介绍其冲裁工艺和模具设计。
1.冲裁工艺：门护板是汽车车门上的一个重要部件，其形状复杂，尺寸要求严格。
在冲裁工艺中，首先需要设计合理的冲裁模具，将加工前的板材按照门护板的形状进行切割。
然后，通过冲床设备进行冲裁操作，将板材冲裁成门护板的形状。
冲裁工艺及冲裁模具设计
冲裁工艺及冲裁模具设计1. 引言冲裁工艺是金属板料加工中常用的一种工艺，通过冲击或剪切来完成金属板料的切割、成型等加工操作。
冲裁模具那么是用于完成冲裁工艺的工具，由上模和下模组成。
本文将介绍冲裁工艺的根本原理及最正确实践，并讨论冲裁模具的设计要点。
2. 冲裁工艺原理冲裁工艺的根本原理是利用冲裁模具对金属板料进行冲击或剪切，以到达切割、成型等目的。
冲裁工艺可以分为单冲、连冲和复合冲三种形式。
2.1 单冲单冲是指每次冲击或剪切只完成一次切割或成型操作。
单冲工艺简单、易于操作，适用于中小批量生产。
但是，由于每次操作只能完成一道工序，效率相对较低。
2.2 连冲连冲是指通过连续不断地进行冲击或剪切，一次完成多个工序。
连冲工艺具有高效率的优势，适用于大批量生产。
然而，连冲工艺要求操作速度快，冲裁模具的设计要求也相对较高。
2.3 复合冲复合冲是指在一个工序中使用多个冲裁模具，同时完成多个切割或成型操作。
复合冲工艺通常用于生产复杂的零件，可以提高生产效率和产品质量。
复合冲工艺的设计需要充分考虑模具的排列和动作协调的问题。
3. 冲裁模具设计要点3.1 模具材料选择冲裁模具需要具备足够的硬度和耐磨性，以保证模具长时间使用不失效。
常用的模具材料有工具钢、合金钢等。
在选择模具材料时应综合考虑材料的强度、硬度、热导率和加工难度等因素。
3.2 模具结构设计冲裁模具的结构设计直接影响到冲裁工艺的稳定性和产品质量。
模具结构应合理布局、刚性足够，并考虑到易于组装和维护等因素。
另外，模具的导向装置和定位装置也需要合理设计，以确保模具在工作过程中的准确性和稳定性。
3.3 模具冷却系统设计冲裁模具在工作过程中会受到较大的热冲击，冷却系统的设计对于模具的寿命和工作效率起到重要的作用。
冷却系统应考虑到模具各部位热量分布的差异，并采取适宜的冷却方式和冷却介质，以提高模具的冷却效果。
3.4 模具润滑系统设计模具润滑系统的设计对于减少摩擦、延长模具寿命和提高产品质量非常重要。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模的典型结构
¾ 冲小孔模具，必须考虑凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结 构；
¾ 成形零件上侧壁孔冲压时，必须考虑凸模水平运动方向的转换机构 等。
（1）导柱式冲孔模 （2）冲侧孔模 --- 斜楔式水平冲孔模
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
导 柱 式 冲 孔 模
1-下模座 2、18-圆柱销 3-导柱 4-凹模 5-定位圈 6、7、8、15-凸模 9-导套10-弹簧11-上模座 12-卸料螺钉 13-凸模固定板 14-垫板 16-模柄 17-止动销19、20-内六角螺钉 21-卸料板
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
2.7 冲裁模的典型结构
（一）冲裁模的基本类型
1．按工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、切口模、切 边模、剖切模等； 2．按工序组合方式可分为单工序模、复合模和级进模； 3．按上、下模的导向方式可分为无导向的开式模和有导向的 导板模、导柱模、导筒模等。 4．按凸、凹模的材料可分为硬质合金冲模、钢结硬质合金冲 模、聚氨脂冲模等； 5．按凸、凹模的结构和布置方法可分为整体模和镶拼模，正 装模和倒装模。
2.7 冲裁模的典型结构
(二)冲裁模结构组成 上模、下模
根据各零件在模具中所起的作用不同，分为工艺零件 和结构零件： 工艺零件：直接参与完成工艺过程并与板料或冲件直 接发生作用的零件，包括工作零件，定位零件，卸料 与出料零部件等。 结构零件：将工艺零件固定起来构成模具整体，是对 冲模完成工艺过程起保证和完善作用的零件，包括支 撑与固定零件、导向零件、紧固件及其他零件。
2.7 冲裁模的典型结构
虽然冲裁模种类繁多，但生产中通常还是习惯按照 工序组合形式将冲裁模归类。
冲裁工艺及冲裁模具设计
冲裁工艺及冲裁模具设计冲裁工艺是一种常用的金属加工方法，通过冲切将金属材料切割成所需形状和尺寸，通常用于制作金属零部件和工件。
冲裁工艺的成功与否，不仅与冲裁机床的性能和工艺操作的技能有关，也与冲裁模具的设计质量密切相关。
本文将重点介绍冲裁工艺及冲裁模具设计的相关内容。
冲裁工艺的基本原理是，通过在金属材料上施加一定的冲击力，使模具上的刀具快速切入材料中，沿着预定轨迹切割出所需形状的零件。
冲裁工艺具有以下几个特点：一是加工速度快，冲裁速度通常为每分钟几十次到几百次，可以高效地完成大批量生产；二是加工精度高，冲裁工艺可以实现较高的尺寸精度和形状精度；三是适用范围广，冲裁工艺适用于各种金属材料，如钢材、铝材、铜材等。
冲裁模具是实现冲裁工艺的关键工具，其质量和设计能力直接影响着冲裁工艺的效果和生产成本。
冲裁模具的设计要考虑以下几个方面的因素：首先，要根据零件的形状和尺寸确定冲裁模具的结构和形式。
常见的冲裁模具包括简单冲模、复杂冲模、连续冲模等多种形式。
对于形状复杂、尺寸较大的零件，通常需要采用复杂冲模，以满足工艺要求。
其次，要合理选择冲裁模具的材料。
冲裁模具的材料应具有较高的硬度和耐磨性，以保证长时间的使用寿命。
常见的冲裁模具材料有合金工具钢、硬质合金等。
同时，还应根据不同材料的特性，选择合适的冲裁模具涂层，以减小摩擦阻力，延长模具的使用寿命。
再次，要根据冲裁工艺要求确定冲裁模具的加工精度和工艺要求。
冲裁模具的加工精度直接影响着冲裁零件的尺寸精度和形状精度。
因此，在设计冲裁模具时，要考虑到刀具的选择、工艺参数的确定等因素，以保证冲裁零件的质量和成品率。
最后，要根据冲裁生产的需求，合理设计冲裁模具的结构和布局。
冲裁模具的结构应简洁、紧凑，以降低制造成本和提高生产效率。
同时，还要合理设计模具的装卸和调整方式，以便于模具的更换和维护。
综上所述，冲裁工艺及冲裁模具设计是金属加工中非常重要的环节。
通过合理的冲裁工艺和冲裁模具设计，可以提高生产效率，降低生产成本，提高冲裁零件的质量和生产效率。
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。
冲裁工艺与模具设计-冲裁力和压力中心计算
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第四节 冲裁力和压力中心的计算
四、降低冲裁力的方法
3．加热冲裁（红冲）
金属在常温时其抗剪强度是一定的，但是，当金属材料加热 到一定的温度之后，其抗剪强度显著降低，所以加热冲裁能 降低冲裁力。 但加热冲裁易破坏工件表面质量，同时会产生热变形，精度 低，因此应用比较少。
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
第四节 冲裁力和压力中心的计算
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入 材料的深度(凸模行程)而变化的，如图所示。
通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计 模具的重要依据之一。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第四节 冲裁力和压力中心的计算
一、冲裁力的计算
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第四节 冲裁力和压力中心的计算
四、降低冲裁力的方法 2．斜刃冲裁
¾落料时凸模应为平刃，将凹模 作成斜刃，如图a所示。 ¾冲孔时则凹模应为平刃，凸模 为斜刃，如图b所示。 ¾斜刃还应当对称布置，以免冲 裁时模具承受单向侧压力而发生 偏移，啃伤刃口。
落料用
冲孔用
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
第四节 冲裁力和压力中心的计算
五、冲模压力中心的确定（续）
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：
y = 180R sin α / πα = Rs / b
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第四节 冲裁力和压力中心的计算
五、冲模压力中心的确定（续）
冲裁工艺及模具设计
冲裁工艺及模具设计冲裁工艺简介冲裁工艺是一种常见的金属加工工艺，用于将金属板材加工成所需的形状。
这种工艺通常通过模具将压力施加到金属板上，以使其形成所需的凸起或凹陷。
冲裁工艺广泛应用于汽车制造、家电制造和航空航天等行业。
冲裁工艺的主要特点是高效、精确和重复性好。
通过合理的工艺参数和模具设计，可以实现高速、连续和自动化生产。
冲裁工艺还可以在一次冲裁过程中完成多个工序，提高生产效率。
冲裁工艺步骤冲裁工艺一般包括以下步骤：1.材料准备：选择适合的金属板材，并根据设计要求进行切割和整理。
2.模具设计：根据产品要求和工艺参数设计合适的冲裁模具。
3.模具制造：根据模具设计图纸制造模具，并进行热处理和调试。
4.工艺参数设置：根据产品要求和材料特性，确定合适的冲裁工艺参数，例如冲击力、冲裁速度和冲裁深度等。
5.冲裁加工：将金属板材放置在冲裁机上，通过模具施加压力进行冲裁加工。
6.产品整理：对冲裁后的产品进行去毛刺、倒角和抛光等处理，使其达到设计要求。
7.质量检验：对冲裁产品进行质量检验，确保其尺寸和外观质量符合要求。
8.包装和发货：将合格的冲裁产品进行包装，并按照客户要求进行发货。
模具设计要点模具设计是冲裁工艺中的关键环节，合理的模具设计可以提高冲裁质量和生产效率。
以下是一些模具设计的要点：1.合适的模具材料：模具材料应具有足够的硬度和耐磨性，以承受冲击和摩擦力。
常用的模具材料有工具钢和硬质合金等。
2.确定合适的模具结构：模具结构应根据产品要求和冲裁工艺参数确定。
常见的模具结构有单工位模具、连续模具和复合模具等。
3.合理的模具尺寸：模具的尺寸应精确匹配产品要求，避免尺寸过大或过小造成冲裁失效或模具损坏。
4.设计合适的模具导向方式：模具的导向方式影响着冲裁产品的精度和稳定性。
常用的导向方式有滑块导向、模柱导向和滑块导柱导向等。
5.考虑模具的冷却系统：在模具设计中应考虑合适的冷却系统，以提高冲裁效率和模具寿命。
冲裁工艺优化为提高冲裁工艺的效率和质量，可以进行工艺参数的优化。
冲裁工艺和冲裁模具设计
冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺和冲裁模具设计是现代工业生产中非常重要的技术和工艺。
冲裁工艺是通过冲击力将金属板材进行成型和切割的一种加工方法，而冲裁模具是实现这一过程的重要工具。
本文将详细介绍冲裁工艺和冲裁模具设计的相关内容。
一、冲裁工艺冲裁工艺是将金属板材置于冲裁机上，通过冲击力使金属板材发生塑性变形，从而完成对金属板材的成型和切割。
冲裁工艺主要有以下几个特点：1.高效率：冲裁工艺可以在较短的时间内完成对金属板材的加工，提高了生产效率。
2.高精度：冲裁工艺可以实现对金属板材的精确控制，可以生产出精度高的零部件。
3.多功能：冲裁工艺可以完成各种形状和尺寸的金属板材的加工，具有很强的适应性。
冲裁工艺的具体步骤主要包括：设计冲裁模具、选择合适的冲裁机床、放置金属板材、进行冲裁加工、检验成型品质量等。
冲裁模具是实现冲裁工艺的关键工具，其设计对于冲裁工艺的成败起着至关重要的作用。
冲裁模具设计需要考虑以下几个方面：1.模具结构设计：模具结构要能够满足冲击力的作用，同时要能够保证金属板材的成型和切割要求。
模具结构设计要考虑到成型品的形状和尺寸，以及模具的寿命和维修保养情况。
2.材料选择：冲裁模具需要使用高强度和高硬度的材料，以保证模具具有足够的耐用性和稳定性。
3.冷冲模具和热冲模具：根据金属板材的性质和成型要求，可以选择使用冷冲模具或热冲模具。
冷冲模具适用于低温成型，热冲模具适用于高温成型。
4.模具加工工艺：模具加工需要使用先进的机械加工设备和工艺，以保证模具的加工精度和质量。
冲裁模具设计需要注意以下几个关键点：1.模具的定位和固定：模具在冲裁过程中必须能够保持稳定的位置和固定度，以保证成型品的准确度。
2.模具的导向和导板：模具在冲裁过程中需要进行一定的导向运动，导向和导板设计要合理，以减少摩擦力和磨损。
3.模具的副导向和顺应性：模具在冲裁过程中需要具有一定的副导向和顺应性，以保证成型品的形状和尺寸要求。
4.模具的排屑和冷却：模具在冲裁过程中需要及时排出金属屑和冷却润滑，以保证模具的使用寿命和成型品的质量。
冲裁工艺和冲裁模具设计
冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺是一种常用的金属成形方法，广泛应用于汽车、电子、电器等工业领域。
它通过在金属板材上用模具施加力量，使板材发生塑性变形，实现所需形状的制造。
冲裁工艺的关键是冲裁模具设计，好的模具设计能够提高冲裁质量和生产效率。
冲裁模具设计的要素主要包括模具结构设计、模具材料选择和模具工艺设计。
模具结构设计是冲裁模具设计的核心内容，它决定了模具的功能和可靠性。
模具结构设计需要考虑到所需冲裁零件的形状、尺寸和数量等因素，以及生产效率和模具寿命的要求。
在模具结构设计中，应该注意以下几个方面：1.模具的开合方式：冲裁模具通常是由上模和下模组成，选择合适的开合方式可以提高模具的使用效率和稳定性。
常见的开合方式有固定式、推拉式和旋转式等。
2.模具的导向方式：冲裁模具在使用过程中需要保持稳定位置，通过合理的导向方式可以减少模具的摆动和磨损。
常见的导向方式有滑动导向、滚动导向和定位导向等。
3.模具的定位方式：冲裁模具需要在冲裁过程中保持对准，通过合理的定位方式可以提高冲裁精度和生产效率。
常见的定位方式有销针定位、销轴定位和夹紧定位等。
模具材料选择是冲裁模具设计的重要环节，材料的选择需要考虑到工作环境、冲裁材料和生产要求等因素。
常见的模具材料有工具钢、硬质合金和高速钢等。
根据不同的要求，可以选择合适的材料来提高模具的耐磨性、耐冲击性和耐腐蚀性。
模具工艺设计是冲裁模具设计的关键环节，它直接影响到冲裁质量和生产效率。
模具工艺设计需要考虑到冲裁顺序、切割方式和切割尺寸等因素。
冲裁顺序是指冲裁零件的先后顺序，合理的冲裁顺序可以提高生产效率和模具使用寿命。
切割方式是指冲裁刀具与板材的接触方式，常见的切割方式有切割、剪断和破裂等。
切割尺寸是指冲裁零件的尺寸要求，合理的切割尺寸可以提高冲裁质量和成品率。
总之，冲裁工艺和冲裁模具设计是冲裁技术的重要组成部分。
合理的冲裁工艺和模具设计可以提高冲裁质量和生产效率，降低生产成本和能源消耗。
冲裁工艺和冲裁模具设计
冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺和冲裁模具设计作为一种常见的金属加工技术，冲裁被广泛应用于制造汽车、电子设备、家电等各种产品。
冲裁过程包括剪切、拉伸、冲压等操作，通过模具对金属材料进行形状变化和剪切，来达到制造出所需产品的目的。
因此，冲裁工艺和冲裁模具设计对于产品的品质和生产效率至关重要。
一、冲裁工艺冲裁工艺是指冲裁操作的完整过程，包括模具设计、材料选择、冲裁机的选择、生产线的设计、冲裁参数设置、操作人员的技术水平等。
在整个冲裁工艺中，模具设计是决定产品精度和质量的关键因素之一。
而材料的选择则是根据需求而来，决定了产品的强度和耐用度。
同时，冲裁机的选择和生产线设计，也对质量和效率有很大的影响。
在冲裁参数设置方面，操作人员需要根据需要的产品要求选择适当的切削速度、切削深度、冲切速度和氧化器的温度，以确保工艺的高效性和安全性。
操作人员的技术水平和经验也是冲裁工艺中不可或缺的一环，只有经过深入的培训和实践才能熟练掌握冲裁操作技术，保证产品质量。
二、冲裁模具设计冲裁模具是冲裁过程中的中心部分，它能够使原材料按照特定的形状和尺寸被切割和改变。
因此，冲裁模具设计必须按照以下原则：1.符合产品尺寸和形状的需求冲裁模具的设计必须符合目标产品的需求，确保可靠和准确地达到预期的尺寸和形状。
特别是在生产大批量产品时，模具的稳定表现和可维护性是至关重要的。
2.优化切削、加工和生产速度冲裁模具设计必须考虑切削、加工和生产速度。
为获得最佳性能和保持稳定生产，冲裁模具必须经过详细的工程分析、优化和调整，以确保指定的材料厚度、切割宽度和其他冲裁过程条件。
这些是实现制造优化和节约时间的关键。
3.确保模具寿命和可靠性模具的设计必须考虑预计的使用寿命和维护要求，以确保高度的可靠性和生产效率。
根据产品需求，选择合适的材料和表面处理方法，以有效地提高模具寿命和耐久度，降低生产成本和维护费用。
4.考虑生产过程中的人工干预冲裁模具设计必须考虑生产过程中的人工干预，以确保操作人员的安全和效率。
冲裁工艺及模具设计
断面（the cutting cross-section）特征
圆角带（rollover zone） a：
刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。
光亮带（smooth sheared zone） b：
塑性剪切变形。质量最好的区域。 通常占全断面1/3─ 1/2 。
断裂带（fracture zone） c：
共四对力
凸、凹模间隙存在， 产生弯矩 M。
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冲裁时的应力状态
凸模下压引起轴向应力σ
３
板料弯曲与凸模侧压力 引起径向应力σ1 切向应力σ２为板料弯曲 引起的压应力与侧压力 引起的拉应力的合成应 力
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二、冲裁变形过程
弹性变形阶段 塑性变形阶段
断裂分离阶段
Play
裂纹首先 产生在凹 模刃口附 近的侧面
第二章 冲裁工艺及模具设计
本章教学目的：
➢ 了解冲裁变形过程、变形机理以及冲裁间隙对冲裁工 艺的影响；
➢ 掌握冲裁模工作部分刃口尺寸的计算方法； ➢ 掌握冲裁力、卸料力及推件力的计算及降低冲裁力的
方法； ➢ 了解冲裁件的排样方法和冲裁工艺分析方法； ➢ 了解普通冲裁和精密冲裁的区别。
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模具刃口状态
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。
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2、冲裁件尺寸精度及其影响因素
冲裁件的尺寸精度： 指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。
该差值包括两方面的偏差： 一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差； 二是模具本身的制造偏差。
从板料上冲下所需形状的零件（或毛坯） 叫落料；在工件上冲出所需形状的孔（冲去的 为废料）叫冲孔。 Play
冲裁工艺及冲裁模具设计
冲裁工艺及冲裁模具设计一、冲裁工艺的定义和应用场合冲裁工艺主要是指利用力学和金属塑性变形原理来对金属板材进行剪切加工，将金属板材按照既定的尺寸和形状进行裁剪，从而达到制造出零件或产品的目的。
冲裁工艺是很多金属加工行业常用的一种机械加工方法，广泛应用于电子、汽车、机械、航空等领域。
目前，在自动化程度越来越高、生产效率越来越高的工业现代化的时代背景下，冲裁工艺显得更加突出，因为冲裁工艺可以通过大量的机械化、自动化加工方法来实现，因此可以极大地提高生产效率和减少人工误差。
二、冲裁工艺的特点及其优势1.效率高。
与人工进行零件剪切相比，冲裁机不仅速度快，而且准确度高，可以实现大批量生产。
2.精度高。
数控冲床可以实现高精度、高可靠性的生产效果，特别适用于许多需要高度一致性和稳定性的行业。
3.易于操作。
数控冲床对于操作人员的技术要求相对较低，只需要进行基础培训即可操作。
4.适用范围广。
冲裁工艺适用于各种各样的板材制作，能够加工不同种类的材料，批量生产效果非常显著。
三、冲裁模具的设计流程1. 制定设计方案。
在确定冲裁工艺的基础上，制定合适的模具设计方案。
2. 进行模具设计。
模具设计要与产品相对应，需要仔细考虑模具既定的材料，形状和尺寸等重要因素。
3. 建立模具。
进行模具制造，根据所需材料进行层压固化或焊接处理。
4. 调试模具。
在确定模具可以正常工作之前，需要进行模具的全面调试，确保其正常运作。
四、冲裁模具设计需要考虑的因素1.模具的强度、硬度和耐磨性2.模具结构及材料选择3.模具的制造成本、生产周期以及使用寿命4.其他附加功能，例如自动换刀和自动化控制等功能5.模具的维护和保养，包括冲模、整形、修理和热处理等要素五、模具材料的选择常用的模具材料包括有：碳工具钢、合金工具钢、高速钢、水淬氮化钢等。
选择合适的材料可以根据模具的用途、形状和大小进行。
六、结论作为现代加工领域重要的一种技术，冲裁工艺的发展是广泛的机械加工工业进步和高质量生产的重要标志。
第二章冲裁工艺与模具设计
2）斜排：适用于椭圆形、T形、Г形、S形零件。
3）直对排：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、Π形、 Ш形零件。
4）斜对排：适用于椭圆形、T形、Г形、S形零件。
5）组合排：适用于材料与厚度相同的两种以上零件。
6）多行排：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角 形、方形、矩形零件。
7）交叉排：适用于C形、Π形、Ш形等零件。
3）采用侧刃：B=(L+1.5b+nF) –Δ
式中： L——制件垂直于送料方向的基本尺寸； n——侧刃数； F——侧刃裁切宽度； Δ——条料的宽度公差； b——侧面搭边值。
（2）材料利用率的计算 一般常用的计算方法是：一个进距内的实际面积与 所需板料面积之比的百分率，一般用η表示：
S S 100% 100% S0 A B
（4）典型案例分析 1）垫圈：
（4）典型案例分析 2）电机转子：
（4）典型案例分析 2）电机定子：
2）电机转子： 制件结构复杂，形状对称，无悬臂狭槽，孔边距较大； 转子轴孔Φ10的公差为0.027mm（IT8级）；
外圆Φ47.2的公差为0.05mm（IT9级）； 毛刺高度应小于0.05mm； 材料为电工硅钢，材料具有一定的脆性。
式中： A—在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离（mm）； B—条料宽度（mm）； S—一个进距内之间的实际面积（mm）； S0 —一个进距内所需毛坯面积（mm）。
（3）典型案例冲裁材料利用率计算（见表2-17）
2.6 冲裁模刃口尺寸计算
2.6.1 冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模凸模与凹模刃口间缝隙的距离。
1）应避免冲裁件上有过长的悬臂和狭槽。
最小宽度：b>2t
冲裁件悬臂与窄槽尺寸
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（c）模具刃口状态对断面质量的影响
凸模钝时，落料件产生较大毛刺；凹模钝时冲孔件产生较大毛刺。
图7 模具刃口状态对断面质量的影响 a）凹模磨钝 b）凸模磨钝 c）凸、凹模均磨钝
（2）影响冲裁件尺寸精度的因素 （a）由表1可知，冲模的制造精度越高、材料厚度越小，冲裁件的精度越高。
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。
冲裁工艺与模具设计
一、冲裁工艺概述
1.什么是冲裁工艺？
冲裁是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。 它既可以直接冲出成品制件，也可以作为弯曲、拉深等其他工序的坯料， 还可以在已成形的制件上进行再加工（切边、切口、冲孔等）。
2. 冲裁时板料变形区的受力情况
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。
3）.合理间隙值的确定 合理间隙是一个范围值，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值
称为最大合理间隙（Zmax）。确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。 a）理论确定法
主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。根据图中几何关系 可求得合理间隙为Z。
中硬钢
硬钢
b）经验确定法 根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、
金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14—IT10级，要求高的可达到 IT10—IT8级。
二、冲裁模具的设计思路
1、冲裁模设计的总原则： 在满足制件尺寸精度和形状精度的前提下力求使模具 结构简单、操作方便、材料消耗少、制件成本低。 2、冲裁模设计思路
三、冲裁工艺性分析
冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工中的难易程度。良好的冲裁工艺 性应保证材料消耗少、工序数少、模具结构简单且寿命长、产品质量稳定、 操作安全方便等。
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
四、冲裁模刃口尺寸计算
1、冲裁间隙
冲裁间隙Z是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸Dd与凸模刃口横向尺寸Dp的差 值。Z表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示，如无特殊说明，冲裁间隙就是指双 面间隙。Z值可为正，也可为负，但在普通冲裁中，均为正值。
1）.冲裁间隙对冲裁力、卸料力、推料力、顶料力的影响 间隙越小，冲裁力就越大；反之，间隙越大，冲裁力就小。 间隙越小，卸料力和推料力随之增加；间隙越大，卸料力和推料力随之减小。 间隙对卸料力、推料力的影响大于对冲裁力的影响。 2）.冲裁间隙对冲模寿命的影响 较小的间隙可提高模具的使用寿命。过小的间隙对模具的寿命极为不利。
3）冲孔精度比落料精度高一级
3、典型案例分析
制件结构简单对称，外形近似圆形，有一宽2mm的 槽口，不是狭槽。槽口处存在近似90°的转角。圆 孔间距b1=2t，方形孔的孔边距b=1.8mm>2t。，制 件上内孔Φ4与Φ6的公差为0.07mm（由附录K可知 为IT10级），其他尺寸无精度要求（视为IT13级）， 因此，制件总体精度为IT10级。因该制件为电子器 材的外观配件，制件内外轮廓相对尺寸精度要求较 高，同时要求冲压材料表面光洁、平整,无氧化皮、 裂纹、锈斑、划痕等缺陷。所用材料为纯铝(1200)， 冲裁性能较好，但容易产生毛刺。综上所述，制件 具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。
图5 冲裁件的断面特征 a)冲孔件 b）落料件
断面质量的影响因素 在四个特征区中，光亮带剪切面质量最佳，而断裂带的断面粗糙，且带有斜
度。各个部分在整个断面上的比例，随材料的性能、厚度、模具冲裁间隙、刃口 状态及摩擦等条件有关。主要有以下几个方面：
（a）材料的塑性越好，光亮带所占比例越大，圆角和穹弯较大，断裂带较 窄；材料的塑性差，反之。 （b）间隙过大，使凸模产生的裂纹相对于凹模产生的裂纹向里移动一个距 离；间隙过小，使凸模产生的裂纹相对于凹模产生的裂纹向外移动一个距 离。
图2 冲裁变形过程
图3 冲侧面
图4 冲裁力-凸模行程曲线
4.冲裁件的质量
（1）断面质量及其影响因素 冲裁件端面由圆角带、光亮带、断裂带和毛刺组成。 圆角带是刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形的部分； 光亮带是板料与模具侧面挤压而形成的光亮垂直的端面； 断裂带是刃口处产生的微裂纹在拉力作用下，不断 拓展而形成的撕裂面； 毛刺是断面上高于制件的部分，是不可避免的。
断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值。这时冲裁力与模具寿命作为次要因
素考虑。
对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以 降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。
2、 凸、凹模刃口尺寸计算的原则 影响冲裁件尺寸精度的首要因素是模具刃口尺寸的精度，合理间隙值也需要
1、冲裁工艺性要求
1）应避免冲裁件上有过窄的悬臂和狭槽。
2）冲裁件的孔与边缘间距离b1、孔与孔之间的距离b2不能太小。
3）冲裁件的外形或内孔的转角处，应避免有锐角的清角，应采用圆 弧过渡。 4）冲孔的尺寸不能太小。
2.冲裁件的尺寸精度和粗糙度
普通冲裁件
1）尺寸精度一般在IT10~IT11级以下
2）剪切断面表面粗糙度Ra<6.3μm（冲裁厚度在2mm以下）