认识冲压成形工艺及模具
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16
相关工艺设计计算——切料尺寸 条料尺寸：
条料宽度：采用无侧压装置送料 B=(D+2a１+C)－Δ=(50+2×1.8+0.4)－ Δ =54－０．６ 排样图：？
17
相关工艺设计计算——限位板的排样 排样分析：
该零件只有冲孔、落料两种工序 应先安排冲孔，后落料 为了保证孔位间的尺寸精度、节约工步，将三个孔一次冲出 为了保证凹模的强度，在冲孔与落料之间安排一个空工步 该限位板的排样如图
材料利用率：
一个步距内的材料利用率η为：
A 100%
BS
= 657.95÷(54×22)×100％ = 55.4％
21
相关工艺设计计算——切料尺寸
查板材标准（GB/T 708-1988 ），宜选600mm×2000mm的热砸 钢板，每张钢板可剪裁为37张条料（54mm×600mm），每 张条料可冲27个工件，每张板料可冲999个工件，则η总为：
结论
可以采用普通冲裁。
12
冲压工艺方案的确定
综上分析 该限位板形状简单、尺寸精度低，仅有冲孔、落 料两种工序。 若采用单工序冲压，虽然模具结构简单，但需两 幅模具； 若采用级进工序冲压，虽模具相对复杂些，但只 需一幅模具，而且操作简单、安全，生产效率高， 能满足该零件大批量生产的需要。
结论：冲孔-落料级进工序冲压。
6
级进工序冲压的优缺点
优点：
工件精度较高（IT10~13级），生产 效率高，操作安全性好
缺点：
模具结构较复杂，成本较高，对条 料的定位要求高
适用范围：
工件尺寸及厚度较小，尺寸精度较 高的大批量冲压件
7
单工序与级进工序的比较
8
！ ？
成形工艺设计
工作任务：限位板冲裁工艺设计
9
冲压工艺性分析
材料：
冲孔落料复合模
3
单工序冲压垫圈
落料模 冲孔模
复习
4
复习
级进工序冲压垫圈
冲孔落料级进模
5
单工序冲压的优缺点
优点：
模具结构简单，成本低，工件 尺寸大小及厚度受限制较小
缺点：
机床及场地占用率高，生产效 率低，工件精度低，操作安全
性低
适用范围：
Ah ha!
尺寸精度较低，批量不大的中、 大型冲压件
23
相关工艺设计计算——冲压力的计算
落料力 F落=1.3L落tτ =1.3×118.78×2×372≈114.9 (KN)
其中τ按非退火A3钢（Q235）板查得。
冲孔力 F冲= F冲小+ F冲大=1.3（L孔小+L孔大）tτ =1.3×（2π×6+12π）×2×372 ≈72.9 (KN)
初步确定模具采用弹性卸料下出件的级进模结构，故 卸料力 F卸=K卸（F落 + F冲）
11
冲压工艺性分析
尺寸精度
经济性冲压（普通冲裁）
零件图上的所有尺寸均为自由公差，一般按IT14 级确定工件的公差，普通冲裁均能满足其尺寸精 度要求。经查标准公差表，各尺寸公差为： 38±0.31，12-0.43，φ20-0.52，φ12+0.43 ，φ6+0.3， R6-0.3。
生产纲领 批量
大批量生产适合冲压加工。
总
nA1 100% LB
= ［（999×657.95）/600 × 2000］×100％ =54.8％
即每张板材的材料利用率为54.8％。
22
相关工艺设计计算——压力中心
如图所示凹模型孔图，建立坐标系xoy，由于工件y方向对称,故
压力中心的y在ox轴上。
压力中心的x =(L2×x2)/(L1+L2)
实验室的冲床J23-63，公称压力为630KN，能 满足要求。
18
相关工艺设计计算——步距的控制
限位板排样分析：
定距采用安装于凹模面上的导正销。
对应位置上装导正销
对应位置上装导正销
19
相关工艺设计计算——步距的控制
限位板排样分析：
条料的初始定位？如何实现？
初始定位方式： 侧刃 始用挡料销
实际送到该位置
导正销
应该送到该位置
20
相关工艺设计计算——材料利用率
要求：有一定塑性
A3钢：普通碳素钢，有一定的塑性和强度，韧 性及铸造性均好，适于冲压和焊接。其力学性 能可查相关材料手册，见下表（P）。
10
冲压工艺性分析 能否实现经济性冲压
工件结构
工件形状简单对称，无尖角、悬臂等异型形状。尺寸中等， 经查（教材P81表2.7.2，如下表）（金属冷冲压件结构要 素JB/T 4378.1 -1999）， A3钢采用无导向凸模冲孔的最 小尺寸为d≥1t，φ6远大于2mm，属于经济型冲孔范围 。 孔边距3mm，查表凸凹模最小壁厚4.9mm，不能采用复合 模。
=［(2π×6+π×12) ×44］/ ［ π (2×6+12)+(12π+81.1) ］
≈17.08mm
wenku.baidu.com
所以该压力中心的坐标为B（17.08，0）。
考虑到工件尺寸不大（冲裁力不大）， 压力中心偏离两工序中点较小，为了便 于模具的加工装配，模具中心仍选在两 工序中点A（22，0）。若选用J23-63 冲床，原压力中心仍在压力机模柄孔投 影面积范围内。
情景Ⅱ：冲裁模具设计与制造
2012-8
1
Ⅱ 情景 -1：级进工序冲裁模设计与制造
成形工艺设计 模具设计
模具零件加工设计与实施 模具装配与调试
2
复习
冲压工序分类
根据工序性质
分离工序 成形工序
根据工序组合程度
单工序 级进工序 复合工序
单工序冲压垫圈
落料模 冲孔模
级进工序冲压垫圈
冲孔落料级进模
复合工序冲压垫圈
=0.05×187.8 =9.39(KN) 推件力 F推=nK推( F落 + F冲)
=3×0. 55×187.8=309.87 (KN) 其中K卸、K推查表，n=3，是因每个孔中卡三个（6/2）零件，见表。
24
相关工艺设计计算
——压力机的确定
总冲压力
因暂定采用弹性卸料下出件的级进模结构，那 么总冲压力包括冲裁力、卸料力和推件力。故 F总=F落+F冲+F卸+F推 =114.9+72.9+9.39+309.87 =507.06(KN)
13
相关工艺设计计算
排样图及切料尺寸 压力中心 冲压力的计算压力机的确定 冲压工艺规程卡
14
相关工艺设计计算——排样设计 排样设计
……
15
相关工艺设计计算——切料尺寸
条料尺寸：
查《冲压模具设计与制造》表2.5.2确定搭边值： 工件边缘最小搭边：a=1.8mm； 工件间的最小搭边：a１=1.5mm； 步距为: 21.5±0.006mm ；
相关工艺设计计算——切料尺寸 条料尺寸：
条料宽度：采用无侧压装置送料 B=(D+2a１+C)－Δ=(50+2×1.8+0.4)－ Δ =54－０．６ 排样图：？
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相关工艺设计计算——限位板的排样 排样分析：
该零件只有冲孔、落料两种工序 应先安排冲孔，后落料 为了保证孔位间的尺寸精度、节约工步，将三个孔一次冲出 为了保证凹模的强度，在冲孔与落料之间安排一个空工步 该限位板的排样如图
材料利用率：
一个步距内的材料利用率η为：
A 100%
BS
= 657.95÷(54×22)×100％ = 55.4％
21
相关工艺设计计算——切料尺寸
查板材标准（GB/T 708-1988 ），宜选600mm×2000mm的热砸 钢板，每张钢板可剪裁为37张条料（54mm×600mm），每 张条料可冲27个工件，每张板料可冲999个工件，则η总为：
结论
可以采用普通冲裁。
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冲压工艺方案的确定
综上分析 该限位板形状简单、尺寸精度低，仅有冲孔、落 料两种工序。 若采用单工序冲压，虽然模具结构简单，但需两 幅模具； 若采用级进工序冲压，虽模具相对复杂些，但只 需一幅模具，而且操作简单、安全，生产效率高， 能满足该零件大批量生产的需要。
结论：冲孔-落料级进工序冲压。
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级进工序冲压的优缺点
优点：
工件精度较高（IT10~13级），生产 效率高，操作安全性好
缺点：
模具结构较复杂，成本较高，对条 料的定位要求高
适用范围：
工件尺寸及厚度较小，尺寸精度较 高的大批量冲压件
7
单工序与级进工序的比较
8
！ ？
成形工艺设计
工作任务：限位板冲裁工艺设计
9
冲压工艺性分析
材料：
冲孔落料复合模
3
单工序冲压垫圈
落料模 冲孔模
复习
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复习
级进工序冲压垫圈
冲孔落料级进模
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单工序冲压的优缺点
优点：
模具结构简单，成本低，工件 尺寸大小及厚度受限制较小
缺点：
机床及场地占用率高，生产效 率低，工件精度低，操作安全
性低
适用范围：
Ah ha!
尺寸精度较低，批量不大的中、 大型冲压件
23
相关工艺设计计算——冲压力的计算
落料力 F落=1.3L落tτ =1.3×118.78×2×372≈114.9 (KN)
其中τ按非退火A3钢（Q235）板查得。
冲孔力 F冲= F冲小+ F冲大=1.3（L孔小+L孔大）tτ =1.3×（2π×6+12π）×2×372 ≈72.9 (KN)
初步确定模具采用弹性卸料下出件的级进模结构，故 卸料力 F卸=K卸（F落 + F冲）
11
冲压工艺性分析
尺寸精度
经济性冲压（普通冲裁）
零件图上的所有尺寸均为自由公差，一般按IT14 级确定工件的公差，普通冲裁均能满足其尺寸精 度要求。经查标准公差表，各尺寸公差为： 38±0.31，12-0.43，φ20-0.52，φ12+0.43 ，φ6+0.3， R6-0.3。
生产纲领 批量
大批量生产适合冲压加工。
总
nA1 100% LB
= ［（999×657.95）/600 × 2000］×100％ =54.8％
即每张板材的材料利用率为54.8％。
22
相关工艺设计计算——压力中心
如图所示凹模型孔图，建立坐标系xoy，由于工件y方向对称,故
压力中心的y在ox轴上。
压力中心的x =(L2×x2)/(L1+L2)
实验室的冲床J23-63，公称压力为630KN，能 满足要求。
18
相关工艺设计计算——步距的控制
限位板排样分析：
定距采用安装于凹模面上的导正销。
对应位置上装导正销
对应位置上装导正销
19
相关工艺设计计算——步距的控制
限位板排样分析：
条料的初始定位？如何实现？
初始定位方式： 侧刃 始用挡料销
实际送到该位置
导正销
应该送到该位置
20
相关工艺设计计算——材料利用率
要求：有一定塑性
A3钢：普通碳素钢，有一定的塑性和强度，韧 性及铸造性均好，适于冲压和焊接。其力学性 能可查相关材料手册，见下表（P）。
10
冲压工艺性分析 能否实现经济性冲压
工件结构
工件形状简单对称，无尖角、悬臂等异型形状。尺寸中等， 经查（教材P81表2.7.2，如下表）（金属冷冲压件结构要 素JB/T 4378.1 -1999）， A3钢采用无导向凸模冲孔的最 小尺寸为d≥1t，φ6远大于2mm，属于经济型冲孔范围 。 孔边距3mm，查表凸凹模最小壁厚4.9mm，不能采用复合 模。
=［(2π×6+π×12) ×44］/ ［ π (2×6+12)+(12π+81.1) ］
≈17.08mm
wenku.baidu.com
所以该压力中心的坐标为B（17.08，0）。
考虑到工件尺寸不大（冲裁力不大）， 压力中心偏离两工序中点较小，为了便 于模具的加工装配，模具中心仍选在两 工序中点A（22，0）。若选用J23-63 冲床，原压力中心仍在压力机模柄孔投 影面积范围内。
情景Ⅱ：冲裁模具设计与制造
2012-8
1
Ⅱ 情景 -1：级进工序冲裁模设计与制造
成形工艺设计 模具设计
模具零件加工设计与实施 模具装配与调试
2
复习
冲压工序分类
根据工序性质
分离工序 成形工序
根据工序组合程度
单工序 级进工序 复合工序
单工序冲压垫圈
落料模 冲孔模
级进工序冲压垫圈
冲孔落料级进模
复合工序冲压垫圈
=0.05×187.8 =9.39(KN) 推件力 F推=nK推( F落 + F冲)
=3×0. 55×187.8=309.87 (KN) 其中K卸、K推查表，n=3，是因每个孔中卡三个（6/2）零件，见表。
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相关工艺设计计算
——压力机的确定
总冲压力
因暂定采用弹性卸料下出件的级进模结构，那 么总冲压力包括冲裁力、卸料力和推件力。故 F总=F落+F冲+F卸+F推 =114.9+72.9+9.39+309.87 =507.06(KN)
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相关工艺设计计算
排样图及切料尺寸 压力中心 冲压力的计算压力机的确定 冲压工艺规程卡
14
相关工艺设计计算——排样设计 排样设计
……
15
相关工艺设计计算——切料尺寸
条料尺寸：
查《冲压模具设计与制造》表2.5.2确定搭边值： 工件边缘最小搭边：a=1.8mm； 工件间的最小搭边：a１=1.5mm； 步距为: 21.5±0.006mm ；