冲裁工艺及冲裁模设计Word文件下载.docx

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随着间隙的增大，冲裁力有一定程度的降低，而卸料力和推料力降低明显。

凸、凹模磨钝后，其刃口处形成圆角_，冲裁件上就会出现不正常的毛刺，凸模具刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺；

凹模刃口磨钝时，在冲孔件孔口边缘产生毛刺；

凸凹模刃口均磨钝时，则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。

消除凸（凹）模刃口圆角的方法是修磨凸（凹）模的工作端面。

冲裁间隙的数值，等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。

在设计和制造新模具时，应采用最小的合理间隙。

在设计模具时，对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件，应选用较小的间隙值；

对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件，以提高模具寿命为主，应选用较大的间隙值。

冲孔时，凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。

落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。

冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的尺寸精度、冲裁间隙、刃口尺寸磨损有关。

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工件尺寸范围内较小尺寸，而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。

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工件孔尺寸范围内较大尺寸，而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。

凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批生产_。

其缺点是模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。

配制加工法就是先按设计尺寸加工一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按间隙配作另一件。

落料时，应以凹模为基准配制凸模，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

冲孔时，应以凸模为基准配制凹模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin的条件。

配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件，并且可放大_基准件的制造公差，使制造容易。

冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小冲裁间隙配制。

故在凹模上只标注基本尺寸，不标注公差_，同时在零件图的技术要求上注明凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为Zmin～Zmax。

冲裁件的经济公差等于不高于IT11级，一般落料件公差最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT19级。

冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。

冲裁件的工艺性分析，主要从冲裁件的结构工艺性、冲裁件的精度和冲裁件的断面质量等三方面进行。

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情况以及冲模的结构_有关。

当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度值Ra一般可达12.5～3.2。

冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。

排样是否合理将影响到材料的合理利用职务之便、冲件质量、生产率、模具的结结构及使用寿命等。

材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比，它是衡量合理利用材料的指标。

冲裁产生的废料可分为两类，一类是结构废料，另一类是工艺废料。

减少工艺废料的措施是：

设计合理的排样方案，选择合理的板料规格和合理的搭边值；

利用废料作小零件。

排样的方法，按有无废料的情况可分为有废料排样、无废料排样和少废料排样。

对于有废料排样，冲裁件的尺寸完全由冲模来保证，因此制件的精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边，冲裁件的质量和精度_要差一些，但材料的利用率高。

排样时，冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。

搭边是一种工艺废料废料，但它可以补偿定位误差和料宽误差，确保制件合格；

搭边还可增加条刚度，提高生产率；

此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。

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凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。

从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称卸料力，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推料力，逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称顶料力。

采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力之和；

采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、推料力之和；

采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力、顶料力之和。

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，常用阶梯凸模冲裁法、斜刃口冲裁法和加热冲裁法来降低冲裁力。

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，凸模应采用阶梯布置，即将小凸模做短一些。

这样可保证冲裁时，大直径凸模先冲。

阶梯冲裁时，大凸模长度应比小凸模长度长，可以保证冲裁时大_凸模先冲。

采用斜刃冲裁时，为了保证冲件平整，落料时应将凸模做成平刃；

冲孔时应将凹模做成平刃。

材料加热后，由于抗剪强度降低，从而降低了冲裁力。

模具压力中心就是冲压力合力的作用点。

模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。

如果模具的压力中心不通过压力机滑块的中心线，则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块、压力机导轨及模具导向部分零件不正常磨损；

还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量和模具的寿命。

按工序组合程度分，冲裁模可分为单工序模、级进模和复合模等几种。

在压力机的一次行程中，只完成一个冲压工序的冲模称为单工序模。

在条料的送进方向上，具有两个或两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上工位的冲压工序的冲模称为级进模。

在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上，完成两个或两个以上的冲压工序的模具，叫复合模。

冲裁模具零件可分为工艺零件、结构零件。

组成冲模的零件有工作零件、定位零件、导向零件，压料、卸料和出件零件，支撑零件，紧固及其他零件等。

在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工艺零件。

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定位问题，才能保证冲压件的质量。

定位零件是指用于确定条料或工序件在模具中的正确位置的零件。

导向零件是用于确定上、下模相对位置、保证位置精度的零件。

级进模中，典型的定位结构有挡料钉及导正销和侧刃等两种。

无导向单工序冲裁模的特点是结构简单，制造成本低，但使用时安装调整凸、凹模间隙较不方便，冲裁件质量差，模具寿命低，操作不安全。

因而只适用于精度不高、形状简单、批量小的冲裁件的冲压。

由于级进模生产率高，便于操作，易实现生产自动化，但轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，所以一般适用于批量大、小尺寸工件的冲压生产。

常用的定位零件是挡料钉和侧刃，应用级进模冲压，排样设计很重要，它不但要考虑材料的合理利用，还应考虑制件的精度要求、冲压成形规律、模具寿命等问题。

级进模的排样设计时，对零件精度要求高的，除了注意采用精确的定位方法外，还应尽量减少工位数，以减少定位累积误差。

孔距公差较小的孔应尽量在同一工位中冲出。

在级进模的排样设计中，对孔壁距离小的制件，考虑到模具的强度，其孔可分步冲出；

工位之间壁厚小的，应增设空位；

外形复杂的制件，应分步冲出，以简化凸模、凹模形状，增强其强度，便于加工和装配；

侧刃的位置应尽量避免导致凸、凹模_局部工作以免损坏刃口，影响模具寿命。

需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的零件，采用连续冲压时，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形后冲出，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

全部为冲裁工步的级进模，一般是先冲孔后落料。

先冲出的孔可作为后续工位的定位孔，若该孔不适合定位或定位要求较高时，则应冲出工艺孔作定位用。

套料连续冲裁，按由里向外的顺序，先冲内轮廓后冲外轮廓。

复合模在结构上的主要特征是有一个既是冲孔的凹模又是落料凸模的凸凹模。

按照落料凹模的位置不同，复合模分为顺装复合模和倒装复合模两种。

凸凹模在上模，落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模。

复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外形的相对位置精度高，板料的定位精度高，冲模的外形尺寸较小，但复合模结构复杂，制造精度高，成本高。

所以复合模一般用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

凸模的结构形式，按其断面形状分为圆形、非圆形；

按刃口形状有平刃、斜刃等；

按结构分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。

凸模的固定方式有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结挤浇注固定和快换固定等。

圆形凸模常用的固定方法有台阶式和快换式。

由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度，或凸模工作部分直径小于允许的最小值，就应该采用凸模护套等方法加以保护。

整体阶梯式圆形凸模强度高，刚性好，装配修磨方便。

其工作部分的尺寸由计算而得；

与凸模固定板配合部分按过渡配合制造。

非圆形凸模，如果固定部分为圆形，必须在固定端接缝处加防转销；

以铆接法固定时，铆接部分的硬度较工作部分要低。

凹模的类型很多，按外形分有圆形、方形或长方形，按结构分有整体式和镶拼式；

按刃口形式分有平刃和斜刃。

直刃壁孔口凹模，其特点是刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变，制造较方便。

但是在废料或冲件向下推出的模具结构中，废料会积存在孔口内，凹模胀力大，刃壁磨损快，且每次修磨量较大。

斜刃壁孔口凹模，其特点是孔口内不易积料，每次修磨量小，刃口强度较差。

修磨后刃口尺寸会变大，这种刃口一般用于形状简单的冲件冲裁，并一般用于精度要求不高的下出件的模具。

复合模的凸凹模壁厚最小值于冲模结构有关，顺装式复合模的凸凹模壁厚可小些；

倒装式复合模的凸凹模壁厚应大些。

对于大中型的凸、凹模或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模常采用镶拼结构。

镶拼结构的凸、凹模设计原则是：

力求改善加工工艺性，减少钳工工作量，提高模具加工精度；

便于装配和维修；

满足冲压工艺，提高冲压件质量。

设计镶拼结构的凸、凹模时，A、应尽量将复杂形状的内形_加工变成外形加工，以便切削加工和磨削；

B、应该沿转角、尖角分割，并尽量使拼块角度大于或等于９０°

；

C、圆弧尽量单独分块，拼接线应在离切点４～７的直线处，大圆弧和长直线可分成几块，另外应与刃口垂直，且不宜过长，一般为１２～１５mm；

D、为了满足冲压工艺的要求，提高冲件质量，凸模和凹模的拼接线应至少错开３～５mm，以免冲裁件产生毛刺；

e为了方便装配、调整和维修，对比较薄弱或容易磨损的局部凸出或凹进部分，应单独镶拼，拼块之间应能通过磨削或增减垫片_的方法调整其间隙或保证中心距公差。

条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位，一是在与送料方向垂直方向上的限位，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，控制条料一次送进长度，称为送料定距。

属于条料导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板，属于送料定距的定位零件有始用挡料销、挡料销、导正销、侧刃等，属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。

导料销导正定位多用于单工序模和复合模中。

使用导正销的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。

导正销通常与挡料销，也可与侧刃配合使用。

条料在送进方向上的送进距离称为步距。

导料销导向定位多用于单工序模具和复合模中。

如果条料的公差大，为了避免条料在导料扳中的偏摆，使最小搭边得到保证，应在送料方向的一侧设置侧压装置，迫使条料始终紧帖一侧导料扳。

当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料，一般在0.2～0.5mm之间，板料薄的取小值，板料厚的取大值。

当卸料板兼起导板作用时，一般按_H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙_小于凸、凹模之间间隙，以保证凸模、凹模的正确配合。

使用导正销的目的是消除送料导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。

导正销通常与挡料钉配合使用，也可以与侧刃配合使用。

定位板和定位销是作为单个毛坯或工序件的定位件，其定位方式由外形定位和内孔定位两种。

弹压卸料板既起压料作用，又起卸料作用，所得的冲裁件质量较好，平直度较高，因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。

小孔冲裁模与一般冲裁模的最大区别是：

小孔冲裁模具有各种增强凸模刚度和强度的结构。

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．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。

（√）

8．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。

9．模具的压力中心就是冲压件的重心。

10．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。

11．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。

）

12．凡是有凸凹模的模具就是复合模。

13．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。

14．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。

15．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。

16．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。

17．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。

（×

18．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。

19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。

（√）

20．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。

21．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

（√）

22．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。

（×

23．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。

24．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。

选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）

冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了_________A_______。

A、光亮带B、毛刺C、断裂带

模具的合理间隙是靠____C___________刃口尺寸及公差来实现。

A、凸模B、凹模C、凸模和凹模D、凸凹模

落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定____A______________。

A、凹模刃口尺寸B、凸模刃口尺寸C、凸、凹模尺寸公差

当冲裁间隙较大时，冲裁后因材料弹性回复，使冲孔件尺寸____A____________凸模尺寸，落料件尺寸_________________凹模尺寸。

A、大于，小于B、大于，大于C、小于，小于D、小于，大于

对T形件，为提高材料的利用率，应采用___C_____________。

A、多排B、直对排C、斜对排

冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用____A___________的方法来实现小设备冲裁大冲件。

A、阶梯凸模冲裁B、斜刃冲裁C、加热冲裁

斜刃冲裁比平刃冲裁有______C__________的优点。

A、模具制造简单B、冲件外形复杂C、冲裁力小

为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为___A_____________。

A、推料力B、卸料力C、顶件力

模具的压力中心就是冲压力______C__________的作用点。

A、最大分力B、最小分力C、合力

冲制一工件，冲裁力为F，采用刚性卸料、下出件方式，则总压力为______B____________。

A、冲裁力+卸料力B、冲裁力+推料力C、冲裁力+卸料力+推料力

如果模具的压力中心不通过滑块的中心线，则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致导轨和模具导向部分零件_____B___________。

A、正常磨损B、非正常磨损C、初期磨损

冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，宜采用_____C___________。

A、导板模B、级进模C、复合模

用于高速压力机上的模具是______B___________。

用于高速压力机的冲压材料是_____C___________。

A、板料B、条料C、卷料

对步距要求高的级进模，采用____B____________的定位方法。

A、固定挡料销B、侧刃+导正销C、固定挡料销+始用挡料销

材料厚度较薄，则条料定位应该采用_____C___________。

A、固定挡料销+导正销B、活动挡料销C、侧刃

在导柱式单工序冲裁模中，导柱与导套的配合采用__C______。

A、H7/m6B、H7/r6C、H7/h6

由于级进模的生产效率高，便于操作，但轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，所以一般适用于__A_______冲压件的生产。

A、大批量、小型B、小批量、中型C、小批量、大型D、大批量、大型

推板或顶板与凹模呈___A______配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准______制造。

A、间隙B、过渡C、过盈D、H8E、m6F、h8

侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应__C_______步距。

A、≥B、≤C、＞D、＜

对于冲制小孔的凸模，应考虑其____A_____

A、导向装置B、修磨方便C、连接强度

精度高、形状复杂的冲件一般采用___A______凹模形式。

A、直筒式刃口B、锥筒式刃口C、斜刃口

为了保证凹模的壁厚强度，条料定位宜采用__A_______。

A、活动挡料销B、始用挡料销C、固定挡料销

弹性卸料装置除起卸料作用外，还有__C_______的作用。

A、卸料力大B、平直度低C、压料作用

压入式模柄与上模座呈___A______的配合，并加销钉以防转动。

A、H7/m6B、M7/m6C、H7/h6

中、小型模具的上模是通过__B_______固定在压力机滑块上的。

A、导板B、模柄C、上模座

大型模具或上模座中开有推板孔的中、小型模具应选用__B_______模柄。

A、旋入式B、带凸缘式C、压入式

旋入式模柄是通过__B________与上模座连接。

A、过渡配合B、螺纹C、螺钉

小凸模冲孔的导板模中，凸模与固定板呈___A_______配合。

A、间隙B、过渡C、过盈

对角导柱模架上、下模座，其工作平面的横向尺寸一般___C______纵向尺寸，常用于____A_____。

A、横向送料的级进模B、纵向送料的单工序模或复合模C、大D、纵向送料的级进模E、小F、横向送料的单工序模或复合模

能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是_________。

A、对角导柱模架B、后侧导柱模架C、中间导柱模架

为了保证条料定位精度，使用侧刃定距的级进模可采用__B________。

A、长方形侧刃B、成型侧刃C、尖角侧刃

中间导柱模架，只能___C_______向送料，一般用于__________。

A、级进模B、单工序模或复合模C、纵D、横

四角导柱模架常用于____A______。

A、自动模B、手工送料模C、横向送料手动模

凸模与凸模固定板之间采用_A___配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨平。

A、H7/h6B、H7/r6C、H7/m6

冲裁大小不同、相距较近的孔时，为了减少孔的变形，应先冲__A_____和__D________的孔，后冲__B_______和___C______的孔。

A、大B、小C、精度高D、一般精度

问答题

什么是冲裁工序？

它在生产中有何作用？

答：

利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁工序。

冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行切边。

冲裁的变形过程是怎样的？

冲裁的变形过程分为三个阶段：

从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段（第一阶段）；

如果凸模继续下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料开始产生塑性变形