《冲压模具设计与制造》知识点汇总

1、冲压概念在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，对其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸精度的零件加工方法。

（冲压三要素：合理冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备）2、冷冲模在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。

3、冲压工艺的特点低耗、高效、低成本“一模一样”、质量稳定、高一致性可加工薄壁、复杂零件板材有良好的冲压成形性能模具成本高所以，冲压成形适宜批量生产。

4、冲压工序分类根据材料变形特点分为分离工序和塑形成形工序。

分离工序：指板料在冲压力的作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离。

（有：落料、冲口、剪切、切断、切槽、切口、切边等）塑形成形工序：指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未超出抗拉强度极限，使板料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸精度制件的加工工序（拉深、胀形、翻边等）5、冲压成型性能主要包括：成型极限（材料达到最大变形程度）和成型质量。

6、冲压件的质量指标尺寸精度、厚度变化、表面质量以及成形后材料的物理机械性能。

7、冲压成形对材料的要求主要体现在：材料成形性能、材料厚度公差、材料表面质量等。

8、冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应程度。

9、冲裁工序按工序的组合程度的分类单工序，复合和级进冲裁。

冲裁组合方式的选择根据冲裁件的生产批量、尺寸精度、形状复杂程度、模具成本等多方面考虑（1）生产批量（2）冲裁件的尺寸精度（3）对工件尺寸、形状的适应性（4）模具制造、安装调整和成本（5）操作方便与安全10、冲模的分类(1)按工序性质分：落料模、冲口模、切断模、整修模、弯曲模、拉深模，成形模等。

(2)按工序组合程度分为：单工序模、级进模、复合模。

级进模：一次行程中，在一副模具的不同位置上完成不同的工序。

因此对工件来说，要经过几个工位也即几个行程才能完成。

而对模具来说，则每个行程都能冲压出一个制件。

所以级进模生产效率相当高。

复合模：在一次行程中，一副模具的同一个位置上，能完成两个以上工序。

一次复合模冲压出的制件精度较高，生产率也高。

(3)按导向方式分：无导向的开式模、有导向的导板模、导柱模等。

(4)按卸料方式分为刚性卸料模、弹性卸料模等。

(5)按送料、出件及排除废料方式分为：手动模、半自动模、自动模等。

(6)按凸、凹模的材料分为：硬质合金模、锌基合金模、薄板模、钢带模、聚氨酯橡胶模等。

11、单工序冲裁模是指压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模（落料模、冲孔模、切边模、切口模）落料模常见的三种形式：无导向的敞开式、导板式、导柱式单工序落料模。

冲孔模有导柱式冲孔模、冲侧孔模、小孔冲模。

12、连续模又称级进模、跳步模。

指在冲床的一次行程中，在模具的不同位置同时完成两个或两个以上的冲裁工序13、复合模及特点在一次冲裁行程内，在模具的同一位置完成两个或两个以上的冲裁工序。

复合模的优点：结构紧凑，生产效率高，之间内孔与外缘的相对位置精度保证，板料的定位精度比级进模低，比冲裁模轮廓尺寸小；缺点：结构复杂，制造精度要求高，成本高。

14、凸凹模凸凹模的外形是落料凸模、内孔是冲孔凹模15、倒装式复合模与正装式复合模的特点比较倒装式复合模的凸凹模在下模，落料凹模和冲孔凸模在上模，而正装式相反。

16、常用冲压设备及型号含义、规格的选用机械压力机（摩擦、曲柄压力机和高速冲床）、液压机（油、水压机）。

压力机规格的选用：1）、公称压力；2）、滑块行程长度；3）、行程次数；4）、工作台面尺寸；5）、滑块模柄孔尺寸；6）、闭合高度；7）、电动机功率。

17、公称压力的确定（公称压力是指压力机曲柄转到离下止点一定角度（称公称压力角，等于30度）时，滑块上所容许的最大工作压力，或表示为压力机本身能够承受冲击的大小。

）18、冲裁模零部件的分类分为工艺零件和结构零件。

工艺零件在完成冲压工序时，与材料或制件直接接触的零件；结构零件是模具在制造使用中起装配、安装、定位、导向作用的零件。

（1）工作零件：完成冲压工作的零件（2）定位零件：保证送料事有良好的导向和控制送料的进距（3）卸料、推件零件：保证在冲压工序完毕后将制动和废料排除，以保证下一次冲压工序顺利进行。

（4）导向零件：保证上模与下模相对运动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙，提高冲压件的质量。

（5）安装固定零件：是上述四部分零件联接成“整体”，保证各零件间的相对位置，并使模具能安装在压力机上。

19、冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。

冲裁变形过程包括弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。

获得一定形状和尺寸的内孔成为冲孔；在于获得一定外形轮廓和尺寸的之间称为落料。

20、冲裁件质量及其影响因素指断面状况、尺寸精度和形状误差。

影响冲裁件断面质量的因素：模具间隙；模具刃口状态；材料性能。

影响冲裁件尺寸精度的因素：模具的制造精度；冲裁间隙；材料的性质。

影响冲裁件形状误差（指翘曲、扭曲、变形等缺陷）的因素：材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等。

21、冲裁件的断面四个特征区圆角带、光亮带、毛刺区、断裂带圆角带1：是塑性变形阶段纤维的拉伸与弯曲所形成的，软料比硬料圆角大。

光亮带2：是塑性变形阶段凸模挤入材料，材料挤入凹模所形成的，其断面光亮垂直，通常占全断面的1/2～1/3。

材料塑性好，模具间隙小，光亮带所占比例大。

冲孔的光亮体部分尺寸近等于凸模尺寸；落料的近似等于凹模尺寸。

断裂带：是断裂阶段凸凹模刃口处的微裂扩展而形成的，其断面粗糙、有斜度。

毛刺带4：是断裂阶段材料拉断后的纤维延伸而形成的，毛刺太大影响冲件质量。

22、冲裁间隙及影响冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。

分双边（C）和单边（Z）两种。

可采用理论确定法、经验确定法以及图表法确定。

其影响因素主要是材料性质和厚度。

间隙的影响：（1）对冲裁件质量的影响。

间隙较大时，材料所受的拉伸作用增大，冲裁完毕后材料弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸。

当间隙较小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凹、凸模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。

（2）对模具寿命的影响。

间隙减小时，接触压力随之增大，摩擦距离随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧；较大间隙使得孔径在冲裁后因回弹增大，卸料时减少与凸模侧面的磨损。

（3）对冲裁力及卸料力的影响。

间隙减小时，材料所受的拉应力减小，压应力增大，板料不易产生裂纹，冲裁力增大；反之减小，但继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生的裂纹不相重合，会发生二次断裂冲裁力下降变缓。

间隙增大时，冲裁件光亮带窄，落料件尺寸偏差为负，冲孔件尺寸偏差为正，因而使卸料力、推件力或顶件力减小。

间隙继续增大，制作毛刺增大，卸料力、顶件力迅速增大。

23、影响毛刺大小的主要因素有模具间隙和模具刃口状态等1）冲裁模具间隙过小，部分材料被挤出材料表面形成高而薄的毛刺—挤出毛刺；间隙过大，材料易被拉入间隙中，形成拉长的毛刺―――拉断毛刺；2）模具刃口锋利程度：凸模刃口磨钝――落料件上端产生毛刺，凹模刃口磨钝――冲孔件下端产生毛刺；3）凸模于凹模由于长期受振动冲击而中心线发生变化，轴线不重合则易产生单面毛刺。

24、最小合理间隙的确定原则保证模具精度和断面质量的前提下使模具寿命最长25、刃口尺寸计算原则1、先确定基准件（落料：以凹模为基准，间隙取在凸模上；冲孔：以凸模为基准，间隙取在凹模上。

）2、考虑冲模的磨损规律（落料模：凹模基本尺寸应取接近于或等于工件的最小极限尺寸；冲孔模：凸模基本尺寸应取接近于或等于工件的最大极限尺寸。

）３、冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。

4、凸、凹模刃口制造公差应合理5、工件和模具刃口尺寸偏差应按“入体”原则标注单向公差。

（落料件标注单项负公差；冲孔件标注单项正公差。

）26、凸、凹模刃口尺寸的两种计算方法（1）两种计算方法的区别1）凸模与凹模分别加工时（分别标注凸模、凹模尺寸和公差）优缺点：具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。

适用于：圆形或简单刃口。

必须把模具的制造公差控制在间隙变动范围之内，需进行校核。

２）凸模与凹模配合加工：不需要校合是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个(基准件)，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。

优点：容易保证凸、凹模间隙很小,而且制造还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。

缺点：凸模、凹模不能互换适用于：异形或复杂刃口。

（2）计算公式冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算公式1）、按图样分别加工：A 、落料： 凹模刃口：D x D D D δ+∆-=0max )( 凸模刃口：0min )(Z D D D P δ--=B 、冲孔： C2）冲裁模凸、凹模配作法：磨损后刃口尺寸变大的按落料凹模刃口尺寸计算公式计算；磨损后刃口尺寸变小的按冲孔凸模刃口尺寸计算公式计算；磨损后刃口尺寸不变的按中间尺寸计算公式计算。

27、排样冲裁件在条料上、带料上布置的方法。

（衡量排样经济性、合理性的指标）28、材料利用率冲裁件的实际面积与所用的面积的百分比称为材料利用率。

（一个进距内的材料利用率和一张板料上总的材料利用率）29、排样的方法有废料、少废料、无废料排样。

（冲裁过程中产生的废料分为两种：结构废料和工艺废料）30、搭边及作用、影响搭边值大小的因素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。

作用：能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件； 能保持条料具有一定的刚性，便于送料； 能起到保护模具的作用。

影响搭边值大小的因素有材料力学性能，材料厚度，工件的形状和尺寸，排样的形式，送料及挡料方式。

31、冲压力计算目的及计算公式选用合适的压力机，设计模具以及检验模具的强度。

t F KL τ=；卸料力计算：F K F X X =；推件力计算：F nK F T T =；顶件力：F K F D D =；F 卸：从凸模上将零件或废料卸下来所需要得力。

F 推：顺着冲裁方向将零件或废料从凹模腔推出的力。

F 顶：逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力。

设h 为凹模孔口直臂的高度，t 为材料厚度，则工件数：n=h|t 。

刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模总压力：F 总=F 冲+F 推弹性和下出料方式的总冲压力：F 总=F 冲+F 卸+F 推弹性和上出料方式的总冲压力：F 总=F 冲+F 卸+F 顶（选择）32、模具的压力中心冲压力合力的作用点为模具的压力中心。

33、圆弧线压力中心： l Rb R Sin X ==παα0018034、压力中心的计算与确定计算结果应使压力中心与模柄轴心线重合，应当注意尽量使压力中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围35、凸模的结构与分类。