冲裁工艺及冲裁模设计
冲裁工艺和冲裁模设计
目录
• 冲裁工艺概述 • 冲裁模设计基础 • 冲裁工艺参数与材料 • 冲裁模的制造与维护 • 冲裁模设计实例分析 • 冲裁工艺与模具发展趋势
冲裁工艺概述
01
冲裁工艺的定义与特点
定义
冲裁是利用模具使板料产生分离的加 工方法，常用于制造各种形状和尺寸 的金属零件。
特点
冲裁工艺具有高效、低成本、高精度 等优点，广泛应用于汽车、家电、电 子、仪器仪表等领域。
冲裁材料的选择
材料的厚度
不同厚度的材料需要选择不同的 冲裁工艺参数，以确保良好的冲 裁效果。
材料的机械性能
材料的硬度、韧性、强度等机械 性能对冲裁效果有较大影响，需 根据具体要求选择合适的材料。
材料的表面质量
材料的表面质量对冲裁件的外观 和断面质量有影响，应选择表面 质量较好的材料。
材料性能对冲裁的影响
材料的硬度
01
硬度较高的材料在冲裁时不易产生塑性变形，有利于获得较清
晰的冲裁断面。
材料的韧性
02
韧性较好的材料在冲裁过程中不易开裂，有利于提高冲裁件的
尺寸精度。
材料的强度
03
强度较高的材料在承受冲裁力时不易变形，有利于保持冲裁件
的平整度。
冲裁模的制造与维
04
护
冲裁模的制造工艺
材料选择
根据冲裁件的材料特性、尺寸精度和生产批量， 选择合适的模具材料，如钢材、硬质合金等。
VS
新材料冲裁模具设计
根据新材料的特性，设计合理的冲裁模具 结构，提高模具的耐磨性和使用寿命。
智能化、自动化冲裁生产线的建设
智能化
通过引入物联网、大数据、人工智能等技术，实现冲裁生产线的智能化管理、监控和故障诊断。
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。
冲裁及冲裁模设计
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。
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。
冲裁工艺及冲裁模设计课件
（3）计算冲孔中心距
Ld L 0.125 (18 0.125 0.18)mm (18 0.023)mm
第 二 章 ： 冲 裁 工 艺 及 冲 裁 模 设 计
2、落料 （1）校核间隙公差条件，查公差值表得： | p | 0.016mm,| d | 0.025mm, 故有 | p | Байду номын сангаас d | 2cmax 2cmin
由表2.2.3查得：2Cmin=0.10mm,2Cmax=0.14mm 由表2.3.1查得：尺寸80mm，选x=0.5； 尺寸15mm，选x=1； 其余尺寸，选x=0.75。 落料凹模刃口尺寸计算如下： （1）随磨损增大的尺寸有a、b、c：
+0.25 +0.250.42 0.105 a凹 =(a max -x)0 =(80-0.5 0.42)0 79.790 +0.25 +0.250.34 0.085 b凹 =(bmax -x)0 =(40-0.75 0.34)0 39.750 +0.25 +0.250.34 0.085 c凹 =(cmax -x)0 =(35-0.75 0.34)0 34.750
a 80
0 0.42
mm, b 40
0 0.34
mm, c 35
0 0.34
mm
d 22 0.14mm, e 150 0.12 mm
解：该件属于落料件， 选凹模为设计基准 件，只需计算落料 凹模刃口尺寸及制 造公差，凸模刃口 尺寸由凹模的实际 尺寸按间隙要求配 做。
第 二 章 ： 冲 裁 工 艺 及 冲 裁 模 设 计
3、查表确定法（表2.2.3)
第 二 章 ： 冲 裁 工 艺 及 冲 裁 模 设 计
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。
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。
第二章-冲裁工艺与冲裁模具设计PPT课件
都有搭边。材料利用率低，但能保证冲裁件质量，
模具寿命较高。
少废料排样
模具只沿工件部分外形轮廓冲裁，只有局部有
搭边。废料较少，工件质量不高，模具摩损快。
无废料排样
工件间、工件与条料间均没有搭边的存在。模具刃口
沿板料依次切下获取工件。材料利用率高，工件质量差，
模具易损坏。
裁板
纵裁
联合裁
横裁
21
冲压工艺力和压力中心的计算
概 念：
～是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分离
所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）的
总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。
冲裁力的计算
使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁
力P可用下式计算：
= KLt
（K－系数，取1.3）
合理冲裁间隙值的确定：
❖ 工件断面质量无严格要求时，应取大间隙值；
❖ 工件的断面质量和制造精度较高时，应取较小间隙值；
❖ 在设计冲模刃口尺寸时，应考虑模具摩损因素，冲裁
间隙应取最小值。
6
方法1：理论确定法
如右图所示，可得冲裁间隙为：
= 2( − ℎ0 )tan = 2(1 − ℎ0 Τ)tan
能与其冲压时定位 基准重合 ，
并选择在冲裁过程中基本上下
不变动的面或线上。
9
凸、凹模刃口尺寸的计算
重要性：
冲模刃口处的尺寸及制造公差直接影响工件的尺寸
精度，合理的冲裁间隙也靠其保证。
前提：
尺寸
计算
的原
则：
因冲裁间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥
度，且落料件的大端尺寸与凹模刃口尺寸相近，冲出
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
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第二章冲裁工艺及冲裁模设计一、填空题1. 冲裁既可以直接冲制________，又可以为其他__________制备毛坯。
2.一般来说，冲裁工艺主要是指_____和_____工序。
3.冲裁变形过程大致可分为_______、________、________三个阶段。
4.冲裁件的切断面由______、______、_______、_____四个部分组成。
5.光亮带是紧挨圆角带并与________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_______和________的作用而形成的。
6.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现________时形成的。
7.塑性差的材料，断裂倾向严重，_______增宽，而________所占比例较少，毛刺和圆角带____；反之，塑性好的材料，光亮带__________。
8.冲裁凸模和凹模之间的________，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具_____、_______、______和推件力等。
9.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越_____，毛刺越_____；断面上出现二次光亮带是因间隙太_____而引起的。
10.影响冲裁件毛刺增大的原因是________、_______大。
11.冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的_____________的差值，差值______，则精度_______。
12.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的_____和_______精度。
13.影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是_____________，二是冲裁结束后冲裁件相对于________尺寸的偏差。
影响冲裁件尺寸精度的因素有______、材料______、工件的__________、材料的_______等，其中______起主导作用。
14.当间隙较大时，冲裁后因材料的弹性回复使____________凹模尺寸；冲孔件的孔径_____________。
15.当间隙较小时，冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸__________，冲孔件的孔径________。
16.冲模的制造精度______，则冲裁件的精度_____。
17.冲裁间隙的数值，等于_______与_______刃口部分尺寸之差。
18.在设计和制造新模具时，应采用______的合理间隙。
19.合理间隙值和许多因素有关，其主要受__________和__________因素的影响。
20.在冲压实际生产中，主要根据冲裁件的___________、__________和__________三个因素给间隙规定一个范围值。
21.冲孔时，凸模刃口的尺寸应______或________冲孔件的______极限尺寸。
22.落料件的尺寸与_____刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与_______尺寸相等。
23.冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的________、_________、刃口尺寸磨损有关。
24.落料时，因落料件的大端尺寸与凹模尺寸相等，应先确定凹模尺寸，即以凹模尺寸为基础，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故落料凹模基本尺寸应取_________，而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸__________。
25.冲孔时，因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致，应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基础，为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故冲孔凸模基本尺寸应取________，而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸___________。
26.落料时，应以______为基准配制_______，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。
27.冲孔时，应以______为基准配制________，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。
28.配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由_______保证，_______比较简单，不必校核δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件，并且可放大________的制造公差，使制造容易。
29.冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的________及_________间隙配制。
30.冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的________。
31.冲裁件的工艺性分析，主要从冲裁件的_________、冲裁件的_____和冲裁件的_________等三方面进行。
32.冲裁件在条料、带料或板料上的_________叫排样。
33.材料的利用率是指________面积与_____面积之比，它是衡量合理利用材料的指标。
34.冲裁产生的废料可分为两类，一类是________，另一类是________。
35.减少工艺废料的措施是：设计合理的__________，选择合理的________和合理的搭边值；利用_________。
36.排样的方法，按有无废料的情况可分为_______排样、_______排样和_______排样。
37.排样时，冲裁件之间以及_________留下的工艺废料叫搭边。
38.搭边是一种________废料，但它可以补偿_______误差和______误差，确保制件合格.39.手工送料，有侧压装置的搭边值可以____，刚性卸料的比弹性卸料的搭边值________。
40.在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在________，而冲裁剩下的材料则紧箍在________。
41.从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称________，将梗塞在凹模内的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称______，逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称______。
42.采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时，冲压力等于_______、________、________之和；采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时，冲压力等于______、______之和；采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时，冲压力等于______、________、_______、_________之和。
43.为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动，常用__________法、__________法和__________法来降低冲裁力。
44.在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下，为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象，凸模应采用______布置，即将_____做短一些。
这样可保证冲裁时，_______凸模先冲。
45.阶梯冲裁时，大凸模长度应比小凸模长度____，可以保证冲裁时____凸模先冲。
46.模具压力中心就是冲压力______的作用点。
模具的压力中心应该通过压力机滑块的_________。
47.冲裁模的形式很多，按送料、出件及排除废料的自动化程度可分为______、_________和________等三种。
48.按工序组合程度分，冲裁模可分为_______、______和______等几种。
49.在压力机的一次行程中，__________冲压工序的冲模称为单工序模。
50.在条料的送进方向上，具有______________，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成_________________的冲压工序的冲模称为级进模。
51.在压力机的一次行程中，在模具的_______位置上，完成___________的冲压工序的模具，叫复合模。
52.冲裁模具零件可分为_________、________。
53.在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为_______。
54.定位零件是指用于确定_______在模具中的正确位置的零件。
55.级进模中，典型的定位结构有__________和________等两种。
56.由于级进模的工位较多，因而在冲制零件时必须解决条料或带料的_____问题，才能保证冲压件的质量。
常用的定位零件是_______和______。
57.应用级进模冲压，排样设计很重要，它不但要考虑材料的________，还应考虑制件的_______、冲压成形规律、模具_____等问题。
58.全部为冲裁工步的级进模，一般是先_______后______。
先冲出的孔可作为后续工位的_______，若该孔不适合______或定位要求较高时，则应冲出____________。
59.按照落料凹模的位置不同，复合模分为_______和_________两种。
60.凸凹模在________，落料凹模在_______的复合模称为顺装复合模。
61.凸模的结构形式，按其断面形状分为________、_______；按刃口形状有_______、________等；按结构分为______、______、________、________和带护套式等。
62.圆形凸模常用的固定方法有______和_______。
63.凹模的类型很多，按外形分有______、方形或_______，按结构分有_______和_______；按刃口形式分有______和_______。
64.复合模的凸凹模壁厚最小值与冲模结构有关，顺装式复合模的凸凹模壁厚可____些；倒装式复合模的凸凹模壁厚应_____些。
65.镶拼结构的凸、凹模设计原则是：力求改善_____工艺性，减少_____工作量，提高_______精度；66.条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位，一是在与___________方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向。
二是在送料方向上的限位，控制___________，称为送料定距。
67.导料销导正定位多用于________中。
使用导正销的目的是消除_________和_________或______等粗定位的误差。
导正销通常与________，也可与______配合使用。
68.条料在送进方向上的______距离称为步距。
69.弹压卸料板既起________作用，又起________作用，所得的冲裁件质量较好，平直度较_____，因此，质量要求较高的冲裁件或_________宜用弹压卸料装置。
70.精冲凸、凹模的间隙很_____。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。
（）2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。
（）3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。
（）4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。
（）5．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。
（）6．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。
（）7．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。
（）8．模具的压力中心就是冲压件的重心。
（）9．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。
（）10．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。