沖壓工藝與模具設計課件(出版社)

1、第第2 2篇篇 沖壓工藝與模具設計沖壓工藝與模具設計 第第3 3章章 沖裁工藝與模具設計沖裁工藝與模具設計 第第4 4章章 彎曲工藝與模具設計彎曲工藝與模具設計 第第5 5章章 拉深工藝與模具設計拉深工藝與模具設計 第第6 6章章 成形工藝與模具設計成形工藝與模具設計 第第7 7章章 沖壓模具設計方法及設計實例沖壓模具設計方法及設計實例 第第3 3章章 沖裁工藝與模具設計沖裁工藝與模具設計 3.1 3.1 沖裁變形過程分析沖裁變形過程分析 3.2 3.2 沖裁件質(zhì)量分析及控制沖裁件質(zhì)量分析及控制 3.3 3.3 沖裁工藝計算沖裁工藝計算 3.4 3.4 沖裁工藝設計沖裁工藝設計 3.5 3.5

2、 沖裁模總體結構設計沖裁?？傮w結構設計 3.6 3.6 模具主要零件的設計與標準的選用模具主要零件的設計與標準的選用 3.7 3.7 沖裁設備的選擇與校核沖裁設備的選擇與校核 3.8 3.8 沖裁模設計舉例沖裁模設計舉例 能力要求能力要求 能根據(jù)沖裁件的廢品形式分析其產(chǎn)生的原因，能根據(jù)沖裁件的廢品形式分析其產(chǎn)生的原因， 熟悉解決的措施。熟悉解決的措施。 能獨立完成單工序沖裁模、能獨立完成單工序沖裁模、23工序復合的復工序復合的復 合沖裁模、合沖裁模、3 3工位左右的級進沖裁模模具設計。工位左右的級進沖裁模模具設計。 沖裁結束的標志：凸模沖裁結束的標志：凸模 穿過板料進入凹模穿過板料進入凹模 這

3、就是這就是“沖裁沖裁” 沖裁的概念沖裁的概念 沖裁的概念沖裁的概念 規(guī)則形狀規(guī)則形狀 不規(guī)則形狀不規(guī)則形狀 封閉輪廓封閉輪廓 不封閉輪廓不封閉輪廓 沖裁沖裁就是利用模具使板料的一部分與另一部分沿著一定的輪廓就是利用模具使板料的一部分與另一部分沿著一定的輪廓 形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。簡單地說形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。簡單地說沖裁就是利用模具沖裁就是利用模具 使板料產(chǎn)生分離的過程。使板料產(chǎn)生分離的過程。 主要基本沖裁工序主要基本沖裁工序：落料和沖孔落料和沖孔 落料與沖孔均是利用模具使板料的一部分與另一部分沿落料與沖孔均是利用模具使板料的一部分與另一部分沿一一封閉封閉 的輪廓線的輪廓線相分離。

4、相分離。 落料的目的是得到封閉輪廓線以內(nèi)的部分。落料的目的是得到封閉輪廓線以內(nèi)的部分。 沖孔的目的是得到封閉輪廓線以外的部分。沖孔的目的是得到封閉輪廓線以外的部分。 落料落料沖孔沖孔 沖裁用的模具叫沖裁模沖裁用的模具叫沖裁模 沖裁模特點：沖裁模特點： 凸、凹模之間有間隙凸、凹模之間有間隙 刃口鋒利刃口鋒利 沖裁分類沖裁分類 根據(jù)沖裁變形機理的不同，沖裁可分為：根據(jù)沖裁變形機理的不同，沖裁可分為： 普通沖裁普通沖裁 精密沖裁精密沖裁 微沖裁微沖裁 本章主要討論普通沖裁本章主要討論普通沖裁 3.1.1 沖裁過程板料受力情況分析沖裁過程板料受力情況分析 3.1 3.1 沖裁變形過程分析沖裁變形過程分

5、析 模具與板料開始接觸瞬間模具與板料開始接觸瞬間 沖裁過程中沖裁過程中 3.1.2 3.1.2 沖裁變形過程沖裁變形過程 1.彈性變形階段彈性變形階段 2.塑性變形階段塑性變形階段 3.斷裂分離階段斷裂分離階段 模具間隙合適時，沖裁變形過程可分為：模具間隙合適時，沖裁變形過程可分為： 沖頭剛接觸板料的初始階段，發(fā)生彈性變形。沖頭剛接觸板料的初始階段，發(fā)生彈性變形。 1.1.彈性變形階段彈性變形階段 初始塌角（圓角）初始塌角（圓角） 材料翹曲材料翹曲 2.2.塑性變形階段塑性變形階段 更大的塌角更大的塌角 塑性剪切塑性剪切光亮帶光亮帶 內(nèi)部應力達到極限內(nèi)部應力達到極限 刃口附近出現(xiàn)微裂紋刃口附近

6、出現(xiàn)微裂紋 3.3.斷裂分離階段斷裂分離階段 產(chǎn)生粗糙而帶有錐度的斷裂帶產(chǎn)生粗糙而帶有錐度的斷裂帶 毛刺形成毛刺形成 重要結論重要結論 (不考慮彈性回復）不考慮彈性回復） 落料件尺寸落料件尺寸= = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 沖孔件尺寸沖孔件尺寸= = 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 凸模行程凸模行程 沖沖 裁裁 力力 Fmax 沖裁過程力的變化沖裁過程力的變化 3.1.3 沖裁變形區(qū)位置沖裁變形區(qū)位置 沖裁變形區(qū)位于上、下刃口連線的紡錘形區(qū)沖裁變形區(qū)位于上、下刃口連線的紡錘形區(qū) 沖裁件質(zhì)量指：沖裁件質(zhì)量指： 斷面質(zhì)量斷面質(zhì)量: : 垂直、光潔、毛刺小垂直、光潔、毛刺小 尺寸精度尺寸精度: :圖紙規(guī)

7、定的公差范圍內(nèi)圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi) 形狀誤差形狀誤差: :外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小 3.2 3.2 沖裁件質(zhì)量分析及控制沖裁件質(zhì)量分析及控制 塌角帶塌角帶a： 刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和拉伸變形。刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和拉伸變形。 光亮帶光亮帶b： 塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。塑性剪切變形。質(zhì)量最好的區(qū)域。 斷裂帶斷裂帶c：裂紋形成及擴展。裂紋形成及擴展。 毛毛 刺刺d： 間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。 正常間隙下，沖裁件斷面由四個部分組成：正常間隙下，沖裁件斷面由四個部分組成： 3.2.1

8、沖裁件斷面特征及其影響因素沖裁件斷面特征及其影響因素 1.沖裁件的斷面特征沖裁件的斷面特征 沖裁件斷面特征實物圖片沖裁件斷面特征實物圖片 質(zhì)量最好的部分：光亮帶質(zhì)量最好的部分：光亮帶 毛刺產(chǎn)生的位置毛刺產(chǎn)生的位置 裂紋不對刃尖，而是在凸、凹模側(cè)面稍上一點的位置裂紋不對刃尖，而是在凸、凹模側(cè)面稍上一點的位置 2.2.影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素 ( () )材料性能的影響材料性能的影響 ( () )模具間隙的影響模具間隙的影響 間隙過小，出現(xiàn)二次間隙過小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶光亮帶 間隙過大，斷面質(zhì)量最差間隙過大，斷面質(zhì)量最差 間隙合適，上下裂紋重合，斷

9、面質(zhì)量好間隙合適，上下裂紋重合，斷面質(zhì)量好 間隙偏小，斷面質(zhì)量較好間隙偏小，斷面質(zhì)量較好 間隙偏大，斷面質(zhì)量下降間隙偏大，斷面質(zhì)量下降 間隙對剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響間隙對剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響 間隙合理間隙合理間隙過小間隙過小間隙過大間隙過大 ( () )模具刃口狀態(tài)的影響模具刃口狀態(tài)的影響 當凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；當凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺； 當凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；當凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺； 當凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)當凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn) 生毛刺。生毛

10、刺。 凸模磨鈍凸模磨鈍 凹模磨鈍凹模磨鈍凸、凹模均磨鈍凸、凹模均磨鈍 沖裁件的尺寸精度沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本是指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本 尺寸之差。尺寸之差。 影響因素：影響因素： 該該差值包括兩方面的偏差差值包括兩方面的偏差： 一是沖裁件相對于凸模或凹模尺寸的偏差一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠睿?二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。 （1）沖模的制造精度（模具零件加工和裝配）沖模的制造精度（模具零件加工和裝配） （2）材料的性質(zhì)）材料的性質(zhì) （3）沖裁間隙沖裁間隙 3.2.2 沖裁件尺寸精度及其影響因素沖裁件尺寸精度及其影響因素 沖裁件的形狀誤

11、差沖裁件的形狀誤差：指翹曲、扭曲、變形等缺陷。指翹曲、扭曲、變形等缺陷。 翹曲翹曲是指沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。是指沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。 變形變形是由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，是由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因， 因擠壓而產(chǎn)生的。因擠壓而產(chǎn)生的。 3.2.3 沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件形狀誤差及其影響因素 3.2.4 沖裁件質(zhì)量控制沖裁件質(zhì)量控制 1. 模具工作部分尺寸偏差的控制模具工作部分尺寸偏差的控制 2. 模具間隙的控制模具間隙的控制 3. 沖裁材料的控制沖裁材料的控制 4. 其他方面因素的控制其他方面因素的控制 3.3 3.3 沖裁工藝計算沖裁工藝計算 3.3.1 排樣設

12、計排樣設計 1.排樣與材料利用率排樣與材料利用率 排樣排樣是指是指沖裁件沖裁件在板料或條料上的布置方法。在板料或條料上的布置方法。 合理的排樣：合理的排樣：提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量 及提高模具壽命。及提高模具壽命。 排樣的優(yōu)劣如否，排樣的優(yōu)劣如否， 如何衡量？如何衡量？ （1 1）排樣）排樣 （2 2）材料利用率）材料利用率 材料利用率材料利用率是指零件的實際面積與所用材料面積的百分比。是指零件的實際面積與所用材料面積的百分比。 一個步距內(nèi)的材料利用率一個步距內(nèi)的材料利用率%100 BS A 一張板料一張板料( (或帶料、條料或帶料、條料)

13、)上總的材料利用率：上總的材料利用率： 廢料的種類：廢料的種類： 結構廢料：結構廢料：由工件的結構需要而產(chǎn)生，如沖孔廢料由工件的結構需要而產(chǎn)生，如沖孔廢料 工藝廢料：工藝廢料：為完成沖壓工藝而需要設置的廢料，為完成沖壓工藝而需要設置的廢料， 包括工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊包括工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊 之間，定位孔、料頭、料尾等。之間，定位孔、料頭、料尾等。 （3）提高材料利用率的方法）提高材料利用率的方法 減少工藝廢料的措施減少工藝廢料的措施 設計合理的排樣方案；設計合理的排樣方案； 選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法( (減少料頭、料尾和減少料頭、料尾

14、和 邊余料）；邊余料）； 利用廢料作小零件等。利用廢料作小零件等。 利用結構廢料的措施利用結構廢料的措施 當材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的當材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的 沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。 在使用條件許可下，也可以改變零件的結構形狀，提高材在使用條件許可下，也可以改變零件的結構形狀，提高材 料利用率。料利用率。 改變結構形狀提高材料利用率改變結構形狀提高材料利用率 哪種結構更有利于節(jié)省材料？哪種結構更有利于節(jié)省材料？ 2.2.排樣類型排樣類型 排樣形式排樣形式 排樣形式的選擇排樣形式的選擇 零件的形

15、狀零件的形狀 零件精度零件精度 材料利用率材料利用率 模具結構模具結構 模具壽命模具壽命 操作的方便與安全操作的方便與安全 搭邊：搭邊：排樣時，工件與工件之間，排樣時，工件與工件之間， 工件與條（板）料邊緣工件與條（板）料邊緣 之間的工藝余料。有搭邊之間的工藝余料。有搭邊a1和側(cè)搭邊和側(cè)搭邊a之分。之分。 （1）搭邊及其作用）搭邊及其作用 3 3搭邊、進距及料寬的確定搭邊、進距及料寬的確定 用于定位；用于定位； 補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件； 增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率；增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率； 提高模具

16、壽命。提高模具壽命。 搭邊的作用搭邊的作用 A B 搭邊值的確定搭邊值的確定 確定原則：滿足作用的前提下取最小值，具體的可確定原則：滿足作用的前提下取最小值，具體的可 查閱相關的設計資料，如書中表查閱相關的設計資料，如書中表3-33-3 （1）材料的力學性能：）材料的力學性能： 硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、 脆材料的搭邊值要大一些。脆材料的搭邊值要大一些。 （2）材料厚度：）材料厚度： 材料越厚，搭邊值也越大。材料越厚，搭邊值也越大。 （3）沖裁件的形狀與尺寸：）沖裁件的形狀與尺寸： 零件外形越復雜，圓角半徑零件外形越復雜，圓角半徑 越小，搭邊值取大些。越小

17、，搭邊值取大些。 （4）送料及擋料方式：）送料及擋料方式： 用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值 可以小一些。可以小一些。 （5）卸料方式：彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。）卸料方式：彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 （2 2）進距的確定）進距的確定 進距進距也稱步距，是指模具每沖裁一次，條料在模具上前進的距離。也稱步距，是指模具每沖裁一次，條料在模具上前進的距離。 （3 3）料寬的確定）料寬的確定 條料寬度的確定與條料在模具中條料寬度的確定與條料在模具中 的定位方式有關的定位方式有關: 導料板和擋料銷定位導料板和擋料銷定位 u導料板內(nèi)帶側(cè)壓裝置導料板內(nèi)帶側(cè)壓裝置 u導

18、料板內(nèi)不帶側(cè)壓裝置導料板內(nèi)不帶側(cè)壓裝置 導料板和側(cè)刃定位導料板和側(cè)刃定位 擋料銷擋料銷 導料板導料板 條料始終靠一邊的導料板送進，故：條料始終靠一邊的導料板送進，故： 1 1）有側(cè)壓裝置時條料寬度的確定有側(cè)壓裝置時條料寬度的確定 00 )2( aDB 裁板誤差裁板誤差 00 )2( CaDB 2 2）無側(cè)壓裝置時條料寬度的確定）無側(cè)壓裝置時條料寬度的確定 理想送料狀態(tài)理想送料狀態(tài)實際送料狀態(tài)實際送料狀態(tài) 3）側(cè)刃定位時條料寬度的確定）側(cè)刃定位時條料寬度的確定 000 )5 . 1()2( nbaLnbaLB 4 4）裁板方式）裁板方式 分別計算分別計算縱 縱、 、橫 橫, 比較取大者。 比較取

19、大者。 實際生產(chǎn)中還需考慮生產(chǎn)效率和操作方便等。實際生產(chǎn)中還需考慮生產(chǎn)效率和操作方便等。 可縱裁可縱裁 , 亦可橫裁亦可橫裁 軋制方向軋制方向 5 5）排樣圖的繪制）排樣圖的繪制 一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸、步距一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸、步距S、工件間搭邊和、工件間搭邊和 側(cè)搭邊。排樣圖通常畫在總裝配圖右上角側(cè)搭邊。排樣圖通常畫在總裝配圖右上角 。 模具裝配圖的繪制要求模具裝配圖的繪制要求 3.3.2 沖裁工藝力與壓力中心的計算沖裁工藝力與壓力中心的計算 沖裁工藝力主要包括：沖裁工藝力主要包括： 沖裁力沖裁力 卸料力卸料力 推件力推件力 頂件力頂件力 沖裁力沖裁力是指沖裁時所

20、需的壓力。這里指沖裁過程中的最大值。是指沖裁時所需的壓力。這里指沖裁過程中的最大值。 用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力F F一般一般 按下式計算：按下式計算： 注：注： F F 沖裁力；沖裁力； L L 剪切長度；剪切長度； t t 材料厚度；材料厚度； 材料抗剪強度；材料抗剪強度； K K 安全系數(shù)。一般取安全系數(shù)。一般取K K1.3 1.3 F 1.1.沖裁力的計算沖裁力的計算 “L L” 的含義的含義剪切長度剪切長度 2.2.卸料力、推件力和頂件力的計算卸料力、推件力和頂件力的計算 卸料力卸料力是指從凸?；蛲拱寄Ｉ蠈⒅萍驈U料卸下來所需的力是指從凸?；蛲拱寄Ｉ?/p>

21、將制件或廢料卸下來所需的力 。 推件力推件力是指從凹模內(nèi)順沖裁方向?qū)⒅萍驈U料推出所需的力。是指從凹模內(nèi)順沖裁方向?qū)⒅萍驈U料推出所需的力。 頂件力頂件力是指從凹模內(nèi)逆沖裁方向?qū)⒅萍陌寄？變?nèi)頂出的力。是指從凹模內(nèi)逆沖裁方向?qū)⒅萍陌寄？變?nèi)頂出的力。 K卸卸、K推推、K頂頂卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表3-83-8； n同時卡在凹模刃口內(nèi)的沖裁件同時卡在凹模刃口內(nèi)的沖裁件(或廢料或廢料)數(shù)。數(shù)。 t h n 式中式中 h凹模洞口的直刃壁高度；凹模洞口的直刃壁高度； t板料厚度。板料厚度。 卸料力卸料力 推件力推件力 頂件力頂件力 F卸卸=K卸卸F F推推=nK

22、推推F F頂頂=K頂頂F 卸料力、推件力及頂件力的計算公式卸料力、推件力及頂件力的計算公式 3.3.壓力中心的計算壓力中心的計算 壓力中心壓力中心就是沖壓合力的作用點。就是沖壓合力的作用點。 形狀對稱的沖裁件，其壓力中心形狀對稱的沖裁件，其壓力中心 位于沖裁輪廓的幾何中心上。位于沖裁輪廓的幾何中心上。 復雜形狀工件復雜形狀工件或或多凸模沖裁件多凸模沖裁件 的沖裁的沖裁壓力中心，可按力矩平衡原理壓力中心，可按力矩平衡原理 進行解析計算。進行解析計算。 1）按比例將沖裁工件的沖裁輪廓畫）按比例將沖裁工件的沖裁輪廓畫 出。出。 2）建立直角坐標系）建立直角坐標系xoy。 3）將沖裁件的沖裁輪廓分解為

23、若干）將沖裁件的沖裁輪廓分解為若干 直線段和圓弧段直線段和圓弧段L1、L2、 、 L3Ln等基 等基 本線段。本線段。 4）計算各基本線段的長度及其重心）計算各基本線段的長度及其重心 到坐標軸到坐標軸x、y的距離的距離y1、y2、y3yn 和和x1、x2、x3xn。 5）計算壓力中心坐標）計算壓力中心坐標xc、yc。 n nn c lll xlxlxl x 21 2211 n nn c lll ylylyl y 21 2211 單凸模沖壓復雜形狀沖裁件壓力中心計算單凸模沖壓復雜形狀沖裁件壓力中心計算 多凸模沖壓時壓力中心的計算多凸模沖壓時壓力中心的計算 1）按比例將各凸模的輪廓畫出）按比例將各

24、凸模的輪廓畫出 2）建立直角坐標系）建立直角坐標系xoy 3）求出每個凸模的重心坐標（）求出每個凸模的重心坐標（xi，yi） 4）計算各凸模的沖切長度）計算各凸模的沖切長度Li 5）計算壓力中心坐標）計算壓力中心坐標xc、yc n nn c LLL xLxLxL x 21 2211 n nn c LLL yLyLyL y 21 2211 3.4 3.4 沖裁工藝設計沖裁工藝設計 沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析 沖裁工藝方案確定沖裁工藝方案確定 沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。是從是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。是從 產(chǎn)品設計角

25、度提出的要求。產(chǎn)品設計角度提出的要求。 沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn) 率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。 沖裁件的工藝性由其結構形狀、精度要求、形位公差和技沖裁件的工藝性由其結構形狀、精度要求、形位公差和技 術要求等方面決定。術要求等方面決定。 1.1.沖裁件的結構工藝性沖裁件的結構工藝性 （1）沖裁件的結構盡可能簡單、對稱，盡可能有利于材料）沖裁件的結構盡可能簡單、對稱，盡可能有利于材料 的合理利用。的合理利用。 對比兩對比兩 種結構種結構 （2）沖裁件的外形和內(nèi)

26、孔應避免尖銳的清角，宜有適當?shù)模_裁件的外形和內(nèi)孔應避免尖銳的清角，宜有適當?shù)?圓角。圓角。 tR5 . 0 （3）沖裁件上應避免窄長的懸臂和凹槽。一般凸出）沖裁件上應避免窄長的懸臂和凹槽。一般凸出 和凹入部分的寬度和凹入部分的寬度B 應大于或等于板厚應大于或等于板厚t 的的1.5 倍，即倍，即B1.5 t。 （4）孔邊距、孔間距）孔邊距、孔間距 應大于或等于板厚應大于或等于板厚t 的的1.5 倍。倍。 （5）在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應保持）在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應保持 一定距離。一定距離。 （6）沖孔時，孔的尺寸不應太小。）沖孔時，孔的尺寸不應太小。 2.2

27、.沖裁件的尺寸精度（沖裁件的尺寸精度（表表3-113-11部分部分） （ GB/T13914-2002 ） 共分為共分為11級，用符號級，用符號ST表示，從表示，從ST1到到ST11逐級降低逐級降低 。 表表3-12 普通沖裁件公差等級選用普通沖裁件公差等級選用 （GB/T13914-2002） 3.沖裁件的斷面粗糙度沖裁件的斷面粗糙度 例例3-3 圖示沖裁件，材料圖示沖裁件，材料Q235，料厚，料厚2mm，試分析其沖裁，試分析其沖裁 工藝性。工藝性。 分析：分析： （1）該沖裁件結構對稱，無凹槽、懸臂、尖角等，符合沖裁）該沖裁件結構對稱，無凹槽、懸臂、尖角等，符合沖裁 工藝要求工藝要求 （2

28、）由表）由表3-11和表和表3-12可知，內(nèi)孔和外形尺寸的精度以及孔可知，內(nèi)孔和外形尺寸的精度以及孔 心距的精度等級均屬于一般精度要求，采用普通沖裁即心距的精度等級均屬于一般精度要求，采用普通沖裁即 可沖出?？蓻_出。 （3）由圖）由圖3-42和表和表3-9可知，所沖孔的尺寸及孔邊距和孔間可知，所沖孔的尺寸及孔邊距和孔間 距尺寸均滿足最小值要求距尺寸均滿足最小值要求,可以采用復合沖壓?？梢圆捎脧秃蠜_壓。 （4）Q235是常用的沖壓用材料，具有良好的沖壓工藝性。是常用的沖壓用材料，具有良好的沖壓工藝性。 綜上所述，該沖裁件的沖裁工藝性良好，適合沖壓。綜上所述，該沖裁件的沖裁工藝性良好，適合沖壓。

29、在工藝分析的基礎上，從結構、精度、尺寸、批量等在工藝分析的基礎上，從結構、精度、尺寸、批量等 方面綜合考慮，需解決：方面綜合考慮，需解決： 基本沖壓工序基本沖壓工序 基本沖壓工序的組合基本沖壓工序的組合 沖裁順序的安排沖裁順序的安排 3.4.2 工藝方案的確定工藝方案的確定 1.基本工序數(shù)的確定基本工序數(shù)的確定 沖裁件所需的基本工序數(shù)可由其形狀作直接判斷。沖裁件所需的基本工序數(shù)可由其形狀作直接判斷。 落料落料 沖孔沖孔 落料落料 落料落料 沖孔沖孔 基本工序數(shù)確定舉例基本工序數(shù)確定舉例 2.基本沖壓工序的組合基本沖壓工序的組合 單工序沖裁單工序沖裁：在沖床的一次行程中，只能完成一道沖壓工序：在

30、沖床的一次行程中，只能完成一道沖壓工序 復合沖裁復合沖裁：只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時：只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時 完成兩道或兩道以上的沖壓工序。完成兩道或兩道以上的沖壓工序。 級進沖裁級進沖裁：在壓力機一次行程中，在送料方向連續(xù)排列的多：在壓力機一次行程中，在送料方向連續(xù)排列的多 個工位上同時完成多道沖壓工序。個工位上同時完成多道沖壓工序。 與之對應的模具分別是單工序沖裁模、復合沖裁與之對應的模具分別是單工序沖裁模、復合沖裁 模和級進沖裁模模和級進沖裁模 只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時完成只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時完成 兩道或兩道以上

31、的沖裁工序的模具。兩道或兩道以上的沖裁工序的模具。 復合沖裁模復合沖裁模 在壓力機一次行程中，在送料方向連續(xù)排列的多在壓力機一次行程中，在送料方向連續(xù)排列的多 個工位上同時完成多道沖裁工序的模具。個工位上同時完成多道沖裁工序的模具。 級進沖裁模級進沖裁模 三種類型模具的比較三種類型模具的比較 工序是否復合，如何選擇？工序是否復合，如何選擇？ u結構、尺寸結構、尺寸 u生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率 u精度精度 u操作方便、安全操作方便、安全 u生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量 u模具成本模具成本 一般原則是：一般原則是： 大量生產(chǎn)時采用復合或級進沖大量生產(chǎn)時采用復合或級進沖 壓，小批量生產(chǎn)時宜采用單工壓，小批量生產(chǎn)時宜采用

32、單工 序模生產(chǎn)。序模生產(chǎn)。 大型尺寸宜采用單工序或復合模大型尺寸宜采用單工序或復合模 小尺寸且精度要求高，即使批量小尺寸且精度要求高，即使批量 小也宜采用復合或級進模生產(chǎn)小也宜采用復合或級進模生產(chǎn) （1）級進沖裁的順序安排）級進沖裁的順序安排 1）先沖孔（缺口或工件的結構廢料），最后落料或切斷，）先沖孔（缺口或工件的結構廢料），最后落料或切斷， 將工件與條料分離。將工件與條料分離。 2）采用定距側(cè)刃時，側(cè)刃切邊工序一般安排在前，與首次）采用定距側(cè)刃時，側(cè)刃切邊工序一般安排在前，與首次 沖孔同時進行，以便控制送料進距，采用兩個定距側(cè)刃沖孔同時進行，以便控制送料進距，采用兩個定距側(cè)刃 時，也可安排

33、成一前一后。時，也可安排成一前一后。 （2 2）多工序沖裁件用單工序沖裁時的順序安排）多工序沖裁件用單工序沖裁時的順序安排: : 1 1）先落料使坯料與條料分離，再沖孔或沖缺口。）先落料使坯料與條料分離，再沖孔或沖缺口。 2 2）沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形，）沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形， 應先沖大孔后沖小孔。應先沖大孔后沖小孔。 3.沖裁順序的安排沖裁順序的安排 級進沖壓的工序順序安排舉例級進沖壓的工序順序安排舉例 4. 沖裁工藝方案確定的基本步驟沖裁工藝方案確定的基本步驟 分析產(chǎn)品的沖裁工藝性分析產(chǎn)品的沖裁工藝性 列出所需的基本沖壓工序列出所需的基本沖壓工

34、序 列出可能的若干個方案列出可能的若干個方案 分析比較得出最佳方案分析比較得出最佳方案 沖壓方案確定方法舉例沖壓方案確定方法舉例 例例3-4 沖制圖示零件，年產(chǎn)量沖制圖示零件，年產(chǎn)量300萬件，要求制定其沖壓萬件，要求制定其沖壓 工藝方案。工藝方案。 1）該沖裁件結構對稱，無凹槽、懸臂、尖角等，符合沖裁）該沖裁件結構對稱，無凹槽、懸臂、尖角等，符合沖裁 工藝要求。工藝要求。 2）由表）由表3-11和表和表3-12可知，內(nèi)孔和外形尺寸的精度以及孔可知，內(nèi)孔和外形尺寸的精度以及孔 心距的精度等級均屬于一般精度要求，采用普通沖裁即心距的精度等級均屬于一般精度要求，采用普通沖裁即 可沖出?？蓻_出。 3

35、）由圖）由圖3-42和表和表3-9可知，所沖孔的尺寸及孔邊距和孔間可知，所沖孔的尺寸及孔邊距和孔間 距尺寸均滿足最小值要求距尺寸均滿足最小值要求,可以采用復合沖裁?？梢圆捎脧秃蠜_裁。 4）Q235是常用的沖壓用材料，具有良好的沖壓工藝性。是常用的沖壓用材料，具有良好的沖壓工藝性。 綜上所述，該沖裁件的沖裁工藝性良好，適合沖壓。綜上所述，該沖裁件的沖裁工藝性良好，適合沖壓。 （1）分析沖壓工藝性）分析沖壓工藝性 該零件需要落料、沖孔兩個基本沖裁工序，根據(jù)上述工藝分析可該零件需要落料、沖孔兩個基本沖裁工序，根據(jù)上述工藝分析可 以列出以下三種工藝方案：以列出以下三種工藝方案： 方案一：采用單工序模生

36、產(chǎn)，即先落料，后沖孔。方案一：采用單工序模生產(chǎn)，即先落料，后沖孔。 方案二：采用復合模生產(chǎn)，即落料方案二：采用復合模生產(chǎn)，即落料-沖孔同時進行。沖孔同時進行。 方案三：采用級進模生產(chǎn)，即沖孔方案三：采用級進模生產(chǎn)，即沖孔-落料連續(xù)完成。落料連續(xù)完成。 （2）確定沖壓工藝方案）確定沖壓工藝方案 （3）分析比較）分析比較 方案一模具結構簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)率較低，方案一模具結構簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)率較低， 難以滿足大量生產(chǎn)時對效率的要求。方案二只需一副模具，沖難以滿足大量生產(chǎn)時對效率的要求。方案二只需一副模具，沖 裁件的形位精度和尺寸精度容易保證，生產(chǎn)率比方案一高，但裁

37、件的形位精度和尺寸精度容易保證，生產(chǎn)率比方案一高，但 模具結構較方案一復雜，操作較不方便。方案三也只需要一副模具結構較方案一復雜，操作較不方便。方案三也只需要一副 模具，操作方便安全，生產(chǎn)率最高，模具結構較方案一復雜，模具，操作方便安全，生產(chǎn)率最高，模具結構較方案一復雜， 沖出的零件精度介于方案一和方案二之間，但由于產(chǎn)品本身的沖出的零件精度介于方案一和方案二之間，但由于產(chǎn)品本身的 精度要求不高，因此能滿足產(chǎn)品的精度要求。通過對上述三種精度要求不高，因此能滿足產(chǎn)品的精度要求。通過對上述三種 方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 3.5 沖裁

38、?？傮w結構設計沖裁?？傮w結構設計 3.5.1 沖裁模具的分類沖裁模具的分類 模具裝配模具裝配 圖的一般圖的一般 畫法：畫法： 明細表明細表 標題欄標題欄 技術要求技術要求 3.5.2 沖裁模的典型結構沖裁模的典型結構 看圖方法與步驟：看圖方法與步驟： 模具結構圖的看圖方法模具結構圖的看圖方法 看標題欄，了解模具名稱看標題欄，了解模具名稱 看工件圖看工件圖 看排樣圖，了解送料方向，進而知道定位零件的大概位置看排樣圖，了解送料方向，進而知道定位零件的大概位置 看主視圖看主視圖 找涂黑的料和工件找涂黑的料和工件 找使板料成形的工作零件找使板料成形的工作零件 找定位零件，結合俯視圖找定位零件，結合俯視

39、圖 找出件零件找出件零件 找導向零件找導向零件 找固定零件找固定零件 單工序模單工序模也叫簡單模，是指在壓力機的一次行程中只也叫簡單模，是指在壓力機的一次行程中只 完成一道沖壓工序的模具。完成一道沖壓工序的模具。 1單工序模典型結構單工序模典型結構 帶剛性卸料裝帶剛性卸料裝 置的落料模置的落料模 帶彈性卸料裝帶彈性卸料裝 置的落料模置的落料模 帶有彈性卸料和頂料裝置的單工序落料模帶有彈性卸料和頂料裝置的單工序落料模 有分離現(xiàn)象產(chǎn)生有分離現(xiàn)象產(chǎn)生 沖孔模沖孔模 側(cè)向沖孔模側(cè)向沖孔模 斜楔式水平側(cè)向沖孔模斜楔式水平側(cè)向沖孔模 模具的零件分類模具的零件分類 (根據(jù)功用的不同可分為根據(jù)功用的不同可分為

40、) 2.級進模的典型結構級進模的典型結構 級進模級進模又稱連續(xù)?；蛱侥?，是指在壓力機一次行程中，又稱連續(xù)模或跳步模，是指在壓力機一次行程中， 在送料方向連續(xù)排列的多個工位上同時完成多道沖在送料方向連續(xù)排列的多個工位上同時完成多道沖 壓工序的模具壓工序的模具 沖孔、落料級進模沖孔、落料級進模 用導正銷定用導正銷定 距的沖孔落距的沖孔落 料級進模料級進模 雙側(cè)刃定距雙側(cè)刃定距 的沖孔落料的沖孔落料 級進模級進模 側(cè)刃和導正銷聯(lián)合側(cè)刃和導正銷聯(lián)合 定距的級進沖裁模定距的級進沖裁模 復合模復合模是指只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時是指只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時 完成兩道或兩

41、道以上的沖壓工序的模具完成兩道或兩道以上的沖壓工序的模具 倒裝復合模倒裝復合模 正裝復合模正裝復合模 3.3.復合模的典型結構復合模的典型結構 正、倒裝復合模比較正、倒裝復合模比較 正裝式復合模正裝式復合模 1-打桿打桿 2-模柄模柄 3-推板推板 4-推桿推桿 5-卸料螺釘卸料螺釘 6-凸凹模凸凹模 7-卸料板卸料板 8-落料凹模落料凹模 9- -頂件塊頂件塊 10- -帶肩頂桿帶肩頂桿 11- -沖孔凸模沖孔凸模 12- -擋料銷擋料銷 13- -導料銷導料銷 1-下模座下模座 2-卸料螺釘卸料螺釘 3-導柱導柱 4-固定板固定板 5-橡膠橡膠 6-導料銷導料銷 7-落料凹模落料凹模 8-

42、推件塊推件塊 9-固定板固定板 10-導套導套 11-墊板墊板 12、20-銷釘銷釘 13-上模座上模座 14-模柄模柄 15-15-打桿打桿 1616、21-21-螺釘螺釘 17-17-沖孔凸模沖孔凸模 18-18-凸凹模凸凹模 19-19-卸料板卸料板 22-22-擋料銷擋料銷 倒裝式復合模倒裝式復合模 切邊沖孔復合模切邊沖孔復合模 帶有剛帶有剛-彈性推件裝置的倒裝復合模彈性推件裝置的倒裝復合模 3.5.3 沖裁模的類型選擇沖裁模的類型選擇 對于單工序模，由于正裝結構的模具出件方便，優(yōu)先采用對于單工序模，由于正裝結構的模具出件方便，優(yōu)先采用 正裝結構；正裝結構； 對于復合模，由于倒裝復合模

43、操作方便安全，實際生產(chǎn)中對于復合模，由于倒裝復合模操作方便安全，實際生產(chǎn)中 優(yōu)先考慮倒裝結構。當所沖板料較薄、孔間距稍小、對工件的優(yōu)先考慮倒裝結構。當所沖板料較薄、孔間距稍小、對工件的 平面度又有要求時，應選擇正裝結構的復合模。平面度又有要求時，應選擇正裝結構的復合模。 在大批量生產(chǎn)中小型件時，廣泛采用帶有自動送料的級進在大批量生產(chǎn)中小型件時，廣泛采用帶有自動送料的級進 模，以節(jié)省人工并提高生產(chǎn)效率。模，以節(jié)省人工并提高生產(chǎn)效率。 3.6 模具主要零件的設計與標準的選用模具主要零件的設計與標準的選用 工藝結構零件：工藝結構零件： 工作零件：凸模、凹模、凸凹模、側(cè)刃工作零件：凸模、凹模、凸凹模、

44、側(cè)刃 定位零件：導料板、擋料銷、導正銷等定位零件：導料板、擋料銷、導正銷等 卸料及推件零件：卸料板、推件塊、頂件塊、廢料切斷刀卸料及推件零件：卸料板、推件塊、頂件塊、廢料切斷刀 輔助結構零件：輔助結構零件： 導向零件：導柱、導套、導板導向零件：導柱、導套、導板 固定零件：固定板、墊板、模柄、上模座、下模座、螺釘、固定零件：固定板、墊板、模柄、上模座、下模座、螺釘、 銷釘?shù)蠕N釘?shù)?3.6.1 工作零件的設計與標準的選用工作零件的設計與標準的選用 凸模凸模 凹模凹模 凸凹模凸凹模 側(cè)刃側(cè)刃 作用是使材料產(chǎn)生分離，得到所需沖裁件形狀和尺寸作用是使材料產(chǎn)生分離，得到所需沖裁件形狀和尺寸 （這里根據(jù)習慣

45、仍將側(cè)刃放在定位零件一節(jié)講授）（這里根據(jù)習慣仍將側(cè)刃放在定位零件一節(jié)講授） 1模具間隙的確定模具間隙的確定 沖裁模具間隙沖裁模具間隙是指沖裁模具中凹模與凸模刃口側(cè)壁之間的是指沖裁模具中凹模與凸模刃口側(cè)壁之間的 距離，用符號距離，用符號c表示，是指單面間隙表示，是指單面間隙 。（。（GB/T16743-2010） （1）間隙對沖裁過程的影響）間隙對沖裁過程的影響 1）間隙）間隙C對零件質(zhì)量的影響對零件質(zhì)量的影響 適當降低間隙值，可有效提高沖裁件的斷面質(zhì)量。適當降低間隙值，可有效提高沖裁件的斷面質(zhì)量。 2）間隙）間隙C對沖裁工藝力的影響對沖裁工藝力的影響 C增大增大 ，沖裁力，沖裁力F 沖 沖有一

46、定程度降低。 有一定程度降低。 C增大，增大，F(xiàn)卸 卸、 、 F推 推 、 、 F頂 頂減小，則總的沖壓力下降。 減小，則總的沖壓力下降。 反之，當反之，當 Z 減小時，各沖裁工藝力都會增加，則總減小時，各沖裁工藝力都會增加，則總 沖壓力增加。沖壓力增加。 模具的失效形式：磨損、凹模刃口漲裂、崩刃、變形等。模具的失效形式：磨損、凹模刃口漲裂、崩刃、變形等。 間隙間隙C C主要影響模具的磨損、刃口漲裂。主要影響模具的磨損、刃口漲裂。 C 增大時，由于沖裁工藝力均減小，使得模具的磨損減小，增大時，由于沖裁工藝力均減小，使得模具的磨損減小， 凹模刃口漲裂減小，因此壽命提高。反之壽命縮短。凹模刃口漲裂

47、減小，因此壽命提高。反之壽命縮短。 3 3）間隙）間隙C C對模具壽命的影響對模具壽命的影響 分析結果：分析結果： 提高制件質(zhì)量需要較小的模具間隙。提高制件質(zhì)量需要較小的模具間隙。 降低沖壓力需要較大的模具間隙。降低沖壓力需要較大的模具間隙。 提高模具壽命需要較大的模具間隙。提高模具壽命需要較大的模具間隙。 ？ （2）合理間隙值的確定）合理間隙值的確定 1 1）合理間隙值的理論計算）合理間隙值的理論計算 依據(jù)：上下刃口處產(chǎn)生的裂紋重合，模具間隙合理依據(jù)：上下刃口處產(chǎn)生的裂紋重合，模具間隙合理 2 2）查表確定法）查表確定法 表表3-193-19 表表3-203-20 tan)1 (c t h

48、t 表表3-19 金屬板料沖裁間隙分類金屬板料沖裁間隙分類 表表3-20 金屬板料沖裁間隙值金屬板料沖裁間隙值 （GB/T16743-2010） （3）沖裁間隙選用方法）沖裁間隙選用方法 選用金屬板料沖裁間隙時，應針對沖裁件技術要求、選用金屬板料沖裁間隙時，應針對沖裁件技術要求、 使用特點和特定的生產(chǎn)條件等因素，首先按表使用特點和特定的生產(chǎn)條件等因素，首先按表3-19 確定擬采用的間隙類別，然后按表確定擬采用的間隙類別，然后按表3-20相應選取該相應選取該 類間隙值。類間隙值。 新模具的間隙應取間隙值中的最小值新模具的間隙應取間隙值中的最小值 2.凸、凹模刃口尺寸及公差的確定凸、凹模刃口尺寸及

49、公差的確定 （1）凸、凹模刃口尺寸的計算原則）凸、凹模刃口尺寸的計算原則 ）落料時，選凹模作基準，首先設計凹模刃口尺寸，間隙通過減小凸模刃）落料時，選凹模作基準，首先設計凹模刃口尺寸，間隙通過減小凸模刃 口尺寸得到。口尺寸得到。 2）沖孔時，選凸模作基準，首先設計凸模刃口尺寸，間隙通過增大凹模刃）沖孔時，選凸模作基準，首先設計凸模刃口尺寸，間隙通過增大凹模刃 口尺寸得到?？诔叽绲玫健?3）取磨損后尺寸增大的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸；）取磨損后尺寸增大的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸； 取磨損后尺寸減小的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸。取磨損后尺寸

50、減小的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸。 對磨損前后尺寸不發(fā)生變化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。對磨損前后尺寸不發(fā)生變化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。 4）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造公差原則上按）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造公差原則上按“入體入體”原則標注為原則標注為 單向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸標注成單向負偏差，沖孔件和凹模刃單向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸標注成單向負偏差，沖孔件和凹模刃 口尺寸標注成單向正偏差，磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差?？诔叽鐦俗⒊蓡蜗蛘?，磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。 （2）刃口尺寸計算方法）刃口尺寸計算方法 刃口尺寸計

51、算方法與模具加工方法有關，模具加工方法刃口尺寸計算方法與模具加工方法有關，模具加工方法 常見的有兩種：常見的有兩種： 分別加工法分別加工法 配合加工法配合加工法 兩種模具加工方法比較兩種模具加工方法比較 1）凸模與凹模分別加工）凸模與凹模分別加工 磨損系數(shù)磨損系數(shù)x值值 表2.12磨損系數(shù)x 材料材料 厚度厚度 t/mm 非圓形工件非圓形工件x值值圓形工件圓形工件x值值 10.750.50.750.5 工工 件件 公公 差差 /mm 10.160.170.350.360.160.16 120.200.210.410.420.200.20 240.240.250.490.5040.300.310

52、.590.600.300.30 刃口尺寸計算舉例刃口尺寸計算舉例 例例3-7 沖制圖沖制圖3-73所示零件，材料所示零件，材料Q235，料厚，料厚t=2mm。計。計 算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。 解：由圖解：由圖3-73可知，該零件需要落料、沖孔兩道沖裁工序完成，可知，該零件需要落料、沖孔兩道沖裁工序完成， 下面分別計算其模具刃口尺寸及公差。下面分別計算其模具刃口尺寸及公差。 1）落料）落料 以凹模為基準，由于形狀規(guī)則，其模具采用分別加工法進行以凹模為基準，由于形狀規(guī)則，其模具采用分別加工法進行 加工。加工。 查表查表3-19和表和表3-20得得c=（7%10%）t，即：，即： cmin =7%t=0.072=0.14mm； cmax=10%t=0.102=0.2m