冲裁工艺与模具设计-冲裁模的典型结构
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冲裁模的分类及典型结构
冲裁模的分类及典型结构
1.2 冲裁模的典型结构
导柱式落料模
1—上模座； 2—卸料弹簧； 3—卸料螺钉； 4、17—螺钉； 5—模柄； 6—防转销； 7—销； 8— 9—凸模固定板； 10—落料凸模； 11—卸料板； 12—落料凹模； 13—顶件板； 14— 15—顶杆； 16—托板； 18—固定挡料销； 19—导柱； 20—导套； 21—螺母； 22—橡皮
正装落料冲孔复合模
冲裁模的分类及典型结构
1.2 冲裁模的典型结构
2）倒装复合模
1—下模座； 2、14—垫板； 3—上模固定板；4—凸凹模； 5—卸料板；6—固定挡料销； 7、19—活动挡料销；8—推件块； 9—推销；10—推块；11—推杆； 12—模柄；13—上模座； 15—下模固定板； 16— 17—凸模； 18—弹簧
4
和聚氨酯冲模等
5 按凸、凹模的结构和布置方式可分为：整体模和镶拼模、正装模和倒装模
6 按自动化程度可分为：手动操作模、半自动模和自动模
冲裁模的分类及典型结构
1.2 冲裁模的典型结构
（1） 无导向敞开 式落料模
（2） 导板式落料
模
（3） 导柱式落料
模
1） 落料模
冲压工艺与模具设计
冲裁模的分类及典型结构
1.1 冲裁模的分类
1 按工序性质可分为：落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模和剖切模等
2 按工序组合方式可分为：单工序模、复合模和级进模
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、
3
导柱模和导筒模等
按凸、凹模的材料可分为：硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模
倒装落料冲孔复合模
冲裁模的分类及典型结构
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。
冲裁及冲裁模设计
16
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
17
第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
12
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
10
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
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第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模设计步骤及实例
《冲压工艺及模具设计》
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。
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。
冲压工艺及模具
②当Z过大：
拉伸作用强，挤压作用弱，光亮带窄，相对滑动距
离短，冲件弹性恢复与上相反 。凸凹模磨损大为减轻。
③同一间隙Z：凸模端面比凹模端面磨损小。
凸模侧面比凹模侧面磨损大。 为提高模具寿命，一般采用较大间隙。若采用小间隙 应提高模具硬度，模具制造精度高，表面粗糙度低，并改 善润滑条件，以减小磨损。
冲压件尺寸减小，因此，尺寸误差是两者的综合结果。
② 模具制造精度低，工件的尺寸精度无法保证。
冲裁件内外形能达到的经济精度IT11—14，尺寸越大，精度越高，不
同的冲压件尺寸精度所对应的模具制造精度不同。
（3）间隙对弯曲度的影响（图2-11）
Z增大，h增大，为提高制件的平整度，可加压料板或反向压板，要求 太高可以加整形工序。
二、模具间隙
模具间隙——指凸、凹模刃口间的间缝隙，单边用C表
示，双边用Z表示。 间隙是冲裁模设计的关键尺寸。间隙大小对冲裁件质量和 模具使用寿命都有很大影响。
1、间隙对冲裁件质量的影响（断面、尺寸、形状即
弯曲度）
（1）间隙对断面质量的影响（图2-10）
a——Z过小，断面平直，双光亮带，挤长毛刺薄，易去除。 b——Z合理，有一定的斜度，比较平直，光洁，光亮带1/2-1/3。 c——Z过大，斜度大，粗糙，光亮带小，拉长毛刺厚，难去除。
4. 合理间隙的确定
生产中选用一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内， 就可冲出良好产品，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为 最大合理间隙。 新设计模具应采用最小值。
⑴ 理论确定法：
根据两裂纹重合，获得良好断面依据。
单边 c=t(1—ho/t)tgβ ho/t——相对压入深度
β ——裂纹与垂线间夹角
冲裁模设计(doc10)
冲裁模设计冲裁模设计一．冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指零件对冲裁加工工艺的适应性，即加工的难易程度。
良好的冲压工艺性，是指在满足零件使用要求的前提下，能以生产率高最经济的方式加工出来。
由冲裁变形的过程分析可知，材料除剪切变形外，刃口附近的程序还存在拉伸、弯曲、横向挤压等变形，冲裁件断面具有明显的区域性特征。
所以在拟定冲裁件的工艺规程或设计冲裁件时，必须从制件结构形状、材料性能、尺寸精度及模具强度等方面分析零件的结构工艺性。
1．对结构的基本要求1) 冲裁件的形状应力求简单、规则、使排样时废料最少。
2) 制件内、外形转角处应避免设计成尖角，一般在圆角处应使R≥0.5t。
3) 冲孔制件的孔不能太小。
冲裁可冲出的最小孔径见教材。
4) 制件上孔与孔之间的距离，制件孔与边缘之距离c值不宜太小，一般要求c≥2t，并保证应大于3～4mm，连续模且对制件精度要求不高使，可适当减小但不小于板厚。
5) 制件外形应避免有长悬臂，或过窄的凹槽，悬臂和凹槽的宽度要大于料厚的1.5～2倍。
2．裁件的尺寸精度和粗糙度制件的尺寸精度以不高于IT12 级为宜。
如无特殊的要求，外形尺寸应低于IT10级，内形尺寸精度应低于IT9级。
对精度要求高于IT10级的冲裁件，应在模具结构设计方面采取措施，如提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。
制件的断面要求质量不高时，材料厚度和硬度的影响尤甚。
通常材料厚度t<1mm的制件，断面粗糙度可达Ra6.3um。
二．冲裁间隙1．冲裁间隙冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔，凸、凹模刃口部分，在垂直于冲裁力方向的投影尺寸之差，称为冲裁间隙。
间隙有两种含义：一般指凸模与凹模间每侧空隙的数值，称为单边间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，成为双面间隙。
对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙是两者直径之差，常用C来表示。
2．间隙对冲裁的影响实践证明，间隙的大小，分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命有直接的影响。
冲裁模的结构与设计
定期检查与保养
定期检查冲裁模的外观和结构， 确保没有损坏或变形。
检查冲裁模的刃口是否锋利， 如需磨刃应及时进行。
定期对冲裁模进行润滑，以减 少磨损和保持其良好的工作状 态。
常见故障与排除方法
冲裁出的工件尺寸不稳定
检查冲裁模的刃口是否磨损或松动，调整刃 口间隙或更换磨损件。
冲裁出的工件表面质量差
检查冲裁模的刃口是否锋利，如需磨刃应及 时进行。
冲裁模的应用领域
汽车制造
汽车面板、座椅、车门等部件 的制造。
家用电器
洗衣机、冰箱、空调等产品的 制造。
电子行业
手机、电脑、平板等产品的制 造。
航空航天
飞机、火箭、卫星等高端设备 的制造。
02
冲裁模的结构
上模
01
上模是冲裁模的主要组 成部分，通常安装在冲 压机上。
02
03
04
上模主要由凸模、卸料 板、上模板和垫板等组 成。
标注模具各零件的尺寸、材 料和热处理要求。
绘制详细的装配图，包括各零 件之间的装配关系、配合尺寸
和连接方式等。
审核与修改设计
对设计完成的模具进行审核，确 保其满足工艺要求和结构形式要
求。
根据审核结果，对设计进行必要 的修改和完善。
与制造部门沟通，确保模具制造 的可行性和经济性。
05
冲裁模的维护与保养
04
冲裁模的设计流程
确定工艺要求
1
确定冲裁件的材料、尺寸、精度和表面质量要求。
2
分析冲裁件的工艺性，评估是否适合采用冲裁工 艺。
3
确定冲裁工艺方案，包括冲裁次数、工序组合方 式等。
确定模具结构形式
01
根据冲裁件形状、尺寸和精度要求，选择合适的模具结构形 式。
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
冲压工艺与模具设计第二章第五节N
全直壁型孔，只适用于逆出件 式模具
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计 三、凹模形孔侧壁形状 1、直壁型孔 阶梯形
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计
三、凹模形孔侧壁形状 1、直壁型孔 （1）直刃口特点：强度好；刃磨后，不变化；内存废料多；应用 多，线切割 （2）应用 高寿命，（大间隙），模具有一个反推机构，高精密。斜漏料 孔应用不多了。2～3度，淬前修出来。
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计 三、凹模形孔侧壁形状 1、直壁型孔 台阶形直壁型孔设计参数两个： 直刃口有效高度h和漏料孔单边扩大值b。 h的确定: A、没提寿命要求，按标准，t ≤1mm， h=4～5mm， t ≥1mm， h=6～8mm。 B、有寿命要求
h N总 每次刃磨量 N
H K1 K 2 3 0.1F
有的资料 H=Kb b——冲裁件最大长度 K——系数，与与模具设计
（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定
凹模厚（高）度
H=kb （≥15mm） 凹模壁厚 C=（1.5~2）H （≥30～40mm）
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计 三、凹模形孔侧壁形状 两种基本类型：直壁型孔，斜壁型孔 1、直壁型孔：有三种结构形式
N总——总件数 N——一次刃磨寿命，与凹模材料有关，每次刃磨量0.2 b的确定：漏料孔单边扩大值b=0.5～1mm，工件形状复杂时可取 大些
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计
2、斜壁型孔
第二章 冲裁工艺及模具设计 第五节 凹模结构设计 三、凹模形孔侧壁形状 2、斜壁型孔 （1）特点：强度差、刃磨后变化、内存废料少、磨损小 （2）应用： 只有一种，用于顺出件模具。 斜角a，电火花a=4～20分，线切割a=1～1.5度。
第2章 冲裁工艺与冲裁模
0 Dp ( Dd 2cmin )0 ( D x 2 c ) p max min p
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。
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。
第二章冲裁工艺分析5-6
第二章 冲裁工艺与冲裁模
11导板，5凸模，在圆筒侧面冲孔。
导板式侧面冲孔模 1-摇臂2-定位销3-上模座4-螺钉5-凸模 6-凹模7-凹模体8-支架9-底座10-螺钉 11-导板12-销钉13-压缩弹簧
第二章 冲裁工艺与冲裁模
在筒形件的侧壁进 行冲孔，工作位置水 平。 斜楔1，随压力机向 下运动，推动滑块4和 凸模5向前运动，进行 冲孔，
补充：当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：
L = H1 + H 2 + t + A '
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第六节 冲裁模零部件结构设计
二、凹模结构设计
1．凹模结构形式 1）整体式：图2.29a 优点：结构简单，强度好；
缺点：整体采用模具刚成本高，适用于高精度小件。 刃口损坏如不能修补，需整体更换。
倒装式复合模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第六节 冲裁模零部件结构设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第六节 冲裁模零部件结构设计
冲裁模零部件的分类：
工作零件
工艺零件 冲裁模零部件 结构零件 连接与固定零件 定位零件 卸料与推件零部件 模架
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第六节 冲裁模零部件结构设计
全长导向结构的小孔冲模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
局 部 放 大 图
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
1、9-定位板 2、3、4-小凸模 5-冲击块 7-小压板 8-大压板 10-侧压块 超 短 凸 模 的 小 孔 冲 模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
局 部 放 大 图
第二章 冲裁工艺与冲裁模
第二章 冲裁工艺与冲裁模
冲裁模结构图
第一章!冲裁模结构图"!落料模图"#"!落料模"—定位销!$—活动定位销说!明根据排样要求，条料顺序送进一条料长度后，需翻转后再顺序送进一次。
翻转送进时需用活运动定位销!初定位，而后用定位销"定位。
!#导板导向落料模图"$!#导板导向落料模"—凸模#!—步距刀#%—导板#&—凹模#’—右导尺#(—挡料块#)—左导尺#*—托料板说明导板%主要是为凸模"起导向作用，同时也起卸料作用。
对于导板模，其凸模应始终不脱离导板，以保证导向精度。
!"下顶出件落料模图#$!"下顶出件落料模#—上模座"%—弹簧"!—卸料螺钉"&—内六角螺钉"’—模柄"(、)、%!—圆柱销"*—垫板"+—固定板#,—凸模"##—卸料板"#%一凹模"#!—顶件块"#&—下模座"#’—顶杆"#(—托板"#)—螺栓#*—挡料销"#+—导柱"%,—导套"%#—螺母"%%—橡胶说明这是一副正装下顶出件落料模，其特点是材料在压紧态下进行冲裁，冲出的工件表面平整，适合于厚度较薄的中小工件冲裁。
!"镶块落料模图#$!"镶块落料模#—挡料销"%—下模座"&、#’、#(、%)—卸料螺钉"!、*、#*—内六角螺钉")、(—圆柱销"+—上模座,—套圈"##、#)、%!—弹簧"#%—固定板#&—推件板"#!—顶销"#+—凸模镶块"#,—凹模镶块%’—卸料板"%#—废料切刀"%%—导套"%&—导柱%*—限位柱说明这是一套冲大型件的简单落料模。
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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¾ 冲孔模的对象是已经落料或其它冲压加工后的半成品，所以冲孔模 要解决半成品在模具上如何定位、如何使半成品放进模具以及冲好 后取出既方便有安全；
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。
按工序组合方式可分为单工序模、复合模和级进模
2.7 冲裁模的典型结构
1. 单工序模： 落料模：无导向、导板式、导柱式
2. 级进模 3. 复合模
用导正销定位的级进模 侧刃定距的级进模 正装式复合模 倒装式复合模
导板式单工序落料模
这种冲模的主要特征是凸、凹模的正确配合是依靠导板导 向。为了保证导向精度和导板的使用寿命，工作过程不允许 凸模离开导板。 导板模比无导向简单模的精度高，寿命也较长，使用时安 装较容易，卸料可靠，操作较安全，轮廓尺寸也不大。 导板模一船用于冲裁形状比较简单、尺寸不大、厚度大于 0.3mm的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
1-螺帽2-导料螺钉 3-挡料销 4-弹簧 5-凸模固定板 6-销钉 7-模柄 8-垫板 9-止动销 10-卸料螺钉 11-上模座 12-凸模 13-导套 14-导柱 15-卸料板 16-凹模 17-内六角螺钉 18-下模座
导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
(二)冲裁模结构组成
¾工作零件：直接使坯料产生分离或塑性变形的零件。 ¾定位零件：确定坯料或工序件在冲模中正确位置的零件。 ¾卸料与出件零件：这类零件是将箍在凸模上或卡在凹模内 的废料或冲件卸下、推出或顶出，以保证冲压工作能继续进 行。 ¾导向零件：确定上、下模的相对位置，并保证运动导向精 度的零件。 ¾支撑与固定零件：将上述各类零件固定在上 、下模上以 及将上、下模连接在压，如紧固件 （主要为螺钉、销钉）和侧孔冲裁模中的滑块、斜楔等。
2.7 冲裁模的结构设计
2.7 冲裁模的典型结构
1-模柄 2-止动销 3-上模座 4、8-内六角螺钉 5-凸模 6-垫板 7-凸模固定板 9-导板 10-导料板 11-承料板 12-螺钉 13-凹模 14-圆柱销 15-下模座 16-固定挡料销 17-止动销 18-限位销 19-弹簧 20-始用挡料销
导板式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
导柱式冲裁模的导向比导板模的可靠，精度高， 寿命长，使用安装方便，但轮廓尺寸较大，模具 较重、制造工艺复杂、成本较高。 它广泛用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
一、单工序冲裁模 2.冲孔模:
沿封闭轮廓将废料从坯料或工序件上分离而得到带孔冲件的冲裁模。 冲孔模的结构与一般落料模相似，但冲孔模有其自己的特点:
1-斜楔 2-座板 3-弹簧板 4-滑块 5-凸模 6-凹模
斜楔式水平冲孔模
2.7 冲裁模的结构设计
工序件以内形定位，为了保证冲孔位置的准确，弹压板3在冲 孔之前就把工序件压紧。 该模具在压力机一次行程中冲一个孔。类似这种模，如果安 装多个斜楔滑块机构，可以同时冲多个孔，孔的相对位置由模 具精度来保证。生产率高，但模具结构较复杂，轮廓尺寸较 大。 这种冲模主要用于冲空心件或弯曲件等成形零件的侧孔、侧 槽、侧切口等。
无导向单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
无导向单工序落料模
该模具具有一定的通用性，通过更换凸模和凹模，调整导 料板、定位板，卸料板位置，可以冲裁不同冲件。 无导向冲裁模的特点是结构简单，制造容易，成本低。但 安装和调整凸、凹模之间间隙较麻烦，冲裁件质量差，模具 寿命低，操作不够安全。 因而，无导向简单冲裁模适用于冲裁精度要求不高、形状 简单、批量小的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
二、单工序冲裁模
单工序冲裁模： 在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。
1.落料模：是指沿封闭轮廓将冲件从板料或条料上分离的冲模。 （1）无导向单工序落料模 （2）导板式单工序落料模 （3）导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
1-上模座 2-凸模 3-卸料板 4-导料板 5-凹模 6-下模座 7-定位板
2.7 冲裁模的典型结构
冲裁模是生产优质、低成本制件的工装保证。在冲裁生 产中具有决定性作用。了解和掌握冲模的基本类型，结 构特点及其工作性能，是模具设计的基本前提。
一、冲裁模基本类型及结构 冲裁属于工艺形式比较多的一种板料加工方
法，冲裁制件的多样性，需要使用不同类型、不同结构 的模具实现冲裁加工。
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。
按工序组合方式可分为单工序模、复合模和级进模
2.7 冲裁模的典型结构
1. 单工序模： 落料模：无导向、导板式、导柱式
2. 级进模 3. 复合模
用导正销定位的级进模 侧刃定距的级进模 正装式复合模 倒装式复合模
导板式单工序落料模
这种冲模的主要特征是凸、凹模的正确配合是依靠导板导 向。为了保证导向精度和导板的使用寿命，工作过程不允许 凸模离开导板。 导板模比无导向简单模的精度高，寿命也较长，使用时安 装较容易，卸料可靠，操作较安全，轮廓尺寸也不大。 导板模一船用于冲裁形状比较简单、尺寸不大、厚度大于 0.3mm的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
1-螺帽2-导料螺钉 3-挡料销 4-弹簧 5-凸模固定板 6-销钉 7-模柄 8-垫板 9-止动销 10-卸料螺钉 11-上模座 12-凸模 13-导套 14-导柱 15-卸料板 16-凹模 17-内六角螺钉 18-下模座
导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
(二)冲裁模结构组成
¾工作零件：直接使坯料产生分离或塑性变形的零件。 ¾定位零件：确定坯料或工序件在冲模中正确位置的零件。 ¾卸料与出件零件：这类零件是将箍在凸模上或卡在凹模内 的废料或冲件卸下、推出或顶出，以保证冲压工作能继续进 行。 ¾导向零件：确定上、下模的相对位置，并保证运动导向精 度的零件。 ¾支撑与固定零件：将上述各类零件固定在上 、下模上以 及将上、下模连接在压，如紧固件 （主要为螺钉、销钉）和侧孔冲裁模中的滑块、斜楔等。
2.7 冲裁模的结构设计
2.7 冲裁模的典型结构
1-模柄 2-止动销 3-上模座 4、8-内六角螺钉 5-凸模 6-垫板 7-凸模固定板 9-导板 10-导料板 11-承料板 12-螺钉 13-凹模 14-圆柱销 15-下模座 16-固定挡料销 17-止动销 18-限位销 19-弹簧 20-始用挡料销
导板式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
导柱式冲裁模的导向比导板模的可靠，精度高， 寿命长，使用安装方便，但轮廓尺寸较大，模具 较重、制造工艺复杂、成本较高。 它广泛用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
一、单工序冲裁模 2.冲孔模:
沿封闭轮廓将废料从坯料或工序件上分离而得到带孔冲件的冲裁模。 冲孔模的结构与一般落料模相似，但冲孔模有其自己的特点:
1-斜楔 2-座板 3-弹簧板 4-滑块 5-凸模 6-凹模
斜楔式水平冲孔模
2.7 冲裁模的结构设计
工序件以内形定位，为了保证冲孔位置的准确，弹压板3在冲 孔之前就把工序件压紧。 该模具在压力机一次行程中冲一个孔。类似这种模，如果安 装多个斜楔滑块机构，可以同时冲多个孔，孔的相对位置由模 具精度来保证。生产率高，但模具结构较复杂，轮廓尺寸较 大。 这种冲模主要用于冲空心件或弯曲件等成形零件的侧孔、侧 槽、侧切口等。
无导向单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
无导向单工序落料模
该模具具有一定的通用性，通过更换凸模和凹模，调整导 料板、定位板，卸料板位置，可以冲裁不同冲件。 无导向冲裁模的特点是结构简单，制造容易，成本低。但 安装和调整凸、凹模之间间隙较麻烦，冲裁件质量差，模具 寿命低，操作不够安全。 因而，无导向简单冲裁模适用于冲裁精度要求不高、形状 简单、批量小的冲裁件。
2.7 冲裁模的典型结构
二、单工序冲裁模
单工序冲裁模： 在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。
1.落料模：是指沿封闭轮廓将冲件从板料或条料上分离的冲模。 （1）无导向单工序落料模 （2）导板式单工序落料模 （3）导柱式单工序落料模
2.7 冲裁模的典型结构
1-上模座 2-凸模 3-卸料板 4-导料板 5-凹模 6-下模座 7-定位板
2.7 冲裁模的典型结构
冲裁模是生产优质、低成本制件的工装保证。在冲裁生 产中具有决定性作用。了解和掌握冲模的基本类型，结 构特点及其工作性能，是模具设计的基本前提。
一、冲裁模基本类型及结构 冲裁属于工艺形式比较多的一种板料加工方
法，冲裁制件的多样性，需要使用不同类型、不同结构 的模具实现冲裁加工。