冲裁工艺与冲裁模设计.ppt

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1、冲裁工艺与冲裁模的设计,2.1 冲裁模设计程序2.2 审图与冲裁工艺性分析2.3 冲裁工艺方案制定2.4 冲裁排样设计2.5 冲裁模刃口尺寸计算2.6 冲压定位方式2.7 冲压力与压力中心计算2.8 凸、凹模结构设计2.9 冲裁模总体结构设计,返回目录,2.1 冲裁模设计程序,1审图 收集并分析冲压件的产品图及技术条件；原材料的尺寸规格、性能；产品的生产批量；此外，工厂现有的冲压设备条件；工厂现有的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等也应作为设计的资料。,例：工件名称：手柄生产批量：中批量材料：Q235-A钢材料厚度：1.2mm,2冲裁工艺性分析 应充分研究设计要求，了解产品用途，并进行冲压

2、件的工艺性及尺寸公差等级分析，改进冲压件结构或工艺性。,例：零件的三个安装孔有精确的位置要求，而外形是无关紧要的，因此在对零件的外形由A变为B。在不影响零件精度的条件下，提高材料利用率和生产率。,3冲裁工艺方案制定 在冲压工艺性分析的基础上，拟定出可能的几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，确定一个技术经济性最佳的工艺方案。,例：,根据已确定的冲压工艺方案，综合考虑冲压件的质量要求、生产批量大小、冲压加工成本以及冲压设备情况、模具制造能力等生产条件，选择模具类型。,4排样 排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法。在冲压零件的成本中，材料费用占60

3、以上，因此材料的经济利用是一个重要问题，而材料的经济利用又与排样方式有关。,例：,冲压件排样实物,5刃口尺寸计算 间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响。凸、凹模刃口尺寸及其公差决定了模具的合理间隙，更直接影响冲裁件的尺寸精度。,6冲压力及压力中心计算 冲裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。,模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。,7冲压设备选择 冲压设备选择关系到其合理使用、安全、产品质

4、量、模具寿命、生产效率及成本等。设备类型的选择主要取决于冲压的工艺要求和生产批量。设备选择主要包括设备类型和规格两个方面。设备规格主要取决于冲压力，变形功、模具闭合高度和模板平面轮廓尺寸等。,8凸、凹模结构设计 根据冲件的形状和尺寸，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸、凹模结构形式很多。9总体结构设计 良好模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲裁模结构是否合理、先进，直接影响到生产效率及冲模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。,10冲压模装配图绘制 在模具的总体结构及其相应的零部件结构形式确定后，便可绘制模具装配图和零件图。装配图和零件图均应严格按照制图标准绘制。

5、考虑到模具图的特点，可采用一些常用的习惯画法。11非标零件图绘制 模具零件图是模具加工的重要依据，因此模具总装图中的非标准零件，需分别画出零件图，一般的工作顺序也是先画工作零件图，再依次画其他各部分的零件图。,模具装配图的一般布置情况,课后思考,1、说明冲裁模设计的程序。,案例电机转子生产批量：大批量材料：电工硅钢片厚度：0.35mm,说 明,电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片;厚度：0.35mm,机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：钢10；料厚：0.8mm,电位器接线片生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：0.4mm,2.2 审图与冲裁工艺性分析学习目标：了解冲裁件的工艺性的概念

6、，良好的冲裁工艺性应满足的条件。理解决定冲裁件工艺性的因素，如冲裁件的形状和尺寸、尺寸精度和粗糙度和材料等。教学要求：熟悉冲裁件的结构工艺性要求，普通冲裁件的经济精度和材料的选择原则。,2.2.1 审图 审查所给工件的尺寸是否齐全，各尺寸公差和形位公差的精度等级；审查所给工件的材料牌号、材料厚度、生产批量。冲压件上未注公差尺寸，要根据工件的公差等级，进行公差标注。标准步骤：1.根据冲压件的公差等级与基本尺寸，查找冲压基准件公差数值表，找到对应的公差，一般采取单性偏差；,2.判断该尺寸的偏差方向；采用“入体原则”、可先画出该冲压件的假想磨损图。所示工件的假想磨损图用双点划线画出，再根据以下方法进

7、行判断。如该尺寸磨损后变小为负偏差；变大为正偏差；不变则为正负偏差。,案例分析：1电机转子生产批量：大批量 材料：电工硅钢片 厚度：0.35mm,2电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片;厚度：0.35mm,3机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：钢10；料厚：0.8mm,4.电位器接线片生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：0.4mm,2.2.2 冲裁工艺性要求 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。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。1结构工艺性要求（1）冲裁件的形状应尽可能简单、对称，以圆形、矩形等规则几何形状组

8、成的几何图形为较佳，这样使排样时废料最少。,（2）无过长的悬臂、狭槽，所谓悬臂、狭槽，即其宽度b2t；,（3）孔间距、孔边距不能太小，所谓过小孔间距，即指b22t，所谓过小孔边距，即指b11.5t；,（4）冲裁件的外形或内孔的转角处应避免存在尖锐的尖角，采用圆角过渡为较佳，一般在圆角处应使R0.5t。,（5）冲孔制件的孔不能太小。,2冲裁件的尺寸精度和粗糙度（1）普通冲裁：冲裁件的内外形的经济精度不高于IT11级，（2）冲孔精度（最好低于IT9级）比落料精度（最好低于IT10级）高一级。（3）冲裁件的粗糙度Ra一般低于6.3m，但高于12.5m；3冲裁材料（1）冲裁材料金属材料（钢、铝、各种贵

9、重金属及各种合金）非金属材料（纸板、塑料板、胶合板等)复合材料（涂层板、复合板等）,（2）冲裁件材料选取原则1）对冲裁材料机械性能的要求 有一定强度和韧性，避免过硬、过软、过脆。案例1、2为电工硅钢，材料较硬较脆；案例3、4为低碳钢，具有较好的冲裁性能2）对材料规格的要求 材料厚度公差应符合国家标准，厚薄均匀，避免采用边角料。3）冲裁件材料的选取原则廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有色 4个案例制件均为黑色材料,案例分析：1电机转子生产批量：大批量 材料：电工硅钢片 厚度：0.35mm,2电机定子生产批量：大批量；材料：电工硅钢片;厚度：0.35mm,3机芯自停杆生产批量：大批大量；材料：钢10

10、；料厚：0.8mm,4.电位器接线片生产批量：大批量；材料：08F钢带；料厚：0.4mm,课后思考,1、提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效措施有哪些？2、什么是冲裁件的工艺性，分析冲裁件的工艺性有何实际意义？,2.3 冲裁工艺方案制定学习目标：了解制定冲裁工艺方案的重要性，熟练掌握冲裁工艺方案的确定方法。教学要求：根据冲裁件图纸，能够确定出其基本工序的性质，并分析出各工序的数目和顺序，制定出可行的工艺方案。能够通过分析比较各工艺方案，得出最佳的工艺方案。,2.3.1 基本工序的确定（1）基本工序的性质 冲孔、切废料、冲缺、冲槽、落料、切断、切口等；,案例分析：电机转子工序性质：冲孔、落料、切口

11、,案例分析：电机定子工序性质：冲孔、落料,案例分析：机芯自停杆工序性质：冲孔、落料,案例分析：电位器接线片工序性质：落料,（2）基本工序的数目案例分析：案例1为3个；案例2和案例3为2个；案例4为1个。（3）基本工序的顺序 案例分析：案例1：冲孔切口落料 或 落料冲孔切口 案例2：冲孔落料 或 落料冲孔 案例3：冲孔落料 或 落料冲孔,基本工序的排列与组合 对多种方案进行分析比较，得出较佳方案。,案例分析：电机转子（1）单工序工艺 即用落料、冲孔、切口三副模具分别完成三种工序。,（2）级进工艺（3）复合工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。,分析比较：（1）单工序工艺：模具结构简单，制造成本较低

12、，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低。（2）级进工序工艺：制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。（3）复合工序工艺：制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。,案例分析：电机定子（1）单工序工艺 即用落料、冲孔两模具分别完成两种工序,（2）级进工序工艺,（3）复合工序工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较：（1）单工序工艺 模具数目增加，加工精度低，生产效率低。（2）级进工序工艺 可通过制件的不同排布方式，节约原材料，以降低制件成本。（3）复合工序工艺 模具制造复杂，加工困难。

13、,工艺方案分析练习1.机芯自停杆,2.电位器接线片,测验题问 分析下图所示零件（材料：65Mn，料厚为1，未注尺寸公差为IT12）的冲裁工艺性，确定其工序性质及组合方式，画出冲裁工序图。,参考答案,课后思考,1、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？2、怎样确定冲裁的工艺方案？,2.4 冲裁排样设计学习目标：了解排样与材料利用率的关系，熟悉排样的分类方法，理解搭边在冲压工艺上的作用。教学要求：能够根据冲裁件的形状确定排样形式，会查表确定搭边值，利用公式计算材料利用率。,2.4.1 冲裁排样的方式 排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。,（1）按有无废料分1）有废

14、料排样：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有余料存在。特点：冲裁件质量完全由冲模保证，精度高，且搭边保护模具，但材料利用率低。,1-结构废料 2-工艺废料,2）少无废料排样：指制件与制件之间、制件与条料边缘之间存在较少或没有余料。特点：模具结构简化、冲裁力降低、材料利用率提高，但受板料和定位影响，工件精度降低，且凸模单边受力，易被破坏，加剧模具磨损，影响冲裁件的断面质量。,当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。,案例分析：电机转子（1）少废料排样,案例分析：电机定子（1）有废料排样,（2）少废料排样,（2）按排列形式分1）直排法：适用于外形为方

15、、矩形冲件。案例分析：电机定子,2）斜排法：适用椭圆形、T形、L形、S形冲件。,3）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、形、形冲件。,案例分析：电位器接线片,4）斜对排：适用T形冲件，且比直对排节省材料。,5）混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状冲件的套排。案例分析：电机定子、电机转子,6）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等冲件。案例分析：电机转子,7）整裁余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较简单的冲件。案例分析：电位器接线片,8）分次裁切余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较复杂的冲件。案例分析：机芯自停杆,搭边搭边：指冲裁时制件与制件之间

16、、制件与条料边缘之间的余料。（1）搭边的作用1）能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；2）能保持条料具有一定的刚性，便于送料；3）能起到保护模具的作用。,（2）搭边值的选取案例分析：电机转子,案例分析：机芯自停杆,案例分析：电位器接线片,级进模排样设计：1）尽量减少工位数，以减少工位积累误差；2）零件较大或零件虽小但工位较多，应尽量减少工位数，可采用连续一复合排样法；,3）孔间距小的冲件，要分步冲孔；,4）工位间凹模壁薄的，应增设空步；,5）外形复杂的冲件应分步冲出，以简化凸、凹模形状，增强其强度，便于加工和装配；6）冲裁级进模，一般是先冲孔后落料或切断。先冲出的孔可作后续工位的定位孔，若该孔

17、不适合于定位或定位精度要求较高时，则应冲出辅助定位工艺孔（导正销孔）；,2.4.3 材料利用率的计算（1）条料宽度尺寸的确定1）有侧压装置：B=(L+2b)-2）无侧压装置：B=(L+2b+C)式中：L制件垂直于送料方向的基本尺寸；条料的宽度公差；b侧面搭边值；C送料保证间隙：B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。,3）采用侧刃：B=(L+1.5b+nF)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；条料的宽度公差；b侧面搭边值；B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。,侧压装置,案例分析：电机转子（1）有侧压：B=50.8-0.5（2）无侧

18、压：B=51.8-0.5,（2）材料利用率的计算式中：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一个步距内制件的实际面积(mm2)；S0一个步距所需毛坯的面积(mm2)。,案例分析：电机转子,案例分析：电机定子（横排）,案例分析：电机定子（竖排）,案例分析：电机定子、电机转子,案例分析：机芯自停杆(直排）,案例分析：机芯自停杆(斜排）,案例分析：电位器接线片(直排）,案例分析：电位器接线片(直对排）,测验题判断 1、搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。（）,参考答案,课后思考,1、什么叫排样？排样的合理与否对冲裁工作有

19、何意义？2、排样的方式有哪些？各适合什么场合？3、什么是搭边？对制件的精度及材料利用率分别有什么影响？,2.5 冲裁模刃口尺寸计算学习目标：能够确定合理间隙，能够掌握刃口尺寸计算的基本原则，能熟练掌握刃口尺寸计算的方法。教学要求：会用查表法或经验法确定合理间隙，能根据冲裁件的形状，确定凸、凹模刃口的加工方法；根据冲裁件与凸模或凹模刃口之间的关系，判断基准件磨损方向，从而正确计算刃口尺寸。,2.5.1 冲裁间隙冲裁间隙：冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。单边间隙：凸模与凹模每一侧的间隙(c)。双边间隙：凸模与凹模两侧间隙之和(Z)。,（1）冲裁间隙影响的因素 1）冲裁件断面,播放动画,光亮带：在材

20、料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个光亮带。,塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大，则塌角愈大。断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。,2）冲裁件尺寸精度 间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；间隙过小，材料产生压缩弹性变形，使制件的外形尺寸大于凹模尺寸，内形尺寸小于凸模尺寸

21、。3）冲压力 间隙的增大，将使冲压力有所减小。4）模具寿命 过小的间隙对模具寿命极为不利。较大间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，则有助于提高模具寿命。,（2）合理间隙值确定的原则 1）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。2）当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙。3）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。（3）间隙值确定方法 1）经验法 2）查表法（行业、料厚、精度）,案例分析：电机转子最高精度：、为IT89级,由表2-2可得：(716

22、)%t 由经验法可得：(610)%t 所以取(710)%t；,得：Zmin=0.350.07=0.0245mm Zmax=0.350.1=0.035mm取：Zmin=0.025mmZmax=0.035mm,案例分析：机芯自停杆精度：均为IT1314级；属一般精度要求。,由表2-2可得：(1420)%t；由经验法可得：(69)%t；,综合考虑得：Zmin=0.80.14=0.112mm Zmax=0.80.2=0.16mm取：Zmin=0.11mm；Zmax=0.80.2=0.16mm,2.5.2 刃口尺寸计算（1）刃口尺寸计算应遵循的原则 1）落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，以凹模为基准

23、，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得；2）冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口的尺寸来取得；3）设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；,4）设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；5）初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；6）刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体内部；7）模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算方法亦不同。,（2）凸、凹模采用互换法加工适用：适用于圆形等简单形状的冲裁件。要求：设计时需在图纸上分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。满足条件：或取,1

24、)落料2)冲孔,例：工件如右图所示 t=1mm，IT14级采用互换法计算其刃口尺寸查表可得：Zmin=0.20mm；Zmax=0.25mm查表可得：20 d=+0.025；p=-0.020 10 d=+0.020；p=-0.020,落料冲孔,3)孔心距式中 Dd落料凹模基本尺寸(mm)；Dmax落料件最大极限尺寸(mm)；dp冲孔凸模基本尺寸(mm)；dmin冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)；Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)；LminLd的最小极限尺寸(mm)p凸模下偏差(mm)，一般取/4；d凹模上偏差(mm)，一般取/4；,Zmin凸凹模最小初始双向间隙(mm)；Zmax凸凹模最大允许

25、双向间隙(mm)；x凸、凹模磨损系数；制件尺寸公差值；Dp落料凸模基本尺寸(mm)；dd冲孔凹模基本尺寸(mm)；,（3）凸、凹模采用配合加工配合加工方法：指先按照工件尺寸计算出凸（或凹模）的公称尺寸及公差尺寸并进行加工；然后按基准件实际尺寸，并根据冲裁间隙配做另一个相配件凹(或凸)模。特点：冲裁间隙易于得到保证；可放大基准件的制造公差，并且无需校核；简化了模具设计。,要点：1）设计时，只需详细标注基准件刃口尺寸及制造公差；相配件标注基准件的名义尺寸，并在说明中注明与基准件配制的间隙值。2）刃口尺寸的分类 按基准件磨损后尺寸变化方向分类。A类磨损后刃口尺寸变大；B类磨损后刃口尺寸变小；C类磨损

26、后刃口尺寸不变。,播放动画,3）基准件刃口尺寸计算公式落料：冲孔：式中：Ad、Bd、Cd凹模刃口尺寸；Ap、Bp凸模刃口尺寸；Aman工件上对应尺寸的最大尺寸；Bmin工件上对应尺寸的最小尺寸；C平均工件上对应尺寸的平均尺寸；,案例分析：电机转子落料：A类尺寸：47.23223R1220 B类尺寸：45R1.5203 C类尺寸：423430120冲孔：A类尺寸：无 B类尺寸：C类尺寸：无,计算A类刃口尺寸,计算B类刃口尺寸,案例分析：电机定子落料：A类尺寸：60B类尺寸：R3C类尺寸：74405063,冲孔：A类尺寸：R5R1.5 B类尺寸：；R369 C类尺寸：5428,计算A类刃口尺寸,计

27、算B类刃口尺寸,计算C类刃口尺寸 74d=740.1250.74=740.092 40d=400.1250.62=400.077 50d=500.1250.74=500.092 63d=630.1250.74=630.092 54d=540.1250.74=540.092 28d=280.1250.52=280.065,案例分析：机芯自停杆落料：A类尺寸：2.44.89R1617.81.52 B类尺寸：0.80.53R2R1 C类尺寸：17.350.916.57.68.5107 单边增大：32610.3冲孔：A类尺寸：无 B类尺寸：1；5；C类尺寸：无,计算A类刃口尺寸,计算B类刃口尺寸,计算

28、C类刃口尺寸1d=10.1250.25=10.031 7.3d=7.30.1250.36=7.30.045 5d=50.1250.3=10.037 0.9d=0.90.1250.25=0.90.031 16.5d=16.50.1250.43=16.50.0547.6d=7.60.1250.36=7.60.045 8.5d=8.50.1250.36=8.50.045 10d=100.1250.36=100.045 7d=70.1250.36=70.045,计算单边增大刃口尺寸,刃口尺寸计算练习：以配合加工法计算电位器接线片的凸、凹模刃口尺寸。,测验题填空 1、普通冲裁件断面具有 四个明显区域。判

29、断1、普通冲裁最后分离是塑性剪切分离。（）,参考答案,课后思考,1、板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？2、在设计冲裁模时，确定冲裁合理间隙的原则是什么？3、确定冲裁凸、凹模刃口尺寸的基本原则是什么？,2.6 冲压定位方式学习目标：了解各种定位零件的结构和作用，了解冲压定位的使用原则，熟悉基本的定位组合方式的特点及应用场合；教学要求：根据冲裁件和模具的结构，及定位零件的特点结构形式，正确选择定位组合方式。,2.6.1 冲压定位零件1.定位零件的作用（1）定距：在送料方向上控制送料的进距；（2）导向：保证板料沿送料方向正确送进。,a-固定挡料销 b、c-导料销,2.定位零

30、件的结构形式（1）定位板与定位销用于单个毛坯进行冲压加工，保证前后工序的相对位置精度及工件内孔与外轮廓的位置精度的要求。,a、b 定位板，c、d 定位销,定位板选择原则：1）定位板便于取放工件，操作安全；2）形状不对称工件，定位板须有方向性；3）需多道冲压工序完成的工件，定位板取同一个定位基准。,（2）挡料销保证条料送进时的送进距离。常用于落料模和复合模，2-3个工位的简单级进模有时也用。1）固定挡料销,圆柱头挡料销,钩形挡料销,2）活动挡料销活动挡料销通常安装在倒装落料模或倒装复合模的弹压卸料板上。,a）弹簧弹顶挡料销 b）扭簧弹顶挡料销 c）橡胶弹顶挡料销,3）可调式活动挡料销常用于通用冲

31、模，安装在卸料板上，可调整挡料定位位置，不适用于较薄较软材料的冲裁。送料过程为一推一拉。,4）始用挡料销用于确定级进模中条料料头在第一次送进时的准确位置，而临时使用的定位挡料装置。不适用于多工位的级进模。,（3）导料销用于毛坯以外形定位，多用于有弹压卸料板的单工序模和复合模。,a-固定挡料销，b、c-导料销,（4）导料板（导尺）在固定卸料式冲模和级进模中起导向作用。分离式导料板 整体式导料板,有侧压导料板消除条料的宽度误差造成的工件尺寸精度降低。当板厚小于 0.3mm或自动送料时，不宜采用有侧压导料板。,（5）侧刃 以切去条料旁侧少量材料来限定送料进距，送料精度及生产效率高。,侧刃断面的长度等

32、于步距，侧刃前后导尺两侧之间的距离不等，其差值为侧刃所切去的条料旁侧材料的宽度。,播放动画,侧刃结构,a)平面型 b)台阶型,台阶型的多用于厚度为 1mm 以上板料的冲裁，冲裁前凸出部分先进入凹模导向，以免由于侧压力导致侧刃损坏。,1）长方形侧刃 制造简单，但当侧刃刃口部分磨钝后，会使条料边缘处出现毛刺而影响正常送进。,播放动画,2）成形侧刃（燕尾形刃口）克服了长方形侧刃的缺点，但制造较复杂，增大了切边宽度，材料利用率降低。刃口的磨损较严重，强度也较差，因此不适于冲厚料。适用于板厚在 0.5mm以下，定位精度较高的冲裁。,播放动画,因常需将侧刃的冲切刃口形状设计成为工件边缘的部分形状，故称为成

33、形侧刃。,3）尖角形侧刃 与弹簧挡料销配合使用，节省材料，但操作麻烦，生产效率低，不常采用，只在冲裁贵重金属时使用。,采用侧刃的条件：1）窄长工件2）料厚较薄（t0.5mm）3）成形侧刃成形工件侧边外形,播放动画,侧刃数量可以是一个，也可以两个。两个侧刃可以在条料两侧并列布置，也可以对角布置，对角布置能够保证料尾的充分利用。,4）多工序级进模（多采用双侧刃结构）,（6）导正销（导头）常用于级进模中，以保证工件上的孔与外形的相对位置精度，消除送料的步距误差，起到精确定位的作用。,当冲裁材料厚度小于0.5mm，冲孔直径小于1.5mm，落料凸模尺寸较小时，不宜使用导正销。,导正销在凸模上的固定形式,

34、固定在凸模固定板上的导正销 工步较多，精度较高，零件上又无适宜导正的孔的级进模，常在条料的空位处设置工艺孔，供导正销导正条料。,1-上模座 2-固定板 3-卸料板 4-导正销 5-弹簧 6-螺塞 7-顶销,2.6.2 冲压定位方式1.使用原则（1）保证精度的前提下，尽量简单、易操作；（2）以“必需、够用”为设置定位元件的原则；（3）应满足制件生产类型的需求。（4）在保证精度、满足生产类型的前提下，尽量提高材料利用率。,2.定位方式（1）以导料销、挡料销组合定位以一挡料销定距，以两导料销导向。一般用于单工序模和复合工序模等定位精度要求不高的场合。特点是制造简单，操作方便，对材料精度要求低，但定位

35、精度低，材料利用率低，生产效率低。,a-挡料销 b、c-导料销,播放动画,（2）以临时挡料销、挡料销和导料板组合定位以初始挡料销确定条料初始位置，以挡料销定距，以导料板导向。一般适用于三工位以下的级进模。特点是制造简单，对材料精度要求较低，但定位精度较低，操作不方便，材料利用率较低，生产效率低。,（3）以临时挡料销、挡料销、导正销和导料板组合定位以临时挡料销确定条料初始位置，以挡料销粗定距，以导正销作精定位，以导料板导向。一般用于三工位以下的级进模。其特点是制造简单，对材料精度要求较低，定位精度较高，操作不方便，材料利用率较低，生产效率低。,（4）以侧刃和导料板组合定位以侧刃定距，以导料板导向

36、，一般适用于三工位以下的级进模。特点是定位精度较高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。,播放动画,（5）以侧刃、导正销和导料板组合定位以侧刃定距，以导正销作精定距，以导料板导向。适用于多工位级进模。特点是定位精度高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。,案例分析：电机转子,案例分析：电机定子,案例分析：电机定、转子,案例分析：机芯自停杆（直排）,案例分析：机芯自停杆（斜排）,案例分析：电位器接线片,测验题填空 1、侧刃常被用于 模，其作用是控制条料进给方向上的。选择1、在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产率较高时，一般选用 定位较

37、合理。A、挡料销；B、导正销；C、侧刃；D、初始挡料销,参考答案,课后思考,1、设计定位零件时应注意什么？2、级进模中使用定距侧刃有什么优点？怎样设计定距侧刃？3、级进模中使用导正销的作用是什么？怎样设计导正销？,2.7 冲压力及压力中心计算学习目标：了解冲压力与模具压力中心的概念，理解模具压力中心的计算方法，理解压力中心与冲床滑块中心重合的意义。教学要求：会根据不同的模具结构，计算总冲压力；能够使用力矩平衡原理，计算复杂工件或多凸模冲裁件的压力中心。,2.7.1 常用卸料、出件及压料零、部件（1）卸料板：指将包在凸模上的制件或废料从凸模上刮下来的零件。形式：刚性卸料板和弹压卸料板。1）刚性卸

38、料板特点：能承受较大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生产效率不高。适用范围：料厚在0.5mm以上的材料，常用于单工序模，与凸模间的单边间隙一般：0.10.5mm。,封闭式：适用于一般条料的冲裁。,播放动画,a）-卸料板与导料板一体,b）-卸料板与导料板分开,悬臂式：适用于窄而长的毛坯冲裁。钩形：适用于弯曲件和拉深件的冲裁。,播放动画,c）-悬臂式卸料板,d）-钩式卸料板,2）弹压卸料板特点：有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前对毛坯有压紧作用，冲压后又使冲压件平稳卸料，从而制件较为平整；但卸料力较小，结构复杂，可靠性与安全性较差。适用范围：卸料力不是特别大的各种冲裁模。,播放

39、动画,a）-向上卸料 b）-向下卸料,倒装式模具的弹压卸料板，方便调整卸料力；,橡胶等弹性元件卸料板，用于简单冲裁模,以弹压卸料板作为细长小凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摆动，从而保护小凸模不被折断。,1-弹压卸料板 2-弹性元件 3-小凸模 4-小导柱,（2）出件装置：指将在凹模中的制件或废料从凹模口推出的装置。1）刚性推件装置特点：推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。,播放动画,推件横梁,2）弹性推件装置特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，但弹出力有限。,3）弹性顶件装置特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，弹顶器弹力有限。,2.7.2 冲压力冲

40、压力：指冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。（1）冲裁力：指凸、凹模使材料产生分离所需的力。计算公式：式中：F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（mm）；K冲压系数，一般取K=1.3；K值与冲裁间隙、模具刃口锋利成度、压力机状况、模具润滑情况及模具设计安全系数等有关。t材料厚度（mm）；材料抗剪强度（MPa）。,（2）卸料力（F卸）：指将箍在凸模上的材料卸下时所需的力。F卸=K卸F(N)式中：K卸卸料力系数。（3）推料力（F推）：指将冲入凹模的制件或废料顺着冲裁方向从凹模洞口推出时所需的力。F推=nK推F(N)式中：K推推料力系数；n同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。,（4）顶料力（F顶）：指

41、将冲入凹模的制件或废料逆着冲裁方向从凹模刃口推出时所需的力。F顶=K顶F(N)式中：K顶顶料力系数。（5）总冲压力（F）1）采用弹性卸料和上出料方式时：F=F+F卸+F顶 2）采用刚性卸料和下出料方式时：F=F+F推 3）采用弹性卸料和下出料方式时：F=F+F卸+F推,案例分析：电机转子 t=0.35mm；=560MPa 1）单工序模 落料模：L=69.1512=829.8mm冲裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07211433=14800(N)推料力:F=nKF=100.065211433=137431(N）总冲压力：F=F+F卸+F推=211433+14800+137431=363664（N

42、）,冲孔切口模：L=17.933+10=63.79mm冲裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.072548=178(N)推料力:F推=nK推F=100.0652548=1656(N)总冲压力：F=F+F卸+F推=16254+178+1656=18088(N),2）复合工序模 L=69.1512+17.933+10=893.59mm冲裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07227687=15938(N),顺装顶料力：若全采用弹性：F顶=K顶F=0.08(211433+2548)=17115(N)总冲压力：F=F+F卸+F顶=227687+15938+17115=260740(N)若上模采用刚性：F顶=K顶

43、F=0.08211433=16915(N)总冲压力：F=F+F卸+F顶=227687+15938+16915=260540(N),倒装推料力:F推=nK推F=100.0652548=1565(N)采用弹性顶料：F顶=K顶F=0.08211433=16915(N)总冲压力：F=F+F卸+F顶+F推=227687+15938+16915+1565=262105(N)采用刚性顶料：F=F+F卸+F推=227687+15938+1565=245190(N),案例分析：电机定子与转子级进模采用弹压卸料、下出料形式 L=50.27+50.27+693.23+37.70+31.42+502.91+218.6

44、7+169.45+251.25+114=2119.17(mm)冲裁力：,卸料力：F卸=K卸F=0.07539965=37796(N)推料力:F推=nK推F=100.065 539965=350977(N)总冲压力：F=F+F卸+F推=539965+37796+350977=928738(N),案例分析：机芯自停杆采用弹压卸料、下出料形式 L=471.53冲裁力：卸料力：F卸=K卸F=0.07137310=9612(N),推料力:F推=nK推F=60.065 137310=53551(N)总冲压力：F=F+F卸+F推=137310+9612+53551=200473(N),冲压力计算练习1.机芯

45、自停杆（斜排）,2.电位器接线片,2.7.3 模具压力中心的计算 模具压力中心：指模具冲压力全力的作用点。要求：冲压时，其压力中心应与压力机滑块中心相重合。作用（1）以避免模具在工作中产生偏弯矩而发生歪斜，加速模具导向机构的不均匀；（2）保证凸凹模间隙的一致，从而保证制件质量和延长模具寿命。,计算：1.简单形状的工件压力中心的计算1)对称形状的零件压力中心，位于刃口轮廓图形的几何中心上；,3)等半径的圆弧段的压力中心，位于任意角2角平分线上，且距离圆心为x0的点上。式中 弧度,2)直线段的压力中心位于直线段的中心；,2.复杂形状冲裁件压力中心的计算计算步骤：1）选定坐标系；2）计算各轮廓的长度

46、或冲压力；3）计算各轮廓或冲压力中心的坐标值；,4）根据力矩原理计算压力中心。或,案例分析：电机转子与电机定子（1）单工序模和复合工序模 由于制件形状对称，所以，模具的压力中心与制件的形心相重合。因此，在进行此类模具设计时，应将坐标系原点选择与制件形重合。,（2）级进工序模 与单工序模及复合模的区别在于，级进模将制件固有的形面按优化冲裁工艺性的要求分散在前后几个工位中进行，因此在合理选择坐标系后将发现，制件相对于坐标系中某一轴对称(此例为x轴)。因此，仅需计算X0坐标值。Y0=0,案例分析：机芯自停杆L1=12.57；X1=75.85；Y1=70.2L2=12.57；X2=75.85；Y2=3

47、2.5L3=43.79；X3=136.4；,L4=4.40；X4=69.5；Y4=40.1L5=4.40；X5=70.4；Y5=22.5L6=4.4；X6=65.3；Y6=32.5L7=12；X7=65.7；Y7=17.5L8=36.6；X8=67.2；Y8=56.65,L9=8.80X9=50Y9=32.5L10=4.40X10=47.7Y10=13.5L11=12.4X11=39.5,L12=42.05,L13=54.48,L14=35.84,L15=59.64,压力中心,L1=4.4；X1=3.42；Y1=-10.87L2=12.57；X2=0；Y2=0L3=12.57；X3=0；Y3=

48、17.7,斜排法,L4=12,L5=12；X5=-3.29；Y5=-11.21L6=4.4；X6=-4.23；Y6=2.07L7=8.8；X7=-9.6；Y7=-3.3,L8=44.17,L9=18.44,L11=4.40；X11=-32.17；Y11=-0.33,L10=36.76,L12=36.76,L13=21.63,L14=29.96,L15=24.67,L16=16.35,L17=29.65,20042005学年 冷冲压工艺与模具设计,测验题判断 1、冲压模使用刚性卸料的主要优点是卸料可靠；卸料力大。（）2、当采用刚性卸料装置和下出件的模具时，其总工艺力为。（）3、连接弹压卸料板时，

49、可以选用圆柱头普通螺钉。（）填空 1、模具的 就是冲压力的合力的作用点，求 的方法就是求空间平行力系的合力的作用点。2、要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须使 与模柄的轴心线（或偏移不大）。3、弹性卸料装置除了起卸料作用外，还兼起 作用。它一般用于材料厚度相对 材料的卸料。,参考答案,测验题计算 如图所示，零件材料为Q235，料厚为2。计算冲压力，确定压力机公称压力。,参考答案,课后思考,1、什么是模具的压力中心？2、怎样确定模具的压力中心？,2.8 凸、凹模结构设计学习目标：掌握凸模、凹模、凸凹模的结构形式和固定形式。理解凸凹模的最小壁厚。教学要求：能够正确选择凸模、凹模的结构形式，计算凸模

50、的长度和凹模的外形尺寸，能够确定凸凹模的最小壁厚。,2.8.1 凸模结构设计1凸模的结构型式分类：按断面形式分为圆形凸模和非圆形凸模。（1）圆形凸模 指凸模端面为圆形的凸模。,常见的圆形凸模的结构形式 凸模作成台阶式，用固定板固定，台阶处圆滑过渡或加过渡段，以避免应力集中，增加凸模的刚度和强度。,播放动画,播放动画,案例分析：电机转子与电机定子,适用于冲制孔径与材料厚度相近的小孔的圆形凸模，其采用保护套结构。,适用于冲大孔或落料的圆凸模。,镶块式凸模 1凸模固定座 2凸模镶块,窝孔定位,（2）非圆形凸模 基本类型可分为圆形类、矩形类和直通式 若固定端为圆形时，凸模安装定位时需加骑缝销，以防止凸