精密冲裁工艺及模具
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。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁件的工艺性
一、冲裁工艺及冲裁件的工艺性
1、概述
1）冲裁——利用装在压力机上的模具，将板料分离的冲压工 艺。 2）包括内容——冲孔、落料、修边、切口、切断等。 落料——从板料上冲下所需形状的零件或毛坯（要冲掉部分） 冲孔——从工件上冲出所需形状的孔（冲掉的部分是废料） 3）用途——可加工平板类零件；为弯曲、拉深、成形等工序 准备毛坯；在成形件上完成刨切、冲孔等。 4）模具
四、排样设计
排样：冲裁件在被冲材料上的布置方法。
在冲压生产中，零件的材料费用占制造成本 的60％以上，所以合理的排样不仅能提高冲 裁件的质量、提高模具寿命，而且时节约使 用材料降低成本的有效措施 。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
搭边：排样时零件与零件之间、零件与条料侧 边留下的工艺废料。
)配合加工法中凸、凹模刃口尺寸计算
对于形状复杂冲裁件，为保证凸、凹模 之间的合理间隙值，必须采用配 合加工方式。即首先加工凸、凹模中的一件作为基准件，然后以选定的间 隙配合加工另一件。
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
配合加工的计算公式
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
落料与冲孔：
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
模具图
冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺及冲裁 件的工艺性
2、冲裁件的工艺性
冲裁件的工艺性： 指冲裁件在工艺上的适应性，即加工难易程度。良好的工艺性能使材
料消耗少、工序数量少、模具结构简单且使用寿命长、产品质量稳定。
冲裁时，搭边过大，会造成材料浪费，搭边太 小，则起不到搭边应有的作用，过小的搭边, 导致板料被拉进凸、凹模间隙，加剧模具的磨 损，甚至会损坏模具刃口。
精密冲裁工艺及精冲
精密冲裁工艺及精冲引言精密冲裁工艺是一种通过冲压设备将金属材料加工成所需形状和尺寸的工艺。
精密冲裁工艺在许多行业中广泛应用，如汽车、电子、电器等。
本文将重点介绍精密冲裁工艺及精冲的相关知识。
精密冲裁工艺冲裁工艺原理精密冲裁工艺是指通过冲孔模具将金属板材进行切割和成形的工艺。
冲裁工艺使用冲压设备将板材置于模具中，然后通过加压使模具与金属板接触，产生强大的冲击力，将金属板切割或成形。
冲裁模具冲裁模具是精密冲裁工艺中的关键部分，其设计和制造对工艺精度和产量起着至关重要的作用。
冲裁模具通常由冲头、模座和模具板组成。
冲头是与冲孔形状相匹配的部件，模座用于固定冲头，而模具板则用于支撑工件和传递冲击力。
冲裁工艺流程精密冲裁工艺的一般流程如下： 1. 材料准备：选择合适的金属板材，进行去毛刺、清洗等预处理工作。
2. 模具设计：根据产品需求和工艺要求，设计并制造合适的冲裁模具。
3. 板材上料：将金属板材放置在冲压设备上，固定好位置。
4. 冲裁操作：将冲头与金属板材接触，施加压力进行冲压操作。
5. 完成产品：冲裁后的金属板材根据需要还需要进行后续处理，如清洗、打磨等。
精冲精冲概述精冲是精密冲裁工艺中的一种常见操作，其目的是在金属板材上冲制孔洞或形状。
精冲操作需使用精密冲裁机械和合适的冲头。
精冲模具精冲模具是用于进行精冲操作的关键工具。
具体而言，精冲模具通常由冲头、孔模和模座组成。
冲头通常由硬质合金制成，其形状和尺寸根据所需冲裁形状而定。
孔模是冲孔形状的镜像，用于固定和引导冲头，而模座则用于支撑工件和传递冲击力。
精冲工艺要点精冲工艺相对于一般冲裁工艺更为复杂，需要注意以下要点： - 冲压力度：冲压力度与冲切深度有关，需要根据具体产品要求进行调整。
- 材料选择：不同材料的强度和韧性差异较大，需要根据产品要求选择适合的材料。
- 冲裁速度：合理的冲裁速度能够提高生产效率，但过高的速度可能导致产品质量下降。
- 模具维护：定期检查和维护精冲模具，保证其准确性和稳定性。
精密冲裁
2.1国内精冲现状
(1) 精冲市场分布：中国精冲分布在 16个省市53 企业，不包括其他形式的精冲专业厂。 (2) 精冲机拥有量：进口： 80 台，国产： 10-15 台(不包括液压模架)。 (3) 精冲件：生产约3500-4000种。 (4) 精冲模：在设计与制造上已初具水平。 (5) 中国精冲队伍约 5000 人，中、高级工程技术 人员约500人。
2.1国外精冲现状
世界上现有 4000 多台的精冲机，主要集 中在欧洲、北美、日本等发达国家。全 世界约45个国家，360多个公司采用了精 冲技术，精冲件约有 10000 种，精冲模 72%采用连续精冲模，精冲工艺向着复合 成形工艺发展。
2.1国内精冲发展
（1）1976年，我国引进了精冲技术。 （2）1985年，我国引进了精冲硬软件，并进 行人员培训，基本掌握精冲工艺原理、模具 设计与制造、精冲生产过程。 （3）1992年之后，北京机电所、上海交通大 学与Feintool公司合作开发精冲软件。 与此同时，内江锻压、华夏精冲、黄石 锻压等，已经可以生产符合中国国情的经济 型精冲设备。
精冲机
Feintool公司生产
国内扬州锻压厂自生产
大型多工位压力机
3.精冲模具的一般设计步骤
3.1分析精冲零件的工艺性 （1）精冲零件的形状和尺寸。 （2）精冲零件所要求的精度。 （3）精冲零件冲裁面质量。 （4）精冲零件材料。 （5）精冲零件生产批量。
3.2确定最佳精冲方案
（1）精冲性质。根据图纸生产批量，选择冲裁 、压弯、拉深、翻遍、压印、冷挤等不同性质 、特点和用途的工序。 （2）精冲次数。指在同一性质的工序重复进行 的次数。如精冲成形件时，应根据其形状和尺 寸，材料变形程度来决定。 （3）精冲顺序。主要根据工序的变形特点和质 量要求来安排。 （4）精冲工序组合。主要根据生产批量、尺寸 大小和精度等因素来确定工序的分散或组合。
精密垫片精冲工艺与模具设计[详细讲解]
![精密垫片精冲工艺与模具设计[详细讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea9df357ff4733687e21af45b307e87101f6f8cb.png)
精密垫片精冲工艺与模具设计摘要分析了精密垫片的冲压工艺性，介绍了精密垫片的精冲工艺和精冲压力的计算及在普通冲床上实现精密冲裁的精冲复合模的设计。
该模具投入生产后，冲出的零件毛刺极小，断面平整光滑，达到了预期的要求，保证了产品的质量。
关键词：精密垫片精冲工艺模具设计1、引言精冲又称精密冲裁，是一种对模具有特殊要求的金属塑性加工工艺。
这种冲裁件具有较高的尺寸精度与形状精度以及完全光亮的冲裁面。
甚至可以直接装配使用。
它具有优质、高效、生产成本低等特点，容易实现自动化生产。
精冲是在普通冲压的基础上发展起来的一种精密板料加工工艺，精冲成型工艺是在普通压力机或者专用压力机(精冲机)上，通过专用的精密冲裁模具，在强力压料状态下对金属板料进行冲压，使金属材料产生塑性变形，由原材料直接获得比普通冲压零件精度高、光洁度好、平面度高、垂直度好，并拥有光洁剪切面及所需形状和质量特性的产品。
精密冲裁的本质是将冲裁模具的凹凸模具之间的间隙调整到普通冲裁模具的10％，甚至实现负间隙(即凹凸模之间产生过盈)，从而大幅度提高冲裁件的精度。
图1为冲裁间隙对冲裁件精度的影响关系图，图中，曲线与=0的交点为最合理的间隙值。
此时，冲裁件的尺寸与模具刃口的尺寸完全一致，当曲线位于交点右边时，冲裁件与模具间存在间隙。
间隙越大，会使冲裁件与模具之间的摩擦力减小，所需要的冲裁力也小，但会造成冲裁件的变形增大，影响冲裁件精度。
(a) 落料(b) 冲孔精密冲裁理论的核心是：固体在多向受压的情况下比在单向受压时塑性好、变形状态更好，更易变形。
因此在板料精密冲裁时，利用精冲模特殊结构，在板料的剪切分离区，三向施压形成立体压应力状态，对材料进行纯剪切分离，实现精密冲裁。
根据该理论发明的使用V型齿圈强力压边进行精冲的工艺技术简称FB精冲法。
因此，近年来精冲技术得到了快速的发展，在机械工业领域得到了越来越高的重视。
2 精冲工艺过程及特征用普通冲裁所得到的工件，剪切断面比较粗糙；而且还有塌角、毛刺，并带有斜度，同时制件的尺寸精度也较低。
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。
精密冲裁工艺及模具
第十一节 精密冲裁工艺与模具
名 称
强 力 压 板 精 冲
加工方法
剪切 优点 面
用零间隙， 塑性 用V型压 切削 板、反压 面 板压住材 料，防止 裂纹产生。 切面光 洁，尺 寸精度 高、弯 曲小。
缺点
有关 加工 方法
需要专 简易精 用压床，冲（平 模具造 面压 价高。 板）， 四周约 束冲裁。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
3
4 5
剪切面垂直度
尺寸精度 毛 刺
可达89030/以上，实际尺寸随料厚和间隙的增大而变化
可达IT6～IT9级，但当料厚＞12mm时冲裁精度稍低． 精冲件外形贴近凸模一侧有一定高度的毛刺，孔的毛刺要小 于外形的毛刺
6
7 8
精冲孔距公差
塌 角 可精冲的最小圆角半径
一般可达±(0.01-0.05)mm，料厚增大，公差绝对值也增大
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
(1) 光洁冲裁又称小间隙小圆角凸（凹）模冲裁：
凸（凹）模间隙小于0.01~0.02 mm 小圆角的位置： 落料时：凹模带小圆角、椭圆或倒角 冲孔时：凸模带小圆角、椭圆或倒角 其余为普通形式，圆角半径为（10%~20%）t
制件精度达IT8~IT11，只适用于高塑性材料,如软铝，紫铜、低碳钢等。
齿形距a
齿形距a表示齿圈的位置.图2—9 表示，在冲裁全行程过程 中，冲裁行程快要结束（X=7/8S）时，剪切区的压应力 转为拉应力状态，致使平均应力σ m移至拉应力范围,造 成撕裂、断裂。可见，齿圈位置和形状即齿形距a、齿高 h、齿形内角α 的选择很重要，当选择适当时，随着冲裁 行程的增加，可抵消这种拉应力，使冲裁面光洁。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
精密冲裁工艺及模具PPT课件
下料质量控制
对下料后的材料进行质量 检查，确保符合设计要求。
模具安装与调整
模具选择
模具维护
根据产品特点和生产需求，选择合适 的模具并进行安装。
定期对模具进行检查和维护，延长其 使用寿命。
模具调整
根据实际生产情况，对模具进行调整， 确保其精度和稳定性。
冲裁加工
冲裁参数设置
根据产品要求和模具特点，合理 设置冲裁参数。
结构分析
对现有模具结构进行分析，找出存在 的问题和改进点。
结构优化
根据结构分析结果，对模具结构进行 优化设计，提高模具的性能和使用寿 命。
03
精密冲裁工艺流程
下料
下料
根据产品需求，选择合适 的材料进行下料，确保材 料质量和尺寸满足要求。
下料设备
采用自动化或半自动化设 备进行下料，提高生产效 率和精度。
该公司在精密冲裁工艺的应用过 程中，注重设备投入和工艺优化， 不断改进生产流程，以满足客户
对产品精度的要求。
该公司通过精密冲裁工艺的应用， 成功地拓展了市场，赢得了更多
客户的信任和合作机会。
某公司精密冲裁模具的设计与制造实例
某公司拥有专业的模具设计和制造团队，能够根据客户需求设计制造出高精度、高 质量的精密冲裁模具。
精密冲裁工艺采用标准模 具和设备，能够降低生产 成本，提高经济效益。
精密冲裁工艺的应用范围
01
02
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汽车制造
汽车车身、发动机、底盘等零 部件的制造。
电子制造
电子元件、连接器、端子等零 部件的制造。
家用电器
空调、冰箱、洗衣机等零部件 的制造。
航空航天
飞机、卫星、火箭等零部件的 制造。
精 密 冲 裁
8—凸模； 9、21—垫板； 10—座圈；
11—压边圈； 12—顶件板；
13—冲孔凸模固定板； 14—支承环；
15—压床上工作台； 19、20—传力杆；
22、27—模座； 23—冲孔凸模；
24—
25—导向装置；
26—支承顶杆
活动凸模式复合精冲模
精密冲裁
1.5 精密冲裁模的结构及特点
1—压床下工作台； 2—专用下结合环； 3、13、19—传力杆； 4—上垫板；5—凸模座板； 6—顶件板；7—冲孔凸模； 8—闭锁销；9—凸模； 10、21—顶杆； 11—导向件； 12—垫座； 14—专用上结合环； 15— 16、30—液压活塞； 17—压板； 18、28—支承销； 20、29—模座； 22—压边圈； 23—支板； 24—冲孔凸模；25—凹模； 26—缩紧环；27—下垫板
1.2 精密冲裁的工艺方法
精密冲裁
1—凹模； 2—切屑； 3—凸模； 4—工件
1.2 精密冲裁的工艺方法
精密冲裁
1）小间隙圆角刃口冲裁
1.2 精密冲裁的工艺方法
精密冲裁
2）负间隙冲裁
1.2 精密冲裁的工艺方法
精密冲裁
对向凹模冲裁过程 1—顶件器； 2—材料； 3—冲裁凸模； 4—凸起凹模； 5—凹模； 6—废料；
26—垫片； 27—卸料板；
28—碟簧
简易精冲落料模
精密冲裁
1.6 精密冲裁模齿圈的设计
抑制冲件以外的力， 如与冲压方向相垂直的 水平侧向力对冲件的影 响。
固定被加工的板料， 避免材料受弯曲或拉 伸。
压应力提高了被加 工材料的塑性变 形能力。
3
2
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길벗
출판분야
1
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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。
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
精冲工艺与精冲模具
③ 挤压时,在凸起凹模和平凹模间的材料,近似于镦压变形。
④ 压终了时,在压紧状态下,冲裁凸模将材料与工件分离。
图2.9.7对向凹模精冲的变形特征 （2）对向凹模精冲法的工作过程 如图2.9.8所示，为对向凹模落料时的工作过程：
2.9.1 精密冲裁概述 （1）精密冲裁的工作原理及过程
精密冲裁属于无屑加工技术，是在普通冲压技术基础上发展起来的一种精密冲压方法，简称精冲。它能在一 次冲压行程中获得比普通冲裁零件尺寸精度高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性好的优质冲压零件，并以较低的成 本达到产品质量的改善。
为了能更好地应用精冲技术，必须充分了解和掌握其基本要素： 精冲机床、精冲模具、精冲材料、精冲工艺 及精冲润滑等。图 2.9.1所示为普通冲裁和精冲两种工艺方法的比较。
图２.9.5 小间隙圆角刃口冲裁
/jpkc/cygysj/top_all/w_kecheng/k_jieshao/1.2.3.9.10.11/test/2.9.h... 2011-6-30
2.9 精密冲裁工艺与模具简介
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(a)落料 (b)冲孔
1精冲模有凸出的齿形压边圈材料在压边圈和凹模反压板和凸模的压紧下实现冲裁工艺要求其压边力和反压力大大地大于普通冲裁的卸料力顶件力以满足在变形区建立起三向不均匀压应力状态因此精冲模受力比普通冲模大刚性要求更高
2.9 精密冲裁工艺与模具简介
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第二章 冲裁工艺及冲裁模设计
2.9 精密冲裁工艺与精冲模具简介
（2）凹模(或凸模)刃尖处制造出0.02～0.2mm左右的小圆角，抑制剪裂纹的发生，限制断裂面的形成，有利 工件断面的挤光作用。
精密冲裁模具设计要点()
精密冲裁模具设计要点精密冲裁工艺级模具设计要点☐1.精冲件工艺性☐2.精冲工艺参数☐3.精冲模具典型结构2.9.2精冲件的工艺性1.精冲件材料的工艺性精冲的材料必须具有良好的变形特性，屈服极限低、硬度较低、屈强比较大、断面延伸率高；具有理想的金相组织结构；含碳量低等。
2.精冲件的结构工艺性(1)圆角半径(如图2-91)为了保证零件的质量和模具的寿命,要求零件避免有尖角太小的圆角半径。
(2)最小孔径精冲件的孔径不能太小,否则也会影响模具寿命和零件质量。
冲孔的最小孔径(如图2-92)。
(3)槽宽和壁厚槽宽b和壁厚W可查图2-93。
精冲件的壁厚是指孔、槽之间，或孔、槽内壁与零件外缘之间的距离。
2.9.3精密冲裁模的设计要点1.设计要求和内容除了要满足普通冲裁模设计要求外，还要特别注意：（1）模具结构必须满足精冲工艺要求，并在冲裁变形时，变形区形成立体压应力体系；（2）模具要有较高强度和刚度，上下模导向精度良好；（3）考虑模具和材料的润滑，并能及时可靠清除冲出的零件及废料；（4）合理选用精冲模具材料、热处理方法和模具零件的加工工艺性；（5）模具结构简单、维修方便，具有良好的经济性。
2.精冲的排样和精冲力的计算（1）精冲件的排样设计1）合理的材料利用率(如图2-94)图2-94 安全带搭扣排样图图 2-94 搭边尺寸2）搭边设计 (如图2-94）由于精冲时压边圈上带有V 形齿圈，故搭边、边距的数值都较普通冲裁为大。
零件之间搭边：a≥2t，零件与料边边距： a1≥1.5t。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）3）排样方向的确定 (如图2-95)图 2-95 精冲排样方向的确定（2）精冲力精冲压力机是三动压力机，工作时有三个独立的力源，压边力和反压力由液压系统提供，冲裁力可由机械系统提供，也可由液压系统提供。
1）冲裁力2）压边力冲裁前，将V形齿圈压入材料，起到阻止材料在冲裁过程中的横向流动。
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。
冲压工艺及模具-设计与实践第7章 冲压成形的其他工艺
压应力考虑，应使凸模直径与料厚之比d/t≥4τ /［σ p］。其中，τ 为材料
抗剪强度，［σ p］为凸模许用压应力。 3）槽宽
图7.6壁厚不同的精冲零件由于冲槽凸模上应力分布较冲圆孔凸模更为不利
，当冲窄长槽时，凸模的抗纵向弯曲的能力变差，所能承受的压力将比同样 断面的圆孔凸模小，可按料厚t、强度极限σ p和槽长L查出最小槽宽bmin。
4）最小壁厚
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冲压工艺及模具——设计与实践
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壁厚是指精冲零件上相邻孔之间、槽之间、孔和槽之间、孔或槽与内外形轮 廓之间的距离，即所谓间距或边距（见图7.6）。其中，W1为两圆孔间的壁
厚，凸凹模的危险截面部分很短，允许其壁厚可小一些；W2是一直边孔与圆
孔形成的壁厚，其凸凹模薄弱部分较W1的承载能力要差一些，但与W3，W4相 比还是较有利的；W3及W4的凸凹模薄弱部分较长，冲裁最为不利，其允许值
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边形状，呈纯剪切的形式被冲裁成零件，从而获得高质量的光洁、平整的剪
切面。精冲时，压紧力、冲裁间隙及凹模刃口圆角三者相辅相成，是缺一不
可的。它们的影响是互相联系的，当间隙均匀、圆角半径适当时，就可用不 大的压力获得光洁的断面。
如图7.5所示，精冲工艺过程如下：
理的间隙值不仅能提高工件质量，而且能提高模具的寿命。间隙过大，工件 断面会产生撕裂；间隙过小，会缩短模具寿命。精冲间隙主要取决于材料厚
度，同时也与工件形状、材质有关，软材料选略大的值，硬材料选略小的值
，具体数值如表7.2所示。此表提供的数据是具有最佳精冲组织的碳钢，在 剪切面表面完好率为Ⅰ级、模具寿命高的基础上制订的。具体使用时，对于
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可精冲的最小齿形模数
精冲件最大外形尺寸
M=0.18
800mm
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
11.4 精冲模具结构设计
V形齿圈在精冲中是个非常重要的功能元件。设计V型齿 圈有三个主要参数：齿形距a、齿高h、齿形内角α 。齿圈 的位置和齿形参数的选择和设计，是精冲模设计的重要环 节，对精冲零件质量和模具寿命都有很大影响。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具 11.1概述
普通冲裁中，材料都是从模具刃口附近产生裂纹而剪切 分离，制件尺寸精度低，一般在IT11级以下， 表面粗糙度值为Ra12.5～6.3μ m。 精冲为精密冲裁的简称，它是在普通冲裁的基础上发 展起来的，它能在一次冲压行程中获得比普通冲裁零件尺 寸公差小、形位精度高、冲裁面光洁、表面平整、垂直度 和互换性好的零件。 精冲后零件表面粗糙度可达Ra1.6～0.2 μ m 、尺 寸精度可达IT9～IT6以上，可直接用于装配。
精冲零件的一般断面特征
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
精冲过程：
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
精冲过程为精冲工艺的全过程： （a）模具初始位置； (b)齿圈压入； (c)冲裁； (d)冲裁过程结束； (e)模具开启； (f)顶出冲孔废料； (g)顶出零件及卸出带料； (h)排出零件和废料，向前送料。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
光洁冲裁（续）
工艺性设计的注意点： *对制件设计要求
（A）所冲工件的形状轮廓必须比较简单，且避免出现直角和尖角； （B）落料时需要较大搭边。
*对模具设计要求
（A）圆角刃口表面的粗糙度值要求很低，材料硬度要求很高； （B）冲裁过程中要加强润滑。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
名 称 光 洁 冲 裁 加工方法 剪 切 面 用微间 隙，刃 口有圆 角或倒 角，防 止裂纹 产生。 塑 性 切 削 面 优点 缺点 有关 加工 方法
切面光 塌角大 负间 洁，工 弯曲大 隙冲 具简单， 有锥度 裁 不需要 专用压 床。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
名 称
强 力 压 塑性 用V型压 切削 板、反压 面 板压住材 料，防止 裂纹产生。 切面光 洁，尺 寸精度 高、弯 曲小。
缺点
有关 加工 方法
需要专 简易精 用压床，冲（平 模具造 面压 价高。 板）， 四周约 束冲裁。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
名称 加工方法 剪切 面
采用带突起 切削 的凹（凸） 面+塑 模压入材料， 性切 并用精冲分 削面 离。
优点
缺点
有关 加工 方法
对向凹 （凸） 模精冲
切面光洁，需要专用 整修 尺寸精度 压床，模 良高、无 具造价高， 弯曲，塌 需要前一 角小。 道工序处 理。
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
第十一节 精密冲裁工艺与模具
齿圈高度h 对于薄板精冲，一般在齿圈压板上设计一圈齿圈，但当板 厚度＞4-5 mm时，要求采用双齿圈，一个做在凹模上，一个做 在齿圈压板上，凹模齿高H、齿圈齿高h。一般H = 1.2 h 。 齿形内角α 当压边力Pr一定时，有一个最佳时齿形内角α，可以使Pr 产生的压力达到最大值。 经演算推得：凹模上和齿圈压板上的的齿形内角α 皆设计 为45 0，
一般形状的精冲塌角为料厚的10％，形状复杂的轮廓。(如 齿形等)的塌角可达到料厚的20％～30％ 落料时外圆角R≥(0.I～0.2)S；冲孔时内圆角 r≥(0．05-0．1)S
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可精冲的最小孔径
可精冲的最小窄带、窄 槽宽度 可精冲的最小壁厚
d= (0.4—0.6)mm，
b=0.6S W=0.4S
第十一节 精密冲裁工艺与模具
名称 加工方法 剪切 面
零件冲裁 一半后， 再反向冲 裁，在切 口的毛刺 处形成塌 角。
优点
缺点
有关 加工 方法
平压 法， 反向 剪切。
复动 和往 复精 冲
在剪切 无毛刺 面两棱 处有塌 角
需要专 用压床， 或两道 工序处 理。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
第十一节 精密冲裁工艺与模具
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
11.2 主要方法简介
名 称 整 修 加工方法 剪切 优点 面
一般冲裁 先提供毛 坯，然后 再次冲裁 切削掉毛 坯的断裂 面。
缺点
有关加 工方法
切削 切面光 洁，尺 面
寸精度 高、塌 角小， 垂直度 好。
需要前 内外缘整 一道工 修、叠料 序，难 整修、振 于实现 动整修、 自动化。 冲裁拉削、 往复整修 等。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
(4) 整修 将普通冲裁后的毛坯在整修模中切削掉断面中的断裂面 （带）。 制件： 制件尺寸精度达IT6～IT7；适用于多种金属材料。 模具结构：外缘 、内孔整修。
齿圈压板精冲的工艺水平
序号
1 2
项目 剪切面表面粗糙度 表面不平度
可达到的工艺水平 剪切面全部是光亮带，表面粗糙度Ra=0.4—I.5μ m 一般均较平整，不需要再经校平即可使用，每100mn为 0.002～0.125mm,m,随料厚增大而接近下限值.
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
(３) 精冲 刃口用双面间隙<（0.01 ～ 0.02）t的小间隙，带齿圈的 压板压住材料，且在反压约束下进行冲裁。需要造价较高的 专用设备及模具。 制件： 制件尺寸精度t<3～4 mm 达IT6～IT7； t>3～4 mm 达IT8～IT9 适用于塑性金属材料,如软铝，紫铜、低碳钢等。 注意制件的结构工艺性(P.83-85) 模具结构：活动凸模式，固定凸模式。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
加工机理大致可分为： 利用高压力的剪切机理，如光洁冲裁、带齿圈压 板精冲等； 利用切削机理，如负间隙冲裁、整修、对向凹模 冲裁等。 精冲技术可以为： 普通压力机精冲技术； 专用精冲机精冲技术。
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
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剪切面垂直度
尺寸精度 毛 刺
可达89030/以上，实际尺寸随料厚和间隙的增大而变化
可达IT6～IT9级，但当料厚＞12mm时冲裁精度稍低． 精冲件外形贴近凸模一侧有一定高度的毛刺，孔的毛刺要小 于外形的毛刺
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精冲孔距公差
塌 角 可精冲的最小圆角半径
一般可达±(0.01-0.05)mm，料厚增大，公差绝对值也增大
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
(1) 光洁冲裁又称小间隙小圆角凸（凹）模冲裁：
凸（凹）模间隙小于0.01~0.02 mm 小圆角的位置： 落料时：凹模带小圆角、椭圆或倒角 冲孔时：凸模带小圆角、椭圆或倒角 其余为普通形式，圆角半径为（10%~20%）t
制件精度达IT8~IT11，只适用于高塑性材料,如软铝，紫铜、低碳钢等。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
精密冲裁模具
固定凸模式
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
精密冲裁模具
活动凸模式
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
精冲模类型 类型 定义与应用
活 动 凸 模 式 固 定 凸 模 式 倒 凸凹模座在凸模座或桥板上不加固定，以下模座和v形环压边圈 装 (或称齿形压板)内孔进行精密导向，并安装于下模上的精冲模， 称为活动凸模式倒装精冲模 顺 凸凹模和v形环压边圈安装于上模座上，凹模和反压板安装于下 装 模，凸凹模只以上模座和v形环压边圈内孔导向，而不加固定的 精冲模，称为活动凸模式顺装精冲模 倒 凸凹模和V形环压边圈固定在下模座上的精冲模，称为固定凸模 装 式倒装精冲模 顺 凸凹模固定于上模座上，带卸料板，且V形环压边圈固定在上模 装 座上的精冲模，称为固定凸模式顺装精冲模
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第十一节 精密冲裁工艺与模具
(2) 负间隙冲裁属于半精冲 凸模直径大于凹模直径冲裁，形成一个倒锥形毛坯，继续 下压切削掉断面粗糙不平的表面和锥度； 制件： 制件尺寸精度达IT9~IT11； 适用于有色金属材料,如软铝，紫铜、低碳钢等。 模具： 单边负间隙值的分布均匀， 对于圆形工件取（０.１～０.２）ｔ， 对于形状复杂零件，单边负间隙值的分布是不均匀的． 凸模刃口应与凹模表面保持0. 1~0. 2 mm的距离
齿形距a
齿形距a表示齿圈的位置.图2—9 表示，在冲裁全行程过程 中，冲裁行程快要结束（X=7/8S）时，剪切区的压应力 转为拉应力状态，致使平均应力σ m移至拉应力范围,造 成撕裂、断裂。可见，齿圈位置和形状即齿形距a、齿高 h、齿形内角α 的选择很重要，当选择适当时，随着冲裁 行程的增加，可抵消这种拉应力，使冲裁面光洁。