第2章冲裁.ppt

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1、冲压工艺与模具设计,云南机电职业技术学院机械工程系,第2章 冲 裁,目 录 2.1 冲裁变形过程分析 2.2 冲裁件质量分析 2.3 冲裁间裁 2.4 凸模和凹模工作部分尺寸计算 2.5 冲裁件的工艺性 2.6 冲裁力和压力中心的计算 2.7 排样 2.8 冲裁模 2.9冲裁模主要零部件的计算与选用 2.10 硬质合金冲模 2.12非金属材料冲裁 2.13 聚氨脂橡胶冲裁 2.14 光洁冲裁与整修 2.15 冲裁模设计 2.16 精密冲裁,利用冲模使板料相互分离的冲压工序叫冲裁。 冲裁工艺-落料、冲孔、切边、修边、整修等。 根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可分为普通冲裁和精密冲裁两大类。 普通

2、冲裁: 裂纹-分离(粗糙，精度低) 精密冲裁: 塑性-分离(光洁，精度高),冲裁概述,典型案例 垫圈,典型案例 录音机机芯自停杆,典型案例 电机转子与电机定子,2.1 冲裁变形过程分析,图2-1 冲裁过程 1凸模 2工件 3条料 4凹模,冲裁过程 上模是凸模1，装在压力机的滑块上，为活动部分，下模是凹模4，固定在压力机工作台上，是固定部分。凸模和凹模之间有间隙，被冲材料放在凹模刃口上面，当压力机滑块下行时，凸模穿过材料进入凹模洞口，使冲件与材料分离而完成冲裁工作。,2.1 冲裁变形过程分析,冲裁变形过程 冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段，见图2-2： 1弹性变形阶段 变形区内部材料应力小于屈

3、服应力 。 2塑性变形阶段 变形区内部材料应力大于屈服应力。 凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。 3断裂分离阶段 变形区内部材料应力大于强度极限。,图2-2 冲裁变形过程,2.2 冲裁件质量的分析,冲裁件的质量是指冲裁件的断面状况、尺寸公差及形状误差等。理想的情况，冲裁件的断面应平直、光洁、尺寸公差应满足冲件要求，表面应平坦，即穹弯小。,2.2.1 冲裁件的断面质量,它由塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分组成。,塌角带：弹性变形阶段产生，大小与材料塑性和模具间隙有关。 光亮带：塑性剪切变形时产生，质量最好的区域。 断裂带：撕裂造成。 毛刺

4、区：模具拉挤结果，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。,图2.3 断面质量,2.2.2 冲裁件的尺寸精度及其影响因素,影响冲件尺寸精度有两大方面的因素： 一是冲模本身的制造偏差; 二是冲裁结束后冲件相对于凸模或凹模的尺寸偏差。冲件的精度一般比模具制造精度低24级。 影响这个偏差值的因素有：间隙、材料性质、工件形状与尺寸等。其中间隙起主导作用。,间隙对尺寸精度的影响,落 料 冲 孔 图2-4 间隙对冲件精度的影响,间隙较大时： 材料拉伸后回复-D落小于D 凹，d孔大于d凸 间隙较小时： 材料压缩后伸长-D落大于D 凹，d孔小于d凸,所谓间隙是指凹模工作部分尺寸与凸模工作部分

5、尺寸之差：如图2-5所示，即 Z=DA-DT （2-1） 冲裁模凸模和凹模之间的间隙，不仅如上节中阐明的对冲件的质量有影响，而且还影响模具的寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。因此，间隙是一个非常重要的工艺参数。,2.3 冲裁模间隙,图2-5 冲裁模间隙,2.3.1 间隙对模具寿命的影响,模具的失效形式 ：磨损、崩刃和凹模洞口胀裂三种。 （1）间隙对磨损的影响 在保证冲件质量的前提下，为了减小凸、凹模的磨损，延长模具的使用寿命，应采用大间隙冲裁。 （2）间隙对凹模洞孔胀裂的影响。 当采用大间隙冲裁时，落料件尺寸小于凹模刃口尺寸，因此，很容易从凹模洞口落下，推件力接近于零，不会把凹模洞口胀裂。 （3

6、）间隙对崩刃影响。 当采用小间隙冲裁时，凸、凹模刃口的垂直力和侧压力增大，另外，模具受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模上平面，间隙也不会绝对均匀分布，过小的间隙会造成凸模与凹模啃口甚至崩刃。,2.3.2 间隙对冲裁力的影响 随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易拉断分离，冲裁力减小。但继续增大间隙，会使凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力下降变缓。加大间隙冲裁力一般可降低510%。所以，在正常情况下，间隙对冲裁力影响不很大。 间隙对卸料力、推件力和顶件力的影响较显著，随着间隙的增大，卸料力、推件力和顶件力都随之减小。当采用大间隙冲裁时，卸料力、推件力和顶件力接近于

7、零。 2.3.3 确定间隙的理论根据 在实际生产中，主要根据冲件的断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一个范围的值，以满足冲裁件设计的要求。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。在设计和制造模具时，应采用最小合理间隙。 确定间隙值的方法有理论计算法和经验查表法两种。,2.3.3 确定间隙的理论根据 由于理论计算方法在生产中使用不方便，为此，可根据下述原则选用经验间隙： （1）冲件尺寸精度在IT11级以上，断面粗糙度Ra小于1.6，采用普通模具用小间隙冲裁，大多数情况下是难以达到要求的。一般宜采用光洁冲裁或冲裁后整修，目前应推广使用精密冲裁。 （2）冲件尺寸精度在

8、IT12级以上，断面不允许有较大斜度时，一般采用表2-3小间隙冲裁。但对材料厚度小于2毫米的薄料和硬材料，由于断面情况不明显，为提高模具寿命，可在间隙表2-3的基础上适当放大冲裁间隙，采用表2-4的间隙冲裁。 （3）冲件尺寸精度在IT13IT15级的非配合尺寸，以及断面无要求的冲裁件，为了提高模具使用寿命，应采用大间隙冲裁。 此外，在高速冲裁和硬质合金模具中。为了提高模具寿命，也应采用大间隙冲裁，大间隙冲裁见表2-5。,2.4 凸模与凹模工作部分尺寸的计算,2.4.1 凸模和凹模工作部分尺寸计算的原则 测量尺寸应以光亮带部分为基准，如不考虑弹性回复，光亮带尺寸应和凸模（或凹模）尺寸一致。 （1

9、）落料时应以凹模为基准进行计算。冲孔时应以凸模为基准进行计算。 （2）凸、凹模在使用过程中都会磨损，为了提高模具使用寿命，在模具设计时，应把凹模尺寸取在接近最小极限尺寸处，把凸模尺寸取在接近最大极限尺寸处。 （3）在实际生产中，为了便于加工，一般把落料凹模尺寸计算好后换算到凸模上去，凹模上不注形状尺寸，只注凹模洞口位置尺寸。 （4）凸模制造公差 可选用IT6IT8级精度。也可按如下经验选取。 50毫米以下的尺寸取0.01-0.03mm；50-100毫米取0.03-0.05mm；100-200毫米取0.04-0.06mm。很少有大于0.1mm的公差。,2.4.2 凸模、凹模工作部分尺寸计算方法

10、加工方法： 1. 分别加工 批量大时 2. 配作法 批量小时,凸、凹模尺寸计算公式如下：,1. 按凸模和凹模图纸分别加工,2. 凹模按凸模配作法,一般都是把落料凹模尺寸计算后换算到凸模上。凹模刃口磨损后尺寸有变大、变小、不变三种情况，如图2-9所示,图2-9 落料时凹模刃口磨损 a 落料件 b 凹模刃口轮廓,1）凹模磨损后变大的尺寸（图中A、A、A）按一般落料凹模尺寸公式计算，即： 2）凹模磨损后变小的尺寸（图中B 、B ），虽是落料件，但此处相当于冲孔，应按冲孔凸模计算，凹模上的凸出部分相当于冲孔凸模，即： 3）凹模磨损后无变化的尺寸（图中C 、C ），即：,凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，并保

11、证最小配合间隙值zmin 理解各参数的含义及取值！,(1) 落料件,1)凸模磨损后变大的尺寸： 2)凸模磨损后变小的尺寸： 3)凸模磨损后不变的尺寸： 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，并保证最小间隙为Zmin,(2)冲孔件,2.5冲裁件的工艺性,冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压加工工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位偏差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺要求。,2.5.1 冲裁件的结构工艺性 1.冲裁件的形状应力求简单、对称、有利于材料合理利用。 2.冲裁件的外形和内孔，除无废料冲裁或镶拼结构模具外，应避免尖锐的清角，各直线或曲线的连接处，应具有适当的圆角相连，见图2-1

12、1。 3.冲件的凸出或凹入部分的宽度和深度，一般情况下应不小于1.5t，同时应避免有窄长的切口和过窄的切槽，见图2-12 4.冲件的冲孔边缘离外形的最小距离随冲件与孔的形状不同有一定的限制，见图2-13。 5.在弯曲或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断，见图2-14。 6.尽可能避免冲裁宽度小于三倍材料厚度的窄长冲件，必要时，可用金属丝压扁来代替。 7.冲孔时，孔的最小尺寸与孔的形状，材料机械性能和材料的厚度有关。各种材料最小冲孔尺寸见表2-6和表2-7。,2.5.2冲裁件的精度与断面粗糙度,1.冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求 落料件的

13、公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。 冲裁所能达到的冲件公差列于表2-8和表2-9。 2.冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁间隙、刃口锐钝等有关，当冲裁2mm以下金属材料，其断面粗糙度Ra一般可达12.53.5m.,2.6 冲裁力和压力中心的计算,2.6.1冲裁力的计算 冲裁力，即冲裁时所需的压力，是选择压力机的主要依据，也是模具设计时所必须计算的数据。 用普通平刃凸模冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：F=KLt 式中： F冲裁力（N）； L冲件周长(mm)； t材料厚度(mm)； 抗剪强度(MPa)； K系数。,因抗剪强度不少资料中查不到，为计算方便，也可按下式计算：

14、 F=Lt,2.6.2卸料力、推件力及顶件力计算,图2-16 卸料力、推件力及顶件力,卸料力：从凸模上卸下紧紧箍在凸模上的条料所需的力； 推件力：将梗塞在凹模洞口内的落料件或废料向下推出所需的力； 顶件力：逆冲裁方向将落料件或废料从凹模洞口顶出所需的力。见图2-16.,卸料 力： 推件力： 顶件力：,2.6.3压力机公称压力的确定,压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。冲裁时的冲压力Fz由冲裁力、卸料力、推件力及顶件力组成。具体按下述公式计算。 采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁模时 FzFFXFT （2-27） 采用弹压卸料装置和上出件方式冲裁模时 FzFFXFD （2-28） 采用固定卸料装

15、置的下出件方式冲裁模时 FzFFT （2-29） 当采用大间隙冲裁时，卸料力、推件力、顶件力都有很小，可不予考虑。,2.6.4降低冲裁力的方法,当冲件材料较厚且冲件尺寸较大，所需的冲压力很大，而压力机的压力不够时，可采用以下三种方法来降低冲压力。 1.阶梯凸模冲裁（图2-17） 在多凸模的冲裁中，将凸模设计成不同长度，使凸模工作端面呈阶梯式布置（图2-17）。这样各凸模冲裁力的最大值不同时出现，以此降低总的总裁力。 2.斜刃冲裁（图2-18） .加热冲裁: 材料在加热状态下，抗剪强度明显下降，所以，加热冲裁能降低冲裁力,图2-18,图2-17,2.6.5冲模压力中心的确定,模具的压力中心：冲压

16、力合力的作用点 。 模具的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块的中心线相重合。否则，滑块就会受到偏心载荷，导致滑块导轨和模具的不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而降低冲件质量和模具寿命，甚至可能损坏模具。,2.6.5冲模压力中心的确定,1简单几何图形压力中心的位置 1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。 2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。,确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。根据理论力学知，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和。由此可求出压力中心座标（X0，0）。,2多凸模压力中心的位置,见公式2-33，2-34,

17、2多凸模压力中心的位置,多工序级进模有时计算非常复杂，所以，一般凭经验估计压力中心，一般估计压力中心不能超出模柄直径之外。 冲孔落料级进模，即两个工位的冲模，其压力中心按下列公式计算：见图2-19。,图2-19 两个凸模的压力中心,F1X=F2（S-X） F=KLtT X=L2S/(L1+L2),3复杂几何图形压力中心的位置,复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。,见公式2-33，2-34,2.7 排 样,冲件在条料、带料上的布置方法叫排样。排样的正确与否将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命及生产操作安全等。,冲压件排样实物,2.7.1 排样

18、原则,1.提高材料利用率 2.使工人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。 3.使模具结构简单，模具寿命提高。 4.排样应保证冲裁件的质量。,废料分为:工艺废料和结构废料两种。 工艺废料：工件与工件间和工件与条料侧边之间留下的废料，以及料头，料尾和边余料也是工艺废料。 结构废料：由工件结构形状而产生的废料。 要提高材料的利用率，主要应从减少工艺废料着手,见图221。,图2-21 废料的种类,提高材料利用率,提高材料利用率,材料的利用率 冲件的实际面积与所用材料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量材料合理利用的一项重要经济指标。,一个步距内的材料利用率,一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率,值

19、越大，材料利用率越高，在冲件的成本中，材料费用一般占60%以上，可见材料利用率是一项很重要的经济指标。,2.7.2 搭边,排样时，冲件与冲件之间及冲件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边和侧搭边。 搭边作用：它补偿了条料的剪裁误差，送料步距误差、定位误差，确保冲出合格的冲件。搭边还可以增加条料，卷料的刚性与强度，以保证条料、卷料的顺利送进。搭边使冲裁时受力平衡，合理间隙不易破坏，因而提高模具寿命和冲件质量。 搭边值过大，材料利用率低。搭边值过小，在冲裁过程中容易被拉断，造成送料困难，且使冲件产生毛刺，或拉入凹、凸模的间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 搭边值的大小取决于材料厚度、材料种类、冲件形

20、状及尺寸大小，以及卸料方式。一般来说，材料愈厚，材料愈软、冲件尺寸愈大、形状愈复杂，则搭边和侧搭边值愈大。 搭边大小通常由经验确定，可查表2-11和表2-12,2.7.3 排样方法,根据材料经济利用程度,排样分为三种类型: 1. 有废料排样（a)： 冲件与冲件之间及冲件与条料侧边之间都留有工艺废料，冲裁沿冲件全部外形冲裁，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此，冲件精度高，模具寿命长，但材料利用率低。 2. 少废料排样(b)： 沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料质量和定位误差的影响，有的冲件质量差，但材料利用率高，可达70%90%。且模具结构简单。 3.

21、无废料排样(c,d)： 冲件与冲件之间，冲件与条料侧边之间均无搭边。,2.7.4 排样举例,电机定子,垫圈,2.7.5条料宽度与导料板之间距离的计算,采用导料板的模具，大多是人工送料的落料模和级进模，送料时，条料必须紧紧靠着导料板的一边向前送进，为了送料方便，条料和另一边的导料板必须有适当的间隙，见表2-15。,1. 用挡料销定距，见图2-31 条料宽度,导料板距离：A=B+Z 从图知，两块导料板尺寸是不一样的，一件比另一件小了Z值。,图2-31 挡料销定距条料宽度,2.7.5条料宽度与导料板之间距离的计算,2. 用侧刃定距：见图2-32,条料宽度：,导料板间距离：A=B+Z,2.8 冲裁模,

22、使板料分离，得到所需形状和尺寸的平片毛坯或制件的冲模叫冲裁模。,2.8.1 冲裁模分类,冲裁模的形式很多，为了便于研究和工作方便，将冲裁模按不同的特征进行分类。 1. 按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、切断模、切边模、切舌模、剖切模、整修模等。 2. 按工序组合分类 可分为单工序模、多工序级进模、复合模及级进复合模等。 3. 按模具有无导向分类 可分为无导向开式模、导板模、导柱模、导筒模等。 4. 按卸料装置分类 可分为固定卸料模和弹压卸料模。 5. 按控制送料进距的方法分类 可分为固定挡料销模、活动挡料销模、自动挡料销模、导正销模、侧刃模等。 6. 按送料、出件及排除废料的方法分类 可分

23、为手工送料模、半自动模、自动模等。,2.8.2单工序冲裁模,沿封闭的轮廓将制件或毛坯与板料分离的冲模叫落料模。 1. 无导向开式落料模,图2-33 无导向落料模 1凹模 2材料 3零件 4凸模,图2-34无导向落料模 1下模座 2凹模 3条料 4卸料板 5凸模 6导料销 7挡料销 8螺钉,2.8.2单工序冲裁模,2. 导柱式落料模 当冲件精度较高或生产批量较大时，常采用导柱式落料模。,2.8.2 单工序冲裁模,无导向模结构简单、重量轻、尺寸小、制造简单，成本低。 因此，只适用形状简单，批量小的冲件。 导柱模精度高，寿命长，使用安装方便，但模具较重，制造工艺复杂，成本较高。它广泛应用于生产批量大

24、，精度要求高的冲件。,无导向模与导柱模特点:,2.8.2 单工序冲裁模,3. 侧面冲孔模,图2-36 侧面冲孔模,2.8.2 单工序冲裁模,4. 导柱式冲孔模,图2-37 导柱式冲孔模,2.8.3 级进模,级进模：指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。 1. 挡料销定距级进模 2. 侧刃定距级进模,图2-38,1. 挡料销定距级进模 (图2-38) 级进模大多使用模架导向，也可使用导板导向保证上、下模的相对位置。,2.8.3 级进模,2.8.3 级进模,2. 侧刃定距级进模 (图2-39),以切去条料旁侧少量材料

25、来限定送料步距。 用于工位数较多时。,图2-39,2.8.4 复合模,复合模 只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道和两道以上的冲压工序的冲模。,2.8.4 复合模,1. 倒装复合模,复合模一般都用导柱、导套来导向，以保证上下模的相对位置。 倒装复合模冲孔废料直接从压力机工作台当中的孔落下，冲件从凹模洞口推出后落在下模上，一般用工具取出，也可以用压缩空气吹走。因此，操作比较方便安全。模具结构比顺装复合模简单，生产效率比顺装复合模高，所以，一般情况下，尽可能采用倒装复合模。,2.8.4 复合模,2. 顺装复合模,当冲件的孔边距较小，且精度较高需采用小间隙冲裁时，冲裁后的冲孔废料由于弹

26、性回复将紧紧的梗塞在凹模洞口内，当孔边距较小时，容易把凹模洞口涨裂，必须改用顺装复合模。,2.9 冲裁模主要零、部件的设计与选用,2.9.1 冲模零件的分类 1. 工艺零件 这类零件直接参与完成冲压工艺过程并和被冲材料直接发生作用的零件叫工艺零件。它包括工件零件、定位零件、卸料、推料、顶件零件。 2 . 结构零件 这类零件不直接参与完成冲压工艺工作，也不和被冲材料发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具的功能起完善作用的零件叫结构零件。它包括导向零件、固定零件、紧固及其它零件。,2.9 冲裁模主要零、部件的设计与选用,冲模零部件分类,2.9 冲裁模主要零、部件的设计与选用,2.9.2

27、 工作零件 直接对毛坯和板料进行冲压加工的冲模零件叫工作零件。,1. 凸模 在冲压过程中，冲模中被制件或废料所包容的工作零件叫凸模。 （1） 凸模形式 凸模形式基本有两种，一种是直通式凸模，即工作部分和固定部分的形状与尺寸完全一致，另一种是台阶式凸模，即工作部分和固定部分的形状与尺寸不一致。除圆凸模外，非圆凸模尽可能采用直通式，以便于线切割加工或成型磨削加工。 对于圆凸模已标准化，见冷冲模国家标准GB2863.1-3。,2.9.2 工作零件,凸模,（2）凸模固定方法 1）凸模与模柄作成一体的凸模，见图2-43，用于冲件数量较少的简单无导向冲模。 2）用螺钉、销将凸模固定在上模座上，见图2-44

28、，一般用于中、大型的冲件。,图2-43 凸模与模柄作成一体的凸模 1凸模 2支板,图2-44 固定在上模座上的凸模,凸模固定方法,3）固定在凸模固定板中的凸模固定方法见图2-45。分别用于落料模、冲孔模、级进模和复合模。,图2-45 固定在凸模固定板中的凸模固定方法,凸模,（3） 凸模的长度 落料模、级进模、复合模的结构形状已标准化，凸模长度应按标准结构选取。如采用非标准结构，应进行计算；例如采用固定卸料板和导料板的冲模，见图246，其凸模长度按下式计算：,（4） 凸模强度与刚度校核 在一般情况下，凸模强度与刚度是足够的，没有必要进行校核。但是，在凸模特别细长，或凸模的断面尺寸很小而冲件材料较

29、厚的情况下，则应进行承压能力和抗纵向弯曲能力的校核。,2.9.2 工作零件,2. 凹模 在冲压过程中，与凸模配合直接对制件进行分离或成型的工作零件叫凹模。 凹模常用的材料有CrWMn、9Mn2V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV等，硬度为HRc6064。 凹模的形式有圆形和矩形两种。圆形凹模大多用于圆形冲件单工序冲裁模或复合模中，矩形凹模可用于各种不同类型的冲件的模具中，尤以级进模用的最多。,凹模,（1）凹模洞口结构形式 凹模洞口形式共有六种，见图2-47（凹模洞口的主要参数见表2-18 ）,a、b、c型为直壁式凹模洞口，其特点是刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变。 d、e、f为斜壁式凹模洞口

30、，其特点是漏料较通畅。,凹模,（2） 凹模轮廓尺寸的确定（见图2-48）,图2-48 凹模外形,凹模一般不进行强度计算，根据经验选用标准尺寸。也可按下列经验公式计算后再选用标准。,凹模,K的数值见表2-19,一般不小于8毫米,对于多工序的级进模凹模可按表2-20选取凹模尺寸，计算后按近似值选取标准模板。 凹模一般都采用螺钉、销定位和固定的，因此，螺钉孔和销孔之间的距离，螺钉孔和销孔距凹模边缘及刃口的距刃不能太近，否则会影响模具寿命。孔距的最小值可参见表221。,2.9.2 工作零件,3 .凸凹模 复合模中同时具有凸模和凹模作用的工作零件叫凸凹模。凸凹模常用的材料同凹模。在复合模中，凸凹模的内外

31、缘均为刃口。由于内外缘之间的壁厚是决定于冲裁件的孔边距，所以，当冲裁件的孔边距较小时，必须考虑凸凹模强度，尤其是倒装复合模，当孔边距太小时，凹模洞口梗塞的废料容易把洞口涨裂。凸凹模的最小壁厚根据经验见表2-22。,2.9.2 工作零件,4. 凸、凹模的镶拼结构 （1） 对于多工序的高精度、高效率、高寿命的三高级进模，为了使凸、凹模刃口损坏时能即时更换，一般采用全拼块式凹模结构，如图2-49。 （2） 对于形状复杂或洞口强度太差的凸、凹模，可采用局部镶块。如图2-50。 （3） 对于大型凸、凹模，往往给锻造机械加工及热处理带来很大的困难，而且当发生局部损坏时，会造成整个凸、凹模报废，因此，常采用

32、镶拼结构，如图2-51。,2.9 冲裁模主要零、部件的设计与选用,2.9.3 定位零件 确定条料或毛坯在冲模中正确位置的零件叫定位零件。 1. 送料方向的控制 为了使条料能沿正确的方向送进，一般都把条料紧靠导料板或导料销的一侧导向送进，以免送偏。用导料销导料时一般都用二个。,（1） 导料板 对条料或卷料的侧边进行导向，以保证其正确的送进方向的板件叫导料板。 导料板常用材料为Q235，大量生产时，可用45号钢进行调质处理，HRC2832或T8A，HRC5660。导料板的结构形式如右图。,2.9.3 定位零件,导料板一般用于落料模和级进模中，在小型模具中，导料板一般做成一长一短，在长导料板下面装着

33、一个承料板，把条料放在承料板上靠着长导料板向前送进，以提高送料效率。 长导料板宽度：,短导料板宽度：,导板料的厚度取决于材料厚度、挡料方式和卸料方法。 用固定卸料板卸料时，导料板厚度按表2-23选取。,弹压卸料板用导料板的厚度，不管采用固定挡料销还是侧刃定距，都按固定卸料板用导料板厚度侧刃一栏选取 。,送料方向的控制,（2） 导料销 对条料或卷料的单侧边或双侧边进行导向，以保证其正确的送进方向的销件叫导料销。 导料销常用45号钢制造，HRC4348。但在高精度、高效率、高寿命的三高级进模中用的活动导料销一般用T8A、CrWMn。HRC5660。 导料销常用于复合模，也用于落料模和级进模中。导料

34、销分固定导料销和活动导料销。固定导料销用于正装复合模和落料模及级进模中，活动导料销用于倒装复合模和高精度、高效率、高寿命的三高级进模。 复合模设计中，导料销结构和尺寸与挡料销完全一样，所以，固定导料销可选用国标GB2866.1181固定挡料销。活动导料销可选用国标GB2866.5881活动挡料销。 固定挡料销见图253，活动挡料销见图254。用于三高级进模上的导料销见图255。,2.9.3 定位零件,2. 送料进距的控制 条料在送进过程中，必须控制每次送进的距离，保证每次送进的距离相等。常用的有固定挡料销、活动挡料销、侧刃和导正销。 （1） 挡料销 限定条料或带料送进距离的定位销件叫挡料销。

35、图2-53为国标GB2866.1181固定挡料销，其结构简单，制造方便，广泛用于中小型冲件的挡料定距。缺点是销孔距离凹模刃口太近，削弱了凹模的强度，为此，有时采用钩形挡料销。 图2-54为国标GB2866.5881活动挡料装置。,送料进距的控制,（2） 始用挡料装置,图2-56 始用挡料装置 1始用挡料块 2弹簧 3弹簧芯柱子 4凹模 5导料板,级进模中，在条料开始进给时使用的挡料装置叫始用挡料装置。 图2-56为国标GB2866.181始用挡料装置，始用挡料装置一般用于工位较少挡料销定距的级进模中，以提高材料利用率。,送料进距的控制,（3）侧刃 在级进模中，为了限定条料的送料进距，在条料的侧

36、边冲切一定形状缺口的凸模叫侧刃。 侧刃常用于多工位级进模中控制送料步距。按侧刃断面形状分为矩形侧刃和成形侧刃。矩形侧刃结构简单，制造方便，常用于精度要求不高的冲件送料定距，成形侧刃用于精度要求高的冲件送料定距。按工作端面形状分为平面型和台阶型，平面型侧刃一般用于冲裁薄料，台阶型侧刃一般用于冲裁厚料，在冲裁前台阶先伸入凹模洞口导向，改善侧刃单边受力的工作条件。,侧刃,侧刃断面的关键尺寸是宽度b，b 值一般等于步距，最好标正负偏差。即 b=S0.01，或 b=S0.02 但当侧刃和导正销同时使用时，其宽度为 b=S+(0.050.1) 0.01 或 b=S+(0.050.1)0.02 式中：S送料

37、进距,图257侧刃,送料进距的控制,（4） 侧刃挡板 承受条料对定距侧刃的侧压力，并起挡料作用的板件叫侧刃挡板。 侧刃挡板常用材料为T8A， HRc5660。 由于导料板材料一般用Q235，若要用导料板直接挡住侧刃冲裁的缺口定位，则由于挡料次数多，磨损利害，造成定位不准，所以必须采用热处理的好材料定距。如图2-58国标GB2865.23-81侧刃挡板。,侧刃挡板,A型用于固定卸料板级进模中。 B型用于弹压卸料板级进模中。也可以用于固定卸料板级进模中，但A型不能用于弹压卸料板级进模中。,1、侧刃挡板 2、侧刃 3、导料板 图2-58 侧刃挡板,送料进距的控制,（5） 导正销 冲裁中，先进入预冲的

38、孔中，导正条料（卷料）位置，保证孔与外形的相对位置，消除送料误差的销件。 导正销常用材料有：T8A、T10A、9Mn2V、r12等，HRc5256。 导正销一般用于级进模中起精定位作用，以消除送料导向和送料定距的误差，以保证冲件位置精度。,A型用于导正d=212毫米的孔，结构简单，制造方便。 B型用于导正d=210毫米的孔，在三高级进模中常用B型导正销，以保证定距高精度。 C型用于导正d=412毫米的孔，这种导正销拆装方便。 D型用于导正d=1250毫米的孔。 为了使导正销工作可靠，避免折断，导正销的直径一般应大于2毫米，即孔径小于2毫米的不宜用导正销，可另冲直径大于2毫米的工艺孔进行导正。,

39、导正销,导正销的工作部分由圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。导正部分的直径和高度及公差很重要。,导正销圆柱部分直径偏差按h6-h9制造。导正销圆柱部分高度h按表225选用。 由于导正销常和挡料销配合使用，挡料销的位置必须保证导正过程中有少许活动可能。挡料销与导正销的位置关系如下图。,导正销,按图2-60a方式定距，挡料销与导正销的中心距为： S1=S 按图2-57b方式定距，挡料销与导正销的中心距为： s1=s+,2.9.3 定位零件,3. 定位板和定位销 定位板和定位销是用来对毛坯或半成品定位的零件。 定位板和定位销常用材料有45号钢和T8A。 定位板用45号钢时，常进行调质处理，HR

40、c2832。 定位销用45号钢时，HRc4348。用T8A时HRc5256。 定位板和定位销的定位方式有两种：外形定位和内孔定位。如图261。 定位板和定位销的高度可按表2-26选取。,图261定位板和定位销的定位方法,2.9.4 卸料装置,从广义来讲，卸料装置包括: 卸料装置 推件装置 顶件装置 1. 卸料装置 （1） 落料模和级进模的卸料装置 落料模和级进模常用的卸料装置有弹压卸料装置（图2-63a）和固定卸料装置（图2-62a），目的是从凸模上卸下条料或卷料。弹压卸料装置一般装在上模，用于冲裁薄料及精度要求高的冲件，固定卸料装置一般装在下模，卸料力大，卸料可靠，一般用于冲裁厚料和冲裁力较

41、大的冲件。当采用大间隙冲裁时，卸料力小，厚料亦可采用弹压卸料装置。由于弹压卸料装置工作情况看得见，所以，应尽可能采用弹压卸料装置。,2.9.4 卸料装置,图2-62 固定卸料装置,图2-63 弹压卸料装置 1弹压卸料板 2橡胶 3弹压螺钉,卸料装置,（2） 冲孔模的卸料装置 在冲孔模中，常用的卸料装置有弹压卸料装置（图2-63c）和固定卸料装置（图2-62b）。但冲孔模中的卸料装置是从凸模上卸下冲件。 （3） 复合模中的卸料装置 复合模中的卸料装置只有弹压卸料装置，目的是从凸凹模上卸下条料或卷料，（图2-63b、d），倒装复合模卸料装置装在下模，顺装复合模卸料装置装在上模。 卸料装置中常用的弹

42、压卸料板和固定卸料板一般用Q235或45号钢制造。,2.9.4 卸料装置,2. 推件装置 （1） 推件装置 顺装复合模中的推件装置（图2-64a）主要是从冲孔凹模中推出冲孔废料，由打杆、推板、推件杆组成。而倒装复合模的推件装置（图2-64b）是从落料凹模和冲孔凸模上推下冲件，由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。为使推力均匀，连接推杆布置必须均匀、长短一致。 （2） 推件杆和推件块 推件杆和推件块常用材料有： 45号钢 HRc4348 T8A、T10A、CrWMn HRc5660 推件杆和凸凹模配合间隙按表2-28选取。,2.9.4 卸料装置,1推件杆 2推板 3打杆 1推件块 2连接推杆 3推

43、板3打杆 图2-64 推件装置,推件块与落料凹模及冲孔凸模的配合，当推件块以内孔导向时，其型孔与凸模配合（H9h6）间隙大小按表2-27选取。外型与凹模配合（H7h12）间隙大小按表2-28选取。 当推件块以外形导向时，其型孔与凸模的配合（H7h12）间隙大小应按2-28选取，外形与凹模配合（H9h6）间隙大小应按表2-27选取。,推件装置,（3） 连接推杆 连接推杆是连接推板与推件块，传递推力的杆件，一般24根，长度必须一致。连接推杆常用45号钢 HRc4348。 （4） 推板 推板是在打杆与连接推杆间传递力的板件。推板常用45号钢 HRc4348。推板的结构形式已标准化，见国标GB2867

44、.4-81（图2-65）。在倒装复合模中，为了保证冲孔凸模的支承刚度和强度，推板的平面形状和尺寸只要能覆盖到连接推杆，保证本身有足够的强度和刚度，不必设计得太大，以便安装推板的孔不至太大。 a型常用于顺装复合模零件孔较多的情况，这时必须用凸缘模柄或旋入式模柄。 尺寸较小的b、c、d型常用于压入式模柄，保证在模柄中开槽时并不影响模柄刚度和强度。,2.9.4 卸料装置,3. 顶件装置 顶件装置是弹性的，是从复合模中的落料凹模和冲孔凸模上顶出冲件，见图2-67，一般由顶件块、顶杆和装在下模的弹顶器组成。 弹顶器一般是通用的，其弹性元件是橡胶或弹簧。 顶件装置和推件装置的作用相同，所以顶件块的材料和尺

45、寸参数同推件块，顶杆的材料和尺寸参数同连接推杆。,图2-67 顶件装置 1弹顶器 2顶杆 3顶件块,2.9.5 模架及零件,1. 模架 上、下模座、导柱、导套的组合体叫模架，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在模架上面，并承受冲压过程中全部载荷。 模架按导向结构形式分滑动导向模架和滚动导向模架。 模架有四种基本形式，见图2-69，即后侧导柱模架、中间导柱模架、对角导柱模架和四角导柱模架。,模架,（1） 后侧导柱模架 送料方便，可以纵向、横向送料。但冲压时的偏心距加之压力机导向又不精确。一般只用于精度不高的小型模具中。 （2） 中间导柱模架 两个导柱左右对称分布，受力均衡，滑动平衡，导向

46、准确可靠。 一般用于单工序模或复合模中，或工位较少的级进模中。 （3） 对角导柱模架 两个导柱对称分布在下模座的对角线上，除具有中间导柱模架的优点外，而且纵向和横向都能送料，使用方便，对角导柱模架的横向尺寸大于纵向尺寸，所以常用于横向送料多工位级进模中，也用于纵向送料单工序模和复合模。 （4） 四角导柱模架 四角导柱滑动导向模架一般用于大型模具，四角导柱大多采用滚动导向，模座的厚度是普通模具的1.5倍以上。所以导向精度好，强度和刚度高，稳定性好，一般用于高精度，高效率，高寿命的三高级进模中，及精冲模和精密模具中。,2.9.5 模架及零件,2. 导向装置 B型导柱是以前最常用的导柱，它由滑动部分

47、和固定部分组成，装配方便，目前单件生产仍用这种导柱。B型导柱大批量生产不便，A型导柱适合大批量生产，C型导柱一般用于滚动模架中。 滑动导向使用B型导套。C型导套用于滚动导向模架。 级精度滑动导向模架导柱和导套配合的精度为H6/h5。 级精度滑动导向模架导柱和导套配合的精度为H7/h6。 A型导柱和下模座的配合为R7/h6和R7/h5。 B型导柱和下模座的配合为H7/r6。 导柱和导套装成模具后必须满足图2-72参数的要求。,图2-72,2.9.5 模架及零件,滚珠导向是一种无间隙导向，精度高，寿命长。滚珠导向装置及钢球保持器如图2-73所示。滚珠在导柱和导套之间应保证导套内径与导柱在工作时有0

48、.010.02的过盈量。 滚珠导向用于精密冲裁模、硬质合金冲模及高精度、高效率、高寿命的三高模具中。,2.9.5 模架及零件,3. 上、下模座 上模座用来固定上模部分的零件，并通过模柄把上模固定在压力机滑块上，同时又起传递并承受冲裁力的作用。下模座用来固定下模部分的零件，用螺栓和压板固定在压力机工作台上，并起着承受和分散冲裁力到工作台上的作用。 上、下模座常用HT200、HT250铸造成型,也可用Q235、45号钢制造。,2.9.6 其他固定零件,1. 凸模固定板 固定凸模的板叫凸模固定板,作用是将凸模连接固定在正确位置上, 有圆形和矩形两种。 固定板与凸模的配合一般为过渡配合(H7/m6)或(H7/n6),当卸料板起导向作用时，应采用间隙配合。在三高级进模中采用0.003到0.005的间隙配合。 凸模固定板常用Q235或45钢制造。 2. 垫板 作用是直接承受和分散凸模传递的压力，降低模座的单位压力，防止模座在与凸模接触的平面上压出凹坑。 垫板常用45号钢制造，HR