冲压模课程设计指导--设计及绘制装配图-冲裁模设计

冲压模课程设计指导--设计及绘制装配图

冲裁模设计

(3) 模具刃口状态对质量的影响模具刃口状态对冲裁过程中的应力状态及冲件的断面质量有较大影响。当刃口磨损成圆角时，挤压作用增大，所以冲件塌角带和光亮带增大。同时，材料中减少了应力集中现象而增大了变形区域，产生的裂纹偏离刃口，凸、凹模间金属在剪裂前有很大的拉伸，这就使冲裁断

面上产生明显的毛刺。

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。

凸、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况

a) 凹模磨钝b) 凸模磨钝c) 凸、凹模均磨钝

2．冲裁件尺寸精度及其影响因素

冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实际尺寸与公称尺寸之差。差值越小，精度越高。这个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。

冲裁件的尺寸精度与许多因素有关。其主要影响因素有：

(1) 冲模的制造精度冲模的制造精度对冲裁件尺寸精度有直接影响。冲模的精度越高，冲裁件的精

度亦越高。

(2) 材料的性质材料的性质对该材料在冲裁过程中的弹性变形量有很大影响。对于比较软的材料，

弹性变形量较小，冲裁后的回弹值亦小，因而零件精度高。而硬的材料，情况正好与此相反。

(3) 冲裁间隙当间隙适当时，在冲裁过程中，板料的变形区在比较纯的剪切作用下被分离，使落料

件的尺寸等于凹模尺寸；冲孔件尺寸等于凸模的尺寸。

如间隙过大，板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较大的拉伸与弯曲变形，冲裁后因材料弹性恢复，将使冲裁件尺寸向实际方向收缩。对于落料件，其尺寸将会小于凹模尺寸；对于冲孔件，其尺寸将会大于凸模尺寸。但因拱弯的弹性恢复方向与以上相反，故偏差值是二者的综合结果。

如间隙过小，则板料的冲裁过程中除剪切外还会受到较大的挤压作用，冲裁后，材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体的反方向胀大。对于落料件，其尺寸将会大于凹模尺寸；对于冲孔件，其尺寸将会小于

凸模尺寸。

3. 冲裁件的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之为翘曲。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未校正也会产生翘曲。冲裁件呈扭歪现象称之为扭曲。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对

材料摩擦不均匀等造成的。

学习项目三冲裁间隙

冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口横向尺寸的差值（见右图）。双面间隙用Z表示，单面间隙为Z/2。间隙值对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要

的工艺参数。

一、间隙对冲压力的影响

试验表明，间隙对冲压力有明显的影响，特别是对卸料力的影响更为显著。随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，容易断裂分离，因此冲裁力减小；但若继续增大间隙，因裂纹不重合，冲裁力下降缓

慢。

由于间隙增大，使光亮带变窄以及材料的弹性变形，使落料件尺寸小于凹模孔口尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力随之减小。

二、间隙对模具寿命的影响

模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件数表示。总寿命是用

模具失效为止的总的合格冲件数表示。

模具失效的形式一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。

冲裁过程中模具与材料的接触压力随间隙的减小而增大，这不仅使得模具的磨损速度加快，而且还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。此外，小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。因此，为了提高模具寿命，一般需要选用较大间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度，减小模具粗糙度值，提供良好润滑，以减小磨损。

三、间隙值的确定

掌握查表法。

作业：总结间隙对冲裁的影响。

学习项目四冲裁模设计步骤详解与实例

一、冲裁工艺性分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。冲裁工艺性分析的主要目的在于判定冲裁件在冲压加工中能不能干和好不好干，其主要分析内容包括冲件材料分析、结构分析和精度分析。

1. 材料分析：冲裁属于分离工序，其在加工中对材料的要求是材料的硬度不能过高，且具有一定

的塑性不能太脆。

2. 结构分析：

（1）冲裁件的形状应尽可能简单、对称、有圆角过渡（图1），以便模具加工，减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象。同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。

（2）

冲裁件局部凸出或凹人部分的宽度或深度宽度不宜太小，应避免有窄长的切口和过窄的切槽（图2），否则会降低模具寿命和冲裁件质量。一般情况下，B应不小于1.5δ；当冲件材料为黄铜、铝、软钢时，B≥l. 2δ；

当冲裁件材料为高碳钢时，B≥1. 9δ；当材料厚度δ=lm m时，按δ=1计算。切口与槽长L≤5 B。

（3）

图1 冲裁件的圆角图2 冲裁件的切口与切槽

冲裁件的孔径冲裁件的孔径太小时，凸模易折断或压弯。其最小数值见书中参考表。

（4）

图3 冲裁件的合理孔边距

冲裁件上孔与孔、孔与边缘之间的距离不应过小，否则会产生孔与孔间材料的扭曲，或使边缘材料变形，如图3所示。复合冲裁时，因模壁过薄而容易破损；分别冲裁时，也会因材料容易被拉人凹模而影响模具寿命。特别是冲裁小孔距的小孔时，经常会发生凸模弯曲变形而卡住模具的现象。当冲孔边缘与冲件外形边缘不平行时，边距a应不小于δ，平行时a不小于1. 5δ。

（5）冲裁件尺寸标注冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时的定位基准重合，并选择在冲裁过程

中基本上不变动的面或线上。

3. 精度分析

冲压件的精度一般可分为精密级与经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度，而经济级是指模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度，即所谓经济精度。为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲压件使用要求的前提下，应尽量采用经济精度。若冲裁件有较高的尺寸精度和断面质量要求，则宜采用精密冲裁或整修工艺达到。

二、冲压工艺方案的确定

在冲裁工艺性分析的基础上，根据冲件的特点确定冲裁工艺方案。确定工艺方案首先要考虑的问题是确定冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。

1.冲裁工序的组合冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。组合冲裁工序比单工序

冲裁生产效率高，加工的精度等级高。

冲裁方式确定时主要考虑的因素包括：

（1）生产批量一般来说小批量与试制生产采用单工序冲裁，中批量和大批量生产采用复合冲裁或

连续冲裁。生产批量与模具类型关系见下表

生产批量与模具类型