沖裁工藝與沖裁模的設計課件

1、1 典型案例典型案例2 沖裁工藝與模具的設計程序沖裁工藝與模具的設計程序 3 沖裁工藝性分析沖裁工藝性分析4 沖裁工藝過程沖裁工藝過程5 排樣排樣6 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算7 定位與卸料出料定位與卸料出料 8 凸、凹模結構設計凸、凹模結構設計9 沖裁?？傮w設計沖裁?？傮w設計1 1 典型案例典型案例 墊圈墊圈 墊圈是標準化的零件，具有通用性和互換性，材墊圈是標準化的零件，具有通用性和互換性，材料一般為普通碳素鋼（如料一般為普通碳素鋼（如Q215Q215），屬于大批量生產(chǎn)），屬于大批量生產(chǎn)。 t=1mm2沖裁工藝與模具的設計程序沖裁工藝與模具的設計程序 沖裁模設計的總原則：沖裁模設計

2、的總原則： 在滿足制件尺寸精度和在滿足制件尺寸精度和形狀精度的前提下力求使模形狀精度的前提下力求使模具結構簡單、操作方便、材具結構簡單、操作方便、材料消耗少、制件成本低。料消耗少、制件成本低。 審圖沖裁工藝性分析沖裁工藝方案制定排樣刃口尺寸計算沖壓力及壓力中心計算凸、凹模結構設計總體結構設計沖壓設備選擇沖裁模裝配圖繪制非標零件圖繪制沖裁模設計程序示意圖（1）審圖）審圖 審閱制件圖的正確性和完整性，包括：投影關系、審閱制件圖的正確性和完整性，包括：投影關系、尺寸標注、公差、技術要求、材料等標注。尺寸標注、公差、技術要求、材料等標注。（2）沖裁工藝性分析）沖裁工藝性分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件結

3、構、形狀、尺寸和材沖裁件的工藝性是指沖裁件結構、形狀、尺寸和材料等對沖裁工藝的適應性。料等對沖裁工藝的適應性。（3）沖裁工藝方案制定）沖裁工藝方案制定 依據(jù)制件對沖裁工藝的適應性，結合制件的生產(chǎn)批依據(jù)制件對沖裁工藝的適應性，結合制件的生產(chǎn)批量和各種沖裁工藝的特點，制定適合于制件的沖裁工藝量和各種沖裁工藝的特點，制定適合于制件的沖裁工藝方案。方案。單工序工藝方案復合工藝方案連續(xù)工藝方案（4）排樣）排樣 依據(jù)制件結構形狀特點，在保證制件質量前提下，依據(jù)制件結構形狀特點，在保證制件質量前提下，采用較為合理的排樣方式，以達到較高的經(jīng)濟效益。采用較為合理的排樣方式，以達到較高的經(jīng)濟效益。沖壓件排樣實物（

4、5）刃口尺寸計算）刃口尺寸計算（6）沖壓力及）沖壓力及沖壓設備選擇沖壓設備選擇（7）壓力中心計算壓力中心計算（8）凸、凹模結構設計）凸、凹模結構設計 在設計中應盡可能采用標準冷沖模具結構尺寸。在設計中應盡可能采用標準冷沖模具結構尺寸。hhh23（9）總體結構設計）總體結構設計d12345678910111213141516模具閉合高度HH最大-5H模H最小+102t2）沖裁件的）沖裁件的孔與邊緣間、孔與孔之間的距離孔與邊緣間、孔與孔之間的距離b1、b2不不能太小能太小。最小孔邊距離1.5t一般取b11.5t， b22t3）沖裁件的外形或內孔的轉角處，應避免有銳角的）沖裁件的外形或內孔的轉角處，

5、應避免有銳角的清角，應采用圓弧過渡。清角，應采用圓弧過渡。4）沖孔的尺寸不能太小。）沖孔的尺寸不能太小。（2）沖裁件的尺寸精度和粗糙度）沖裁件的尺寸精度和粗糙度普通沖裁件普通沖裁件1）尺寸精度一般在）尺寸精度一般在IT10IT11級以下級以下2）粗糙度低于）粗糙度低于Ra=6.3m3）沖孔精度比落料精度高一級）沖孔精度比落料精度高一級（3）沖裁材料）沖裁材料選材原則：選材原則： 1）取決于零件的要求）取決于零件的要求2）“廉價代貴重，薄料代厚料，黑色代有色廉價代貴重，薄料代厚料，黑色代有色”3）采用國家標準規(guī)格材料）采用國家標準規(guī)格材料（4）典型案例分析）典型案例分析 墊圈：墊圈：無懸臂狹槽，

6、孔邊距較大，無尖銳轉角，孔徑較大；無懸臂狹槽，孔邊距較大，無尖銳轉角，孔徑較大；制件尺寸精度較低，無粗糙度要求；制件尺寸精度較低，無粗糙度要求；材料為普通碳素鋼，沖裁性能較好，但容易產(chǎn)生毛刺。材料為普通碳素鋼，沖裁性能較好，但容易產(chǎn)生毛刺。 4 沖裁工藝過程沖裁工藝過程4.1 墊圈沖裁工藝方案制定墊圈沖裁工藝方案制定單一工序復合工序級進工序5 排樣排樣5. 1 沖裁排樣沖裁排樣排樣排樣：指制件在板料或條料排上的布置方法。：指制件在板料或條料排上的布置方法。 沖裁排樣從廢料的角度來分，可分為有廢料排樣、沖裁排樣從廢料的角度來分，可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種。少廢料排樣和無廢料排樣

7、三種。 a)有廢料排樣 b)少廢料排樣 c)無廢料排樣 沖裁排樣按制件在材料上的排列形式來分，可分為沖裁排樣按制件在材料上的排列形式來分，可分為直排法、斜排法、對排法、混合排法、多排法和沖裁搭直排法、斜排法、對排法、混合排法、多排法和沖裁搭邊法等多種形式。邊法等多種形式。 1 1）直排：適用于方形、矩形零件。）直排：適用于方形、矩形零件。2 2）斜排：適用于橢圓形、）斜排：適用于橢圓形、T形、形、形、形、S形零件。形零件。3 3）直對排：適用于梯形、三角形、半圓形、）直對排：適用于梯形、三角形、半圓形、T形、形、形、形、形零件。形零件。4）斜對排：適用于橢圓形、）斜對排：適用于橢圓形、T形、形

8、、形、形、S形零件。形零件。6 6）多行排：適用于大批量生產(chǎn)中尺寸不大的圓形、六角）多行排：適用于大批量生產(chǎn)中尺寸不大的圓形、六角形、方形、矩形零件。形、方形、矩形零件。7 7）交叉排：適用于）交叉排：適用于C形、形、形、形、形形等零件。等零件。5）組合排：適用于材料與厚度相同的兩種以上）組合排：適用于材料與厚度相同的兩種以上零件零件。8）裁搭邊法）裁搭邊法整裁法：適用于尺寸較小且形狀較簡整裁法：適用于尺寸較小且形狀較簡單的單的細長零細長零件。件。 9）裁搭邊法裁搭邊法分次裁切法：適用于尺寸較小且形狀分次裁切法：適用于尺寸較小且形狀較復雜的細長零件。較復雜的細長零件。典型案例沖裁排樣分析典型案

9、例沖裁排樣分析 墊圈墊圈5.2 搭邊值的確定搭邊值的確定搭邊：指排樣時制件與制件之間、制件與條（板）料邊搭邊：指排樣時制件與制件之間、制件與條（板）料邊緣之間的余料。緣之間的余料。 搭邊的作用搭邊的作用1）搭邊能夠補償定位誤差，保證沖出合格的制件；）搭邊能夠補償定位誤差，保證沖出合格的制件；2）保證條料具有一定的剛性，便于送料；）保證條料具有一定的剛性，便于送料；3）起到保護模具的作用，以免模具過早地磨損而報廢。）起到保護模具的作用，以免模具過早地磨損而報廢。（1）普通沖裁）普通沖裁 搭邊值的選取。（見表搭邊值的選取。（見表2-10表表2-12）（2）多工序連續(xù)沖壓）多工序連續(xù)沖壓1）切斷工序

10、中其搭邊值的選?。褐饕钢萍c制件之間）切斷工序中其搭邊值的選取：主要指制件與制件之間被切除的廢料的寬度。（表被切除的廢料的寬度。（表2-13）aa1aBCBRBCCBSW2）切口工序中工藝廢料值的確定：設計時可參照切斷加）切口工序中工藝廢料值的確定：設計時可參照切斷加工工藝廢料標準值。工工藝廢料標準值。3）材料側面切口值的確定：）材料側面切口值的確定： 一般取側刃長度等于進距一般取側刃長度等于進距L，然后根據(jù)料厚，然后根據(jù)料厚t與側刃切與側刃切進長度進長度L（或料寬（或料寬B）求出切邊寬度）求出切邊寬度F。擋塊進距L側壓裝置進料BFB導尺側刃切口值 側刃切邊長L (或料寬B)L:50mm以上

11、L:2050mmL:1020mmL:10mm以下0123451.02.03.04.05.06.0切邊寬度F/mm料厚t/mm（3）典型案例沖裁搭邊值確定）典型案例沖裁搭邊值確定 墊圈沖裁搭邊值確定墊圈沖裁搭邊值確定 料厚為料厚為1mm，由，由表表2-10可查得，可查得， 工件間搭邊值工件間搭邊值a1=0.8mm，沿邊搭邊值，沿邊搭邊值a=1.0mm。案例排樣圖案例排樣圖 墊圈（單排）墊圈（單排） 級進工序 復合工序 級進工序 復合工序墊圈（多排）墊圈（多排）5.3 材料利用率的計算材料利用率的計算（1 1）條料寬度尺寸的確定）條料寬度尺寸的確定1 1）有側壓裝置：）有側壓裝置：B=(L+2b)

12、-2）無側壓裝置：無側壓裝置：B=(L+2b+C) 式中： L制件垂直于送料方向的基本尺寸； 條料的寬度公差（見表216）； b側面搭邊值； C送料保證間隙： B100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。123AAA-A送料方向簧片壓塊式側壓 1簧片 2壓塊 3基準導料板 3）采用采用側刃側刃：B=(L+1.5b+nF) 式中： L制件垂直于送料方向的基本尺寸； n側刃數(shù)； F側刃裁切寬度； 條料的寬度公差； b側面搭邊值。（2）材料利用率的計算）材料利用率的計算 一般常用的計算方法是：一個進距內的實際面積與一般常用的計算方法是：一個進距內的實際面積與所需板料面積之比的百分率，一般

13、用所需板料面積之比的百分率，一般用表示：表示：式中： A在送料方向，排樣圖中相鄰兩個制件對應點的距離（mm）； B條料寬度（mm）； S一個進距內之間的實際面積（mm）； S0 一個進距內所需毛坯面積（mm）。（3）典型案例沖裁材料利用率計算（見表）典型案例沖裁材料利用率計算（見表2-17） %100%1000BASSS6 沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算6.1 沖裁間隙沖裁間隙 沖裁間隙是指沖裁模凸模與凹模刃口間縫隙的距離。沖裁間隙是指沖裁模凸模與凹模刃口間縫隙的距離。Z=Dd-Dp式中 Z沖裁間隙（mm）； Dd凹模刃口尺寸（mm）； Dp凸模刃口尺寸（mm）。（1）間隙對沖裁件斷面質

14、量的影響）間隙對沖裁件斷面質量的影響間隙過小間隙適合間隙過大（2）沖裁間隙對沖裁件尺寸精度的影響）沖裁間隙對沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸偏差主要是由兩個方面造成的：一是沖裁件的尺寸偏差主要是由兩個方面造成的：一是沖模的制造偏差，二是沖裁件實際尺寸與沖模刃口尺寸沖模的制造偏差，二是沖裁件實際尺寸與沖模刃口尺寸之間的偏差。之間的偏差。 Z（t%） Z（t%）平行纖維方向 垂直纖維方向a） b）間隙對沖裁件尺寸精度的影響a）落料 b）沖孔 間隙越小，沖裁力就越大；反之，間隙越大，沖裁間隙越小，沖裁力就越大；反之，間隙越大，沖裁力就小。力就小。 間隙越小，卸料力和推料力隨之增加；間隙越大，間隙越

15、小，卸料力和推料力隨之增加；間隙越大，卸料力和推料力隨之減小。卸料力和推料力隨之減小。（3）沖裁間隙對沖裁力、卸料力、推料力、頂料力的影響）沖裁間隙對沖裁力、卸料力、推料力、頂料力的影響（4 4）沖裁間隙對沖模壽命的影響）沖裁間隙對沖模壽命的影響F1P1F2P2凸、凹模刃口磨損情況 較小的間隙可提高模具的使用壽命。過小的間隙對較小的間隙可提高模具的使用壽命。過小的間隙對模具的壽命極為不利。模具的壽命極為不利。（5）合理間隙值的確定）合理間隙值的確定 合理間隙是一個合理間隙是一個范圍值范圍值，其，其上限上限為最大合理間隙，為最大合理間隙，其其下限下限為最小合理間隙。為最小合理間隙。 在具體設計沖

16、裁時，根據(jù)零件在生產(chǎn)中的具體要求在具體設計沖裁時，根據(jù)零件在生產(chǎn)中的具體要求可按下列原則進行選?。嚎砂聪铝性瓌t進行選?。寒敍_裁件尺寸精度要求不高，或對斷面質量無特殊要當沖裁件尺寸精度要求不高，或對斷面質量無特殊要求時，一般采用較大的間隙值。求時，一般采用較大的間隙值。當沖裁件尺寸精度要求較高，或對斷面質量有較高要當沖裁件尺寸精度要求較高，或對斷面質量有較高要求時，應選擇較小的間隙值。求時，應選擇較小的間隙值。在設計沖裁模刃口尺寸時，應按最小間隙值來計算刃在設計沖裁模刃口尺寸時，應按最小間隙值來計算刃口尺寸?？诔叽纭?確定合理間隙的方法通常有理論分析確定合理間隙的方法通常有理論分析法、經(jīng)驗確定法

17、、經(jīng)驗確定法及查表法。法及查表法。（6）典型案例沖裁間隙的確定）典型案例沖裁間隙的確定 墊圈沖裁間隙墊圈沖裁間隙 墊圈零件對沖裁斷面質量無要求，一墊圈零件對沖裁斷面質量無要求，一般為般為類斷類斷面，由面，由表表2-18可查得可查得Zmax40%t，即，即Zmax0.4mm。2.6.2 凸、凹模刃口尺寸計算的原則凸、凹模刃口尺寸計算的原則 落料尺寸取決于凹模尺寸，沖孔尺寸取決于凸模尺寸。落料尺寸取決于凹模尺寸，沖孔尺寸取決于凸模尺寸。 根據(jù)磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟≈聘鶕?jù)磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取制件尺寸公差范圍內的較小尺寸；設計沖孔模時，凸模件尺寸公差范圍內的較小尺

18、寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應取制件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸?；境叽鐒t應取制件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸。沖裁間隙一般采用最小合理間隙值。沖裁間隙一般采用最小合理間隙值。刃口尺寸的制造偏差方向，原則上單向注向金屬實體刃口尺寸的制造偏差方向，原則上單向注向金屬實體內部。內部。 Dpp/2Dmax/2Zmin/2DddpZmin/2dminddd/2p/2d/2/2凸、凹模刃口尺寸計算關系2.6.3 凸、凹模刃口尺寸的計算方法凸、凹模刃口尺寸的計算方法 沖裁模加工方法的不同，其刃口尺寸的計算方法也沖裁模加工方法的不同，其刃口尺寸的計算方法也不同。沖裁模的加工方法分為互換加工法和配做加工法不

19、同。沖裁模的加工方法分為互換加工法和配做加工法兩種。兩種。（1）凸、凹模凸、凹?；Q加工時，凸、凹模刃口尺寸的計算互換加工時，凸、凹模刃口尺寸的計算 適用于圓形等簡單形狀的沖裁件，設計時需在圖紙適用于圓形等簡單形狀的沖裁件，設計時需在圖紙分別標注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。為了保證沖分別標注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。為了保證沖裁間隙在合理范圍內，需滿足下列關系式：裁間隙在合理范圍內，需滿足下列關系式：或取：或?。?d=0.6(Zmax-Zmin) p=0.4(Zmax-Zmin)minmaxZZdp1)落料落料max0ddDDx 0min0maxminpppdDDZDxZ 0minppd

20、dx min0minmin0dddpddZdxZ 3)孔心距孔心距Ld=(Lmin+0.5)0.125 2)沖孔沖孔（2）凸、凹模配合加工時，凸凹模刃口尺寸的計算）凸、凹模配合加工時，凸凹模刃口尺寸的計算 配合加工方法，是先按照工件尺寸計算出基準件凸配合加工方法，是先按照工件尺寸計算出基準件凸模（或凹模）的公稱尺寸及公差尺寸，然后配做另一個模（或凹模）的公稱尺寸及公差尺寸，然后配做另一個相配件凹模（或凸模）。相配件凹模（或凸模）。 設計時，只要把基準件的刃口尺寸及制造公差詳細設計時，只要把基準件的刃口尺寸及制造公差詳細注明，而另外一個相配件只需在圖紙上注明：凸（凹）注明，而另外一個相配件只需在

21、圖紙上注明：凸（凹）模刃口尺寸按凹（凸）模的實際尺寸配制。保證雙面間模刃口尺寸按凹（凸）模的實際尺寸配制。保證雙面間隙隙Z即可。即可。刃口尺寸計算方法刃口尺寸計算方法 1）落料模刃口尺寸計算）落料模刃口尺寸計算 以凹模為基準件，配制凸模，由于工件比較復雜，以凹模為基準件，配制凸模，由于工件比較復雜，故凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小和不變三種情況。故凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小和不變三種情況。C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2a） b） c）工件和凸、凹模尺寸a）工件尺寸 b）落料凹模尺寸 c）沖孔凸模尺寸 模具磨損后刃口尺寸變大的

22、，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸變大的，如圖中尺寸A1、A2、A3，計算時應使其具有最小極限尺寸。其基準件尺寸為：計算時應使其具有最小極限尺寸。其基準件尺寸為：模具磨損后刃口尺寸變小的，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸變小的，如圖中尺寸B1、B2，計，計算時應使其具有最大極限尺寸。其基準件尺寸為：算時應使其具有最大極限尺寸。其基準件尺寸為：模具磨損后刃口尺寸大小不變化的，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸大小不變化的，如圖中尺寸C1、C2、C3，計算時按凹?？拙喙竭M行。其基準件尺寸，計算時按凹?？拙喙竭M行。其基準件尺寸為：為：式中 Ad、Bd、Cd凹模刃口尺寸； Amax、Bmin、C平均工件的最大、

23、最小和平均尺寸。C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2dxAAd0max)(0min)(dxBBd125. 0平均CCd2）沖孔模刃口尺寸計算）沖孔模刃口尺寸計算 以凸模為基準件，以凸模為基準件，先計算凸模的刃口尺寸，再配制先計算凸模的刃口尺寸，再配制凹模凹模。凸模同樣存在著磨損后變大、變小和不變的三種。凸模同樣存在著磨損后變大、變小和不變的三種磨損情況。磨損情況。模具磨損后刃口尺寸變小的，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸變小的，如圖中尺寸A1、A2、A3，計算時應使其具有最大極限尺寸。其基準件尺寸為：計算時應使其具有最大極限尺寸。其基準件

24、尺寸為：模具磨損后刃口尺寸變大的，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸變大的，如圖中尺寸B1、B2，計，計算時應使其具有最小極限尺寸。其基準件尺寸為：算時應使其具有最小極限尺寸。其基準件尺寸為：模具磨損后刃口尺寸大小不變化的，如圖中尺寸模具磨損后刃口尺寸大小不變化的，如圖中尺寸C1、C2、C3，計算時與凹?？拙嘤嬎愎较嗤?，計算時與凹模孔距計算公式相同。式中 Ap、Bp凸模刃口尺寸； Amin、Bmax工件的最大和最小尺寸。0minpxAAppxBBp0maxC2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2（3）沖模尺寸屬于半邊磨損刃口尺寸的計算）沖模

25、尺寸屬于半邊磨損刃口尺寸的計算 其計算方法與其他尺寸計算方法相同，只是在刃口其計算方法與其他尺寸計算方法相同，只是在刃口尺寸計算時，把沖裁間隙值及沖模的制造公差減半選取尺寸計算時，把沖裁間隙值及沖模的制造公差減半選取即可。即可。（4）采用電火花加工沖模時刃口尺寸的計算）采用電火花加工沖模時刃口尺寸的計算 采用電火花加工也屬于配合加工，一般都在凸模上采用電火花加工也屬于配合加工，一般都在凸模上標注刃口尺寸和制造公差，凹模刃口只標明與凸模刃口標注刃口尺寸和制造公差，凹模刃口只標明與凸模刃口配制加工，并保證最小間隙即可。配制加工，并保證最小間隙即可。2.6.4 案例刃口尺寸計算案例刃口尺寸計算 案例

26、的刃口尺寸計算如表案例的刃口尺寸計算如表2-21所列所列 C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2C2C3B1B2A3C1A1A2毛坯的定位a-固定擋料銷 b、c-導料銷送進方向abc7 定位與卸料出料定位與卸料出料7.1 定位方式確定定位方式確定在送料方向上的定位，用來控制送料的進距；在送料方向上的定位，用來控制送料的進距；在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進導向。在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進導向。（1）定位板與定位銷）定位板與定位銷用于單個毛坯進行沖壓加工時定位。用于單個毛坯進行沖壓加工時定位。a） b） c） d）定位板與定位銷a 、b 定位板

27、 c 、d 定位銷（2）擋料銷）擋料銷 保證條料送進時有準確的送進距。保證條料送進時有準確的送進距。a）圓柱頭擋料銷 b）鉤形擋料銷 c)活動擋料銷 a） b） c)固定擋料銷固定擋料銷始用擋料銷始用擋料銷始用擋料銷始用擋料銷用于條料送進時的首次定位。用于條料送進時的首次定位。始用擋料銷A-AAA導正銷1導正銷 2擋料銷（3）導正銷）導正銷 保證級進模沖裁件各部分的相對位置精度，消除送保證級進模沖裁件各部分的相對位置精度，消除送料和導向中產(chǎn)生的誤差。料和導向中產(chǎn)生的誤差。12de 擋料銷的位置擋料銷的位置e可可由下式計算由下式計算式中 c條料布距； D落料凸模直徑； d擋料銷頭部直徑； 0.1

28、導正銷往前推的活動余量。1 . 02dDce（4）導料板或導料銷）導料板或導料銷 導正條料或帶料的送進方向。導正條料或帶料的送進方向。導料板常用于單工序模和級進模導料板常用于單工序模和級進模a)分離式導料板 b)整體式導料板 c）導料銷形式 送進方向abc導料銷多用于導料銷多用于有彈性卸料板的單工序模有彈性卸料板的單工序模123AAA-A送料方向簧片壓塊式側壓 1簧片 2壓塊 3基準導料板 側壓裝置裝于導料板一側，用于消除條料的寬度誤差。側壓裝置裝于導料板一側，用于消除條料的寬度誤差。（5）定距側刃定距側刃 以切去條料旁側少量材料來限定送料步距。以切去條料旁側少量材料來限定送料步距。 側刃一般

29、用于級進模的送料定距，使用的材料厚度側刃一般用于級進模的送料定距，使用的材料厚度為為0.11.5mm。 側刃定距準確可靠，生產(chǎn)效率高，但增大了總沖裁側刃定距準確可靠，生產(chǎn)效率高，但增大了總沖裁力、降低了材料利用率。力、降低了材料利用率。 如能用擋料銷滿足定距要求的場合，一般不采用側如能用擋料銷滿足定距要求的場合，一般不采用側刃。刃。 Lam側刃側刃讓隙側刃側刃a） b） c） 側刃斷面形狀a）長方形側刃 b）成形側刃 c）尖角形側刃（6）案例分析）案例分析墊圈墊圈 導料銷擋料銷始用擋料銷擋料銷導料板級進 復合7.2 卸料及出料形式確定卸料及出料形式確定（1）卸料板卸料板 分為剛性卸料板和彈性卸

30、料板兩種形分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。式。封閉式適用于沖壓厚度在封閉式適用于沖壓厚度在0.5mm以上的條料以上的條料；懸臂式適用于窄而長的毛坯懸臂式適用于窄而長的毛坯；鉤形適用于簡單的彎曲模和拉深模鉤形適用于簡單的彎曲模和拉深模。 a） b） c） 剛性卸料板 a）封閉式剛性卸料板 b）懸臂式剛性卸料板 c）鉤形剛性卸料板 工作空間敞開，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前對工作空間敞開，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前對毛坯有壓緊作用，沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料，從而使毛坯有壓緊作用，沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料，從而使沖裁件較為平整。沖裁件較為平整。 但受彈簧、橡膠等零件的限制，卸料力較小，且結但受

31、彈簧、橡膠等零件的限制，卸料力較小，且結構復雜，可靠性與安全性不如剛性卸料板。構復雜，可靠性與安全性不如剛性卸料板。 a） b） c） 彈性卸料板 a）順裝式模具 b）倒裝式模具 c）采用橡膠等彈性元件（2）推件裝置）推件裝置 剛性推件裝置，推力大，推件可靠，但不具有壓料剛性推件裝置，推力大，推件可靠，但不具有壓料作用。作用。 彈性推件裝置，在沖壓時能壓住工件，沖出的工件彈性推件裝置，在沖壓時能壓住工件，沖出的工件質量較高，但推力有限。質量較高，但推力有限。推件塊推銷 a） b） 推件裝置 a）剛性推件裝置 b）彈性推件裝置（3）壓邊圈）壓邊圈（4）案例分析）案例分析1）墊圈采用）墊圈采用正裝

32、復合模正裝復合模時卸料、出料裝置的選擇時卸料、出料裝置的選擇 由于制件及廢料均存于下模上表面，在沖裁時需及時由于制件及廢料均存于下模上表面，在沖裁時需及時清理下模上表面，因而只能采用彈性卸料板卸料。制件由清理下模上表面，因而只能采用彈性卸料板卸料。制件由彈性頂件裝置頂出落料凹模。彈性頂件裝置頂出落料凹模。 沖孔廢料有剛性打料和彈性頂件兩種形式，因彈性頂沖孔廢料有剛性打料和彈性頂件兩種形式，因彈性頂件的使用使模具結構變得較為復雜、尺寸增大、沖壓力增件的使用使模具結構變得較為復雜、尺寸增大、沖壓力增加；而剛性打料則結構簡單、不加大沖壓力。所以宜選用加；而剛性打料則結構簡單、不加大沖壓力。所以宜選用

33、剛性打料裝置。剛性打料裝置。（4）案例分析）案例分析2）墊圈采用）墊圈采用倒裝復合模倒裝復合模時卸料、出料裝置的選擇時卸料、出料裝置的選擇 由于制件存于下模上表面，在沖裁時需及時清理模具由于制件存于下模上表面，在沖裁時需及時清理模具表面，因而只能采用彈性卸料板卸料。表面，因而只能采用彈性卸料板卸料。 制件有剛性打料和彈性頂件兩種形式，因彈性頂件的制件有剛性打料和彈性頂件兩種形式，因彈性頂件的使用使模具結構變得較為復雜、尺寸增大、沖壓力增加；使用使模具結構變得較為復雜、尺寸增大、沖壓力增加；而剛性打料則結構簡單、不加大沖壓力。所以宜選用剛性而剛性打料則結構簡單、不加大沖壓力。所以宜選用剛性打料裝

34、置。打料裝置。 廢料可由凹模漏料孔直接下出料。廢料可由凹模漏料孔直接下出料。（4）案例分析）案例分析3）墊圈采用級進沖裁時模時卸料、出料裝）墊圈采用級進沖裁時模時卸料、出料裝置選擇置選擇 為簡化模具結構，方便沖裁時的操作，為簡化模具結構，方便沖裁時的操作，一般設計成下一般設計成下出料形式。因墊圈具有一定的料厚，所以出料形式。因墊圈具有一定的料厚，所以選擇采用剛性卸選擇采用剛性卸料裝置，如此可降低沖壓力料裝置，如此可降低沖壓力。7.3 沖壓力沖壓力 沖壓力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。沖壓力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。（1）沖裁力）沖裁力F=KLt 式中 F沖裁力（N）；

35、L沖裁件周邊長度（mm）； K系數(shù)，取K=1.3； t材料厚度（mm）; 材料抗剪強度（MPa） K卸卸料力系數(shù)； K推推料力系數(shù)； K頂頂料力系數(shù)。 F卸F推F頂th 卸料力、推料力、頂件力 F卸卸=K卸卸F F推推=nK推推F F頂頂=K頂頂F（2）卸料力、推料力、頂料力）卸料力、推料力、頂料力（3）沖壓力的計算）沖壓力的計算采用彈性卸料和上出料方式時，總沖壓力為采用彈性卸料和上出料方式時，總沖壓力為F=F+F卸卸+F頂頂 采用剛性卸料和下出料方式時，總沖壓力為采用剛性卸料和下出料方式時，總沖壓力為 F=F+F推推采用彈性卸料和下出料方式時，總沖壓力為采用彈性卸料和下出料方式時，總沖壓力為

36、F=F+F卸卸+F推推（4）案例分析）案例分析 案例的沖壓力計算見表案例的沖壓力計算見表2-18。F卸F推F頂th7.4 模具壓力中心的計算模具壓力中心的計算 沖裁模的壓力中心是指沖裁合力的作用點。沖裁模的壓力中心是指沖裁合力的作用點。 在設計沖模時必須確定模具的壓力中心，并使其通在設計沖模時必須確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。重合。（1）簡單形狀的工件，其壓力中心的計算）簡單形狀的工件，其壓力中心的計算1）對稱形狀的零件）對稱形狀的零件OO對稱工件的壓力中心墊圈復合模2) 直線段的壓力中心位于直

37、線段的中心；直線段的壓力中心位于直線段的中心；3) 等半徑的圓弧段的壓力中心等半徑的圓弧段的壓力中心x0=rsin/式中 弧度。rx0壓力中心位于角平分線上x0點（2）復雜工件或多凸模沖裁件的壓力中心）復雜工件或多凸模沖裁件的壓力中心 根據(jù)力矩平衡原理進行計算根據(jù)力矩平衡原理進行計算計算步驟：計算步驟：按比例畫出工件的輪廓圖。按比例畫出工件的輪廓圖。l1l2l3l4l5YX復雜工件的壓力中心 多凸模沖裁件的壓力中心在任意處選取坐標軸在任意處選取坐標軸X、Y（選取坐標軸不同，則壓力（選取坐標軸不同，則壓力中心位置也不同）。中心位置也不同）。將工件分解成若干直線段或圓弧段，將工件分解成若干直線段或

38、圓弧段，l1、l2、ln。計算各基本線段的中心到計算各基本線段的中心到Y軸的距離軸的距離x1、x2、xn和到和到X軸的距離軸的距離y1、y2、yn，則根據(jù)力矩原理可得壓力中，則根據(jù)力矩原理可得壓力中心的計算公式為心的計算公式為nnnlllxlxlxlX2122110nnnlllylylylY2122110（3）案例分析）案例分析（復合）（復合） OYX壓力中心位于制件形心（壓力中心位于制件形心（0，0） OYXOYX（3）案例分析）案例分析墊圈墊圈 （級進）（級進）YXO 取外形落料形心處為坐標原點（取外形落料形心處為坐標原點（0，0）。因制件形）。因制件形狀對稱，得：狀對稱，得：78 .62

39、4 .3108 .628 .204 .310X00Y8 8 凸、凹模結構設計凸、凹模結構設計8.1 凸模結構設計凸模結構設計（1）凸模的結構形式）凸模的結構形式 凸模按其工作斷面的形式可分為圓形和非圓形凸模。凸模按其工作斷面的形式可分為圓形和非圓形凸模。1）圓形凸模：工作斷面為圓形）圓形凸模：工作斷面為圓形 a） b） c） d） e）圓形凸模0.50.50.50.5 a) b) c)a) 非圓形凸模 b) 長方形凸模 c) 直通式凸模2）非圓形凸模：近似分為圓形類和矩形類）非圓形凸模：近似分為圓形類和矩形類 圓形類凸模注意凸模定位，常用騎縫銷來防止凸模圓形類凸模注意凸模定位，常用騎縫銷來防止

40、凸模的轉動。的轉動。 如果用線切割加工如果用線切割加工非圓形非圓形凸模，則固定部分和工作凸模，則固定部分和工作部分的尺寸及形狀一致，即為直通式凸模。部分的尺寸及形狀一致，即為直通式凸模。（2）凸模長度的確定）凸模長度的確定 在滿足使用要求的前提下，凸模盡量減短。在滿足使用要求的前提下，凸模盡量減短。 采用固定卸料板的沖裁模采用固定卸料板的沖裁模凸模長度為：凸模長度為：L=h1+h2+h3+(1520)mm式中 h1凸模固定板厚度； h2卸料板厚度； h3導尺厚度； L凸模長度； 1520mm包括凸模進入凹模的深度、凸模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的距離。（3）凸模強度的校核）凸

41、模強度的校核 當凸模特別細長或板料厚度較大時，應對凸模進行當凸模特別細長或板料厚度較大時，應對凸模進行壓應力和彎曲應力的校核。壓應力和彎曲應力的校核。（4）案例分析）案例分析 設計凸模時，如無特殊要求，其長度（厚度）尺寸設計凸模時，如無特殊要求，其長度（厚度）尺寸一般按一般按冷沖模冷沖模國家標準（國家標準（GB2851285781）選）選取，級進模凸模設計示例如表取，級進模凸模設計示例如表2-20所示。所示。級進模凸模設計示例級進模凸模設計示例墊圈墊圈 與凹模按間隙小于0.4mm配落料凸模 固定板厚度：14mm；卸料板厚度：10mm；導料板厚度：8mm；L=14+10+8+15=47mm 沖孔

42、凸模8.2 凹模結構設計凹模結構設計 （1）凹模的刃口形式）凹模的刃口形式hhh23 凹模的結構形式（2）凹模外形尺寸）凹模外形尺寸凹模厚度：凹模厚度：H=Kb 凹模壁厚：小凹模凹模壁厚：小凹模 C=(1.52)H 大凹模大凹模 C=(23)H式中式中 b凹?？椎淖畲髮挾龋ò寄？椎淖畲髮挾龋╩m）；）； K系數(shù)，見表系數(shù)，見表2-18； H凹模厚度，其值為凹模厚度，其值為1520mm； C 凹模壁厚，其值為凹模壁厚，其值為2640mm。cbcHd（3）凸凹模的最小壁厚）凸凹模的最小壁厚 凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，

43、為保證凸凹模的強度，凸凹模應取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強度，凸凹模應具有一定的壁厚。具有一定的壁厚。 凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚C一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定 不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值為：不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值為：沖裁硬材料時沖裁硬材料時m=1.5t沖裁軟材料時沖裁軟材料時mt 積聚廢料的凸凹模，由于脹力大，故最小壁厚只要積聚廢料的凸凹模，由于脹力大，故最小壁厚只要比上述數(shù)據(jù)適當加大。比上述數(shù)據(jù)適當加大。（4）案例分析）案例分析墊圈墊圈 由表2-21得K復合=0.35；K級進=0.35H復合=0.3520=7mm；H級進=0.3520=7mmC取26mmD72m

44、m復合由GB2873.4-81查得D=80mm凸凹模長度：40mm級進由GB2873.4-81查得 9 沖裁?？傮w設計沖裁模總體設計9.1 導向及支承固定零件導向及支承固定零件（1 1）導柱和導套）導柱和導套 保證上、下模的精確導向保證上、下模的精確導向1 1）滑動導柱、導套）滑動導柱、導套 加工方便，容易安裝，是應用最廣的導向裝置。加工方便，容易安裝，是應用最廣的導向裝置。2）滾珠導柱、導套滾珠導柱、導套 適用于高速沖模、精密沖裁模以及硬質合金模具。適用于高速沖模、精密沖裁模以及硬質合金模具。H7h6H6h6H7r6D( )d或1( )H7r6d( )2341567234滑動導柱、導套結構形

45、式1上模座 2導套 3導柱 4下模座5特殊螺釘 6螺釘 7壓板2hLhhL1(34)123456滾珠導柱、導套結構形式1導套 2上模座 3滾珠4滾珠夾持圈 5導柱 6下模座（2）上、下模座）上、下模座 模座分帶導柱和不帶導柱兩種。模座分帶導柱和不帶導柱兩種。LLLLLLd） e） f）帶導柱模座的形式a)后側導柱模座 b)對角導柱模座 c)中間導柱模座 d)四導柱模座 e)后導柱窄形模座 f)三導柱模座LLLLLLa） b） c） 后側導柱模座可三面送料，操作方便，但沖壓時容后側導柱模座可三面送料，操作方便，但沖壓時容易引起偏心距而使模具歪斜。適用于沖壓中等精度的較易引起偏心距而使模具歪斜。適

46、用于沖壓中等精度的較小尺寸沖壓件的模具。小尺寸沖壓件的模具。后側導柱模座 對角導柱模座便于縱向和橫向送料。沖壓時可防止對角導柱模座便于縱向和橫向送料。沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。適用于沖制一般精度由于偏心力矩而引起的模具歪斜。適用于沖制一般精度沖壓件的沖裁模或級進模。沖壓件的沖裁模或級進模。對角導柱模座 對角導柱模座便于縱向和橫向送料。沖壓時可防止對角導柱模座便于縱向和橫向送料。沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。適用于沖制一般精度由于偏心力矩而引起的模具歪斜。適用于沖制一般精度沖壓件的沖裁模或級進模。沖壓件的沖裁?；蚣夁M模。對角導柱模座中間導柱模座 中間導柱模座適用于中間

47、導柱模座適用于縱縱向送料或以單個毛坯沖制較向送料或以單個毛坯沖制較精密的沖壓件。精密的沖壓件。 四導柱模座導向性能最好，適用于沖制比較精密的四導柱模座導向性能最好，適用于沖制比較精密的沖壓件。沖壓件。四導柱模座 后導柱窄形模座用于沖制中等尺寸沖壓件的各種模后導柱窄形模座用于沖制中等尺寸沖壓件的各種模具。具。后導柱窄形模座（3）模柄）模柄 作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。dl123a） b） c） d）e） f） g）常用的模柄形式a)旋入式模柄 b)壓入式模柄 c)鉚接式模柄 d)凸緣式模柄 e)浮動式模柄 f)槽形模柄 g)通用模柄1模柄 2凹

48、球面墊塊 3凸球面連接桿 帶螺紋的旋入式模柄，垂直度精度較差，主要用于帶螺紋的旋入式模柄，垂直度精度較差，主要用于小型模具。小型模具。dldl 帶臺階的壓入式模柄，同軸度和垂直度較高，適用帶臺階的壓入式模柄，同軸度和垂直度較高，適用于各種中小型模具。于各種中小型模具。旋入式模柄壓入式模柄 壓入鉚接式模柄，可以保證較高的同軸度和垂直壓入鉚接式模柄，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種小型模具。度，適用于各種小型模具。dldl 有凸緣的模柄，適用于較大的模具。有凸緣的模柄，適用于較大的模具。壓入鉚接式模柄有凸緣的模柄 浮動式模柄，可以通過球面墊塊消除沖床導軌誤差浮動式模柄，可以通過球面墊塊消除

49、沖床導軌誤差對沖模導向精度的影響，適用于有滾珠導柱、導套導向對沖模導向精度的影響，適用于有滾珠導柱、導套導向的精密沖模。的精密沖模。浮動式模柄1-模柄 2-凹球面墊塊 3-凸球面連接桿123123 整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。整體式模柄（4）案例分析）案例分析導向及支承固定零件選擇導向及支承固定零件選擇1）墊圈沖裁模）墊圈沖裁模 該零件一般無精度要求，且沖壓力和模具結構均較該零件一般無精度要求，且沖壓力和模具結構均較小，應選用滑動導柱導套，螺紋旋入式模柄。小，應選用滑動導柱導套，螺紋旋入式模柄。復合沖裁復合沖裁 單排，宜選用中

50、間導柱模架單排，宜選用中間導柱模架 多排，宜選用后側導柱模架多排，宜選用后側導柱模架級進沖裁級進沖裁 中間導柱模架或對角導柱模架中間導柱模架或對角導柱模架9.2 彈簧和橡膠零件彈簧和橡膠零件 彈簧和橡膠零件是模具中廣泛應用的彈性零件，主彈簧和橡膠零件是模具中廣泛應用的彈性零件，主要用于卸料、推件和壓邊等場合。要用于卸料、推件和壓邊等場合。（1）圓鋼絲螺旋壓縮彈簧）圓鋼絲螺旋壓縮彈簧1）選用標準彈簧時應滿足以下要求：）選用標準彈簧時應滿足以下要求：壓力要足夠壓力要足夠壓縮量足夠壓縮量足夠要符合模具結構空間的要求要符合模具結構空間的要求2）選擇圓鋼絲螺旋壓縮彈簧的步驟）選擇圓鋼絲螺旋壓縮彈簧的步驟Fllwl0FpLF0FmaxFpLL0112090060030006263646566671020304050 54.