Transcript 冲裁力
工作任务一
汽车闪光器支架落料模的设计与制造
工作任务一
汽车闪光器支架落料模的设计与制造
• 工序1 研究分析客户产品图纸、产品制造材料、产量、质量、交
货期等要求，分析冲压件的工艺性。
• 工序2
确定冲裁工艺方案
• 工序3
确定模具总体结构方案
• 工序4
排样
• 工序5
冲裁力计算
• 工序6
冲床的选用
• 工序7
设计模具
• 7.1
凸、 凹模设计
• 7.2
落料件制造公差确定
• 7.3
凹模外形尺寸确定
• 7.4 模具其他零件设计
• 工序8 模具主要零件的加工
• 工序9 凸模与凹模的加工工艺
• 工序10 闪光器支架无导柱落料模装配
• 工序11
装模调试
工序1 研究分析客户产品图纸、产品制造材料、
产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺
性。
1.1 分析
支架是闪光器产品借以安装在汽车上使用的固定支撑件，图
1—2反映支架结构与闪光器外壳的装配关系。它的材料是冷
扎钣料，厚度1.5毫米。
1、结构与尺寸方面分析：闪光器支架零件结构简单，形状不
复杂，无悬臂，无凹槽。有三个孔，孔至边缘间最小距离
3mm＞1.5t。由以上分析可知该零件适宜于冲裁加工。
2、精度方面分析：零件尺寸公差除φ6及φ2.6接近于IT12，其
余尺寸为自由公差，公差等级均不高于IT11,从表可知，利用
普通冲裁方式可以达到零件图样尺寸精度要求。
3、材料方面分析：零件材料用Q235钢板，具有较好的冲裁
加工性能。
1．2 知识链接：
冲裁件的工艺性分析理论依据
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适用性，即
冲裁加工的难易程度。
一、冲裁件的结构与尺寸
①冲裁件的形状应力求简单、规则，有利于材料的合理利用，
以便节约材料，减少工序数目，提高模具寿命，降低冲件成
本。
②冲裁件的内、外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，
以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩
刃和过快磨损。冲裁件的最小圆角半径可参照表1—1
表1—1 冲裁件的最小圆角半径/mm,t为料厚
冲件种类
最 小 园 角 半 径
黄铜、铝
合金钢
软钢
备
注
落料
交角≥90°
交角< 90°
0．18t
0．35t
0．35t
0．70t
0．25t
0．50t
≥0．25
≥0．50
冲孔
交角≥90°
交角< 90°
0．20t
0．40t
0．45t
0．90t
0．30t
0．60t
≥0．30
≥0．60
③尽量避免冲裁件上过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命
和冲裁件质量。
图1—3所示，一般情况下，悬臂和凹槽的宽度B≥1．5 t(t为料厚，当料厚
t<l mm时，按t=1 mm计算)；当冲件材料为黄铜、铝、软钢时，B≥1．2t；
当冲件材料为高碳钢时，B≥2t。悬臂和凹槽的深度L≤5B。
图1—3 冲裁件的悬臂与凹槽
④冲孔时，因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小。冲孔的最小尺寸取
决于材料性能、凸模强度和模具结构等。用无导向凸模和带护套凸模所
能冲制的孔的最小尺寸可分别参考表1—2、表1—3。
冲件材料
钢 b > 700 MPa
钢 b = 400—700 MPa
钢 b = 700 MPa
黄铜、铜
铝、锌
圆形孔
(直径d)
方形孔
(孔宽b)
矩形孔(孔
宽b)
长圆形孔
(孔宽b)
1．5t
1．3t
1．0t
0．9t
0．8t
1．35t
1．2t
0．9t
0．8t
0．7t
1．2t
1．0t
0．8t
0．7t
0．6t
1．1t
0．9t
0．7t
0．6t
0．5t
表1—2
表1---3
冲件材料
圆形孔(直径d)
矩形孔(孔宽b)
硬钢
软钢及黄铜
铝、锌
0．5t
0．35t
0．3t
0．4t
0．3t
0．28t
⑤冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质
量的制约，其值不应过小，一般要求c≥(1～1．5)t，c′≥(1．5～2)t，如图
1—4(a)所示。
在弯曲件或拉深件上冲孔时，为避免冲孔时凸模受水平推力而折断，孔
边与直壁之间应保持一定的距离，一般要求L≥R+0．5 t，如图1—4(b)所
示。
（b）
（a）
图1—4
冲件上的孔距及孔边距
二、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，一般落料件公差
等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级。
②冲裁件的断面粗糙度及毛刺高度与材料塑性、材料厚
度、冲裁间隙、刃口锋利程度、冲模结构及凸、凹模工
作部分表面粗糙度等因素有关。用普通冲裁方式冲裁厚
度为2 mm以下的金属板料时，其断面粗糙度只Ra一般可
达12．5～3．2μm，
三、冲裁件的材料要求
冲裁件所用的材料，不仅要满足其产品使用性能的技术要求，还应满
足冲裁工艺对材料的基本要求。此外，材料的品种与厚度还应尽量采
用国家标准，同时尽可能采取“廉价代贵重，薄料代厚料，黑色代有
色”等措施，以降低冲裁件的成本。
工作总结
当冲裁件的结构、尺寸、精度、断面粗糙度等要求与冲
裁工艺性发生矛盾时，应与产品设计人员协商研究，并
作必要、合理的修改，力求做到既满足使用要求，又便
于冲裁加工，以达到良好的技术经济效果。
工序2
确定冲裁工艺方案
从零件的形状及要求看，可有几种模具生产方案。
第一方案：先落料，后冲三孔 ，再弯曲成型
第二方案：用落料冲孔复合模落料，然后弯曲成型
第三方案:用连续模落料，再弯曲成型
工序3 确定模具总体结构方案
• 从零件图知，落料件为一矩形，外形筒单，精
度要求不高，且质量轻，尺寸偏小，批量也小，
为降低成本，可用无导柱落料模进行落料。
• 无导柱模，冲裁导向依靠冲床滑块导向，由于
冲床滑块上下运动靠燕尾槽导向，相当精确，
均在0.02毫米以内，而精度要求不高冲裁件，
冲裁单边间隙大多在0.06以上，故很安全。
工序4 排样
•
•
•
•
•
•
4.1 坯料的展开长度计算
由图所示弯曲件零件图可知： t 1.5mm r 2mm ，
所以：r / t 2 /1.5 1.3 0.5 ； L l l (r xt )
x
1
2
180
；
由 r / t 1.3
查表2-6可取得 x 0.34
。
3.14 90
(2 0.34 1.5)
则弯曲件展开长度 Lx =(40.5 2 1.5) (18 2 1.5)
•
= 55.4mm
• 从而得到支架落料件尺寸如上图所示。
180
支架落料模排样如下:
纵向搭边3毫米，横向搭边3毫米，条料宽度计算得61.4毫米,零件
展开长55.4毫米,
材料利用率计算
•
•
•
•
•
冲裁件面积：12 55.4=6648
条料宽为61.4
推料步距 15
一个料距材料利用率
η=ｎＦ／ｂｈ=1 6648／61.4 15=0.72
4.2 知识链接 如何排样？
排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。
一、材料的合理利用
1．材料利用率
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比称为
材料利用率，它是衡量材料合理利用的一项重要经济
指标。
一个进距内的材料利用率为η=A／Bs×100％
2．提高材料利用率的措施
冲裁所产生的废料分为两类(见图1—6)：一类是工艺废料，是由于冲
件之间和冲件与条料边缘之间存在余料(即搭边)，以及料头、料尾和
边余料而产生的废料；另一类是结构废料，是由冲件结构形状特点所
产生的废料，
(1)采用合理的排样方法
同一形状和尺寸的冲裁件，排样
方法不同，材料的利用率也会不
同。如图1—7所示，在同一圆形
冲件的四种排样方法中，图(a)采
用单排方法，材料利用率为71％；
图(b)采用平行双排方法，材料利
用率为72％；图(c)采用交叉三排
方法，材料利用率为80％；图(d)
采用交叉双排方法，材料利用率
为77％。因而，从提高材料利用
率角度出发，图（c）的方法最
好。
(2)选用合适的板料规格和合理的裁板方法
(3)利用结构废料冲小零件
（4）在使用条件许可的情况下，当取
得产品零件设计单位同意后，也可通过
适当改变零件的结构形状来提高材料的
利用率。
二、排样方法
1．有废料排样
如图1—10(a)所示，沿冲件的全部外形冲裁，冲
件与冲件之间、冲件与条料边缘之间都留有搭
边(a、a1)。有废料排样时，冲件尺寸完全由冲
模保证，因此冲件质量好，模具寿命高，但材
料利用率低，常用于冲裁形状较复杂、尺寸精
度要求较高的冲件。
2．少废料排样
只在冲件之间或冲件与条料边缘之间留有
搭边。材料利用率较高，冲模结构简单，
一般用于形状较规则、某些尺寸精度要求
不高的冲件。
3．无废料排样
沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭
边废料。可用于形状规则对称、尺寸精度不高
或贵重金属材料的冲件。
实际排样总结
• 在实际确定排样时，通常可先根据冲件的形状和尺寸
列出几种可能的排样方案(形状复杂的冲件可以用纸片
剪成3—5个样件，再用样件摆出各种不同的排样方案)，
然后再综合考虑冲件的精度、批量、经济性、模具结
构与寿命、生产率、操作与安全、原材料供应等各方
面因素，最后决定出最合理的排样方法。
• 决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料
消耗和最高劳动生产率条件下得到符合技术要求的零
件，同时要考虑方便生产操作，使冲模结构简单、寿
命长，并适应车间生产条件和原材料供应等情况。
4.3 知识链接
如何确定搭边与条料宽度？
1．搭边确定：一般由表中经验数据确定。搭边定下后，条料宽度就可以定。
当采用导料板导向的模具结构时，导料板间距 如何确定？
根据模具结构分三种情况确定：
(1)用导料板导向且有侧压装置时
(2)用导料板导向且无侧压装置时
(3)用侧刃定距时
(1)用导料板导向且有侧压装置时条料是在侧压装置
作用下紧靠导料板的一侧送进的，故按下列公式计算
条料宽度 B=(D+2a)
导料板间距离 Bo = B + Z = D+ 2a + Z
式中 D——条料宽度方向冲件的最大尺寸；
a——侧搭边值，可参考表1—8；
△——条料宽度的单向(负向)偏差，见表1—9；
Z——导料板与最宽条料之间的间隙，其值见表1-10。
材料厚度t
约1
1～5
无 侧 压 装 置
有侧压装置
条 料 宽 度 B
条料宽度B
100以下
100——200
200——
300
100以
下
100以上
0．5
0．5
0．5
1
1
1
5
5
8
8
表1—10 导料板与条料之间的最小间隙Z／mm
(2)用导料板导向且无侧压装置时
无侧压装置时，应考虑在送料过程中因条料在导料板之间摆动而使侧
面搭边值减小的情况，为了补偿侧面搭边的减小，条料
宽度应增加一个条料可能的摆动量(其值为条料与导料板之间的间隙z)，
故按下列公式计算
条料宽度 B=(D+ 2a + Z )
导料板间距离 Bo = B + Z = D+ 2a + 2Z
(3)用侧刃定距时
当条料用侧刃定距时，条料宽度必须增加侧刃切去的
部分，故按下列公式计算
条料宽度 B=(D+ 2a + nb1 )
导料板间距离 Bˊ= B + Z = D+ 2a + nb1 + Z
B1′= D+ 2a + y
式中 D——条料宽度方向冲件的最大尺寸；
a——侧搭边值；
b1——侧刃冲切的料边宽度，见表1—10；
n——侧刃数；
Z——冲切前的条料与导料板间的间隙，见表1—9；
y——冲切后的条料与导料板间的间隙，见表1—10。
ｂ1
材料厚度t
金属材料
非金属材料
ｙ
约1．5
>1．5～2．5
>2．5～3
1～1．5
2．0
2．5
1．5～2
3
4
0．10
0．15
0．20
4.4 知识链接
如何绘制排样图？
排样图是排样设计最终的表达形式，通常应绘制在冲压工艺规程的相应卡片上和
冲裁模总装图的右上角。排样图的内容应反映出排样方法、冲件的冲裁方式、用
侧刃定距时侧刃的形状与位置、材料利用率等。
①排样图上应标注条料宽度B、条料长度L、板料厚度t、端距l、进距s、冲件间
搭边al和侧搭边a值、侧刃定距时侧刃的位置及截面尺寸等，如图1—12所示。
②用剖切线表示出冲裁工位上的工序件形
状(也即凸模或凹模的截面形状)，以便能
从排样图上看出是单工序冲裁[见图1—
12(a)]还是复合冲裁[见图1—12(b)]或级进
冲裁[见图1—12(c)]。
③采用斜排时，应注明倾斜角度的大小。
必要时，还可用双点划线画出送料时定位元
件的位置。对有纤维方向要求的排样图，应
用箭头表示条料的纹向。
图1—12 排样图画法
（a） 单工序冲裁；(b)复合冲裁；(c)级进冲裁
工序五
冲裁力计算
5.1 支架落料冲裁力计算
冲裁力计算公式； Ｆ＝Ｌｔσｂ ＝134.8 × 1.5 × 300＝60660 ［Ｎ］≈6.0吨
Ｆ——冲裁力
Ｌ——冲裁周长
ｔ——材料厚度
σｂ——抗拉强度，
在这里，冲裁周长Ｌ计得134.8 ，ｔ为1.5，σｂ取300，
推件力：
Ｆ推＝ｎＫ推Ｆ
ｎ——卡在凹模刃口内的工件数
冲裁刃口厚取六毫米，则冲一次要往下推四件，即ｎ＝4， Ｋ推查表
得0.05
Ｆ推＝4×0.05×6.0＝1.2吨
总冲裁力Ｆ总＝Ｆ＋Ｆ推＝6.0＋1.2＝7.2吨
5.2 知识链接
如何计算冲压力与压力中心？
• 一、冲压力的计算
• 在冲裁过程中，冲压力是指冲裁力、卸
料力、推件力和顶件力的总称。
• 冲压力是选择压力机、设计冲裁模和校
核模具强度的重要依据。
• 影响冲裁力的主要因素是材料的力学性能、厚度、冲
件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度
等。综合考虑上述影响因素，平刃口模具的冲裁力可
按下式计算
•
F=KLt b
• 式中 F——冲裁力，N；
•
L——冲件周边长度，mm；
•
t——材料厚度，mm；
• b——材料抗剪强度，MPa；
•
K——考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力
学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取
K=1.3
。
•
对于同一种材料，其抗拉强度与抗剪强度的关系为
σb≈1.3 b ，故冲裁力也可按下式计算
•
F=L t σ b
2．卸料力、推件力与顶件力的计算
Fx=KxF
FT=nKTF
FD=KDF
式中 Kx、KT、KD——分别为卸料力系数、推件
力系数和顶件力系数，其值见表1—12；
F——冲裁力，N；
n——同时卡在凹模孔内的冲件(或废料)数，
n=h／t(h为凹模孔口
的直刃壁高度，t为材料厚度)。
冲 件 材 料
Kx
KT
KD
纯铜、黄铜
铝、铝合金
0．02～0．06
0．025～0．08
0．03～0．09
0．03～0．07
0．03～0．09
0．03～0．07
0．065～0．075
0．045～0．055
0．04～0．05
0．03～0．04
0．02～0．03
0．1
0．063
0．055
0．045
0．025
0．14
0．08
0．06
0．05
0．03
钢
(料厚 t／mm)
约0．1
> 0．1～0．5
> 0．5～2．5
> 2．5～6．5
> 6．5
二、压力机公称压力的确定
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力
的1．1～1．3倍，即
P≥(1．1～1．3)F∑
式中 P—— 压力机的公称压力；
F∑——冲裁时的总冲压力。
冲裁时，总冲压力为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推
件力或顶件力之和。模具
结构不同，总冲压力所包含的力的成分有所不同，具体可分以下
情况计算。
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲模时
F∑ = F﹢ Fx + FT
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲模时
F∑ = F﹢ FX + FD
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲模时
F∑ = F﹢ FT
1．采用阶梯凸模冲裁
三、降低冲裁力的方法
2．采用斜刃口冲裁
3．采用加热冲裁
•
•
•
•
•
1．采用阶梯凸模冲裁
在多凸模的冲模中，将凸模设计成不同长度，
使工作端面呈阶梯形布置。这样，各凸模冲裁力
的最大值不同时出现，从而达到
降低总冲裁力的目的。
•
一般将小直径凸模做短一些。此外，各层凸模的
布置要尽量对称，使模具受力平衡
•
阶梯凸模间的高度差H与板料厚度有关，可按如
下关系确定。
料厚t < 3 mm时 H = t
料厚t > 3 mm时 H=0．5 t
阶梯凸模冲裁的冲裁力，一般只按产生最大冲
裁力的那一层阶梯进行计算。
•
•
•
四、压力中心的计算
• 冲压力合力的作用点称为压力中心。
• 为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须
使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对
于带模柄的中小型冲模就是要使其压力中心与
模柄轴心线重合。
• 设计冲模时，应正确计算出冲裁时的压力中心，
并使压力中心与模柄轴心线重合，若因冲件的
形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中
心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力
中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投影面积
的范围。
• 1．单凸模冲裁时的压力中心
• 对于形状简单或对称的冲件，其压力中心即位
于冲件轮廓图形的几何中心。冲裁直线段时，
其压力中心位于直线段的中点。冲裁圆弧段时，
其压力中心的位置按下式计算
• X。= R
180 sin a
a
b
=R
l
•
对于形状复杂的冲件，可先将组成图形的轮廓线划分为若干简单的
直线段及圆弧段，分别计算其冲裁力，这些即为分力，由各分力之
和算出合力。然后任意选定直角坐标轴XY，并算出各线段的压力中
心至X轴和y轴的距离。最后根据 “合力对某轴之矩等于各分力对同
轴力矩之和”的力学原理，即可求出压力中心坐标。
设图形轮廓各线段(包括直线
段和圆弧段)的冲裁力为F1、
F2、F3、…、Fn，各线段压
力中心至坐标轴的距离分别为
x1、x2、x3、…、xn 和y1、
y2、y3、…、yn，则压力中心
坐标计算公式为
由于线段的冲裁力与线段的长度成正比，所以可以用各线段的长度Ll、
L2、L3、…、Ln代替公式中各线段的冲裁力F1、F2、F3、…、Fn，故
压力中心坐标的计算公式又可表示为
2．多凸模冲裁时的压力中心
•
•
•
•
多凸模冲裁时压力中心的计算原理
与单凸模冲裁时的计算原理基本相
同，其具体计算步骤如下 (见图1—18)。
①选定坐标轴XY。
•
•
•
②按前述单凸模冲裁时压力中心计
算方法计算出各单一图形的压力中
心到坐标轴的距离x1、x2、x3、…、xn
和y1、y2、y3、…、yn。
•
③计算各单一图形轮廓的周长L1、L2、
L3、…、Ln。
④将计算数据分别代人以上式即可求
得压力中心坐标(x。、y。)。
•
工序六
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
冲床的选用
选冲床，不能按总冲裁力就近选，另外考虑材料不均
匀性，冲床使用的安全性，应选比总冲裁力大一倍右
右的冲裁吨位的冲床，冲床长期在接近标称吨位值下
工作，极易损坏，更应往一倍标称值以上选。
前面计算得支架落料的 总冲裁力Ｆ总＝Ｆ＋Ｆ推＝6.0
＋1.2＝7.2吨，在此，选15吨左右的冲床。查冲床型号
规格表，选可倾开式常用冲床，如ＪＢ——16。
其相关参数如下：
公称压:160ＫＮ
最大闭合高度:220
闭合高度调节量:60
模柄孔:Φ30
6.2 知识链接 如何选择冲压设备？
• 冲压设备的选择，包括选择冲压设备的类型和规格两
项内容。
• 一、冲压设备类型的选择
• ①对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件等，主要选用
开式机械压力机。
• ②对于大中型冲压件，多选用闭式机械压力机，包括
一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或
三动拉深压力机等。
• ③在小批量生产中，多采用液压机或摩擦压力机。
• ④在大批量生产或形状复杂件的大量生产中，应尽量
选用高速压力机或多工位自动压 力机。
二、冲压设备规格的选择
(1)公称压力的选择
• 实际生产中，为了简便起见，压力机的公称压力可按
•
•
•
•
•
•
如下经验公式确定。
对于施力行程较小的冲压工序(如冲裁、浅弯曲、浅
拉深等)
P≥(1．1～1．3)F∑
对于施力行程较大的冲压工序(如深弯曲、深拉深等)
P≥(1．6--2．0)F∑
式中 P——压力机的公称压力，kN；
F∑——冲压工艺总力，kN。
• (2)滑块行程 滑块行程是指滑块从上止点至下止点之
• 间的距离，用“S”表示。对曲柄压力机，滑块行程等
于
• 曲柄半径的2倍。确定滑块行程时，应保证坯料能顺利
• 地放人模具和冲压件能顺利地从模具中取出。例如，
• 对于拉深工序，压力机滑块行程应大于拉深件高度的2
• 倍，即S≥2h(h为拉深件高度)。
• (3)行程次数 行程次数是指压力机滑块每分钟往复运
• 动的次数。它主要根据生产率要 求、材料允许的变
• 形速度和操作的可能性等来确定。
• (4)工作台面尺寸 压力机工作台面(或垫板平面)的长、
• 宽尺寸一般应大于模具下模 座尺寸，且每边留出
• 60—100 mm，以便于安装固定模具。当冲压件或废料
• 从下模漏料时,工作台孔尺寸必须大于漏料件尺寸。对
• 于有弹顶装置的模具，工作台孔还应大于弹顶器的外
• 形尺寸。
• (5)滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径应与模具模柄直径一
• 致，模柄孔的深度应大于模柄夹持部分长度。
(6)闭合高度 压力机的闭合高度是指滑块处于下止点位置时，
• 滑块底面至工作台面之 间的距离。压力机闭合高度减去垫板厚度
• 的差值，称为压力机的装模高度。没有垫板的压力 机，其装模高
• 度与闭合高度相等。模具的闭合高度是指模具在工作行程终了时
• (即模具处于 闭合状态下)，上模座的上平面至下模座的下平面
• 之间的距离。选择压力机时，必须使模具 的闭合高度介于压力
• 机的最大装模高度与最小装模高度之间，一般应满足
•
(Hmax - H1) --5≥H≥(Hmin – H1)十10
•
式中 Hmax——压力机最大闭合高度，即连杆调至最短(偏心
• 压力机行程调到最小)时压 力机的闭合高度，mm；
•
Hmin——压力机最小闭合高度，即连杆调至最长(偏心压力
• 机行程调到最大)时 压力机的闭合高度，mm；
•
Hl——压力机工作垫板厚度，mm；
•
Hmax - H1——压力机最大装模高度，mm；
•
Hmin - H1——压力机最小装模高度，mm；
•
H——模具的闭合高度，mm。
型
号
J23—
63
J23—
10
J23—
16
J23—
25
JC2335
JG2340
JB23—
63
J23—
80
J23—
10
0
J23—
12
5
公称压力／kN
63
100
160
250
350
400
630
800
1000
1250
滑块行程／mm
35
45
55
65
80
100
100
130
130
145
滑块行程次数／(次／
min)
170
145
120
55
50
80
40
45
38
38
最大闭合高度／mm
150
180
220
270
280
300
400
380
480
480
闭合高度调节量／mm
35
35
45
55
60
80
80
90
100
110
滑块中心线至床身距离
／mm
110
130
160
200
205
220
310
290
380
380
立柱距离／mm
150
180
220
270
300
300
420
380
530
530
工作台尺寸／
mm
前后
200
240
300
370
380
420
570
540
710
710
左右
310
370
450
560
610
630
860
800
1080
1080
工作台孔尺寸／
mm
前后
110
130
160
200
200
150
310
230
380
340
左右
160
200
240
290
290
300
450
360
560
500
直径
140
170
210
260
260
200
400
280
500
450
厚度
30
35
40
50
60
80
80
100
100
100
垫板尺寸／mm
直径
150
200
250
模柄孔尺寸／
mm
直径
30
30
40
40
50
50
50
60
60
60
深度
55
55
60
60
70
70
70
80
75
80
滑块底面尺寸／
mm
前后
190
230
360
350
360
左右
210
300
400
370
430
20°
30°
25°
30°
30°
床身最大可倾角
45°
35°
35°
30°
25°
工序七
设计模具
• 国内模具设计书籍很多，模高设计各不相同，但大多
是计算确定，查表确定，或是按比例确定。
• 从经验总结出一条规律：从选定的具体冲床入手，展
开整套模设计，模具整体高度要求在选定的具体冲床
的允许范围内。整体模高设计，如何入手？先从凹模
设计入手。凹模刃口与外型确定之后，即可基本确定
整套模具设计值。
冲裁变形过程[双击画面动画开始]
大致分为三个阶段;
1;弹性变形阶段,
2;塑性变形阶段
3;断裂分离阶段
具体过程请看动画演示.
冲裁变形的各个阶段
Ⅰ为弹性变形阶段 Ⅱ为塑性变形阶段 Ⅲ～Ⅳ为断裂阶段 Ⅴ为分离
阶段
不同冲裁间隙下剪切断面
冲裁件尺寸计算原则
• 由上面冲裁动画可知,冲出的落料件断面
呈梯形,它的外形尺寸以最大外形作计算,
因而落料件尺寸为断面梯形最大端即底
部尺寸.
•
而对于冲出的孔或孔类尺寸,同样断面
呈梯形孔壁,而孔径尺寸则以最小孔径作
为该孔尺寸.
•
参看下图标注说明
冲裁件尺寸计算用图
落料凸模
孔径尺寸
板材条料
落料凹模
落料件外形尺寸
生产过程冲裁间隙的控制
• 从上图可知,冲裁间隙不同,得的冲裁件质量不同,从经验
上,冲裁件断面光亮带约占料厚三分之一,所得冲裁件质
量最好,基本没毛刺,相当于上图Ⅲ类断面,这样的间隙是
最好的,因而,生产中,从光亮带有无,光亮带厚度,光亮带
四周均匀性,判断凸模与凹模间隙的大小,作出判断与相
应调整.
•
例如装模试冲时,冲裁件一边光亮带占料厚二分之
一,而对边光亮带占料厚六分之一,则可判断出凸模与凹
模间隙不均匀,这边宽了,另一边窄了,应进行调整.而不
必到生产现场的冲模去具体测量.而那样做十分危险,一
般不允许.
•
冲模使用有磨损,当生产的冲裁件己没光亮带,又有
毛刺,知必定凸模凹模间隙太大了,需要修模了.
冲裁件基本质量要求
• 在没有注明具体要求的冲裁件,其基本要求是;
• 1;尺寸精度;必须符合图纸要求,在规定尺寸公差
范围.
• 2;断面状况;无毛刺,或虽有薄毛刺但可用滚筒等
通用手段去除
• 3;形状误差;基本平整,不影响使用.
• 任何冲裁件有具体要求,必须符合符合具体要求,
才能算合格.给予验收.
冲裁生产中质量控制
•
•
•
•
•
•
冲裁件的质量控制
为何要涉及生产中质量控制?因生产中模具运行,情况多变易变,作为模具制作者,
或模具设计者,或技术管理者,必须懂得生产中如何控制质量.
主要从尺寸及断面状况两方面入手.新模投入冲裁,从首冲裁件尺寸及断面状分
析判断合格否,凡光亮带约占断面三分之一,即为间隙良好,四周光亮带宽度大致相
等,此模凸模处于凹模中间,间隙均匀,一般毛刺没有或极小,应给予继续冲裁生产,若
四周光亮带宽大小不等,差别较大,应给予调整间隙再予冲裁,若没光亮带,一般会有
较大毛毛刺,应修模达合格后再予冲.生产中是不允许折下模作检查的,也不许在装
好模状况下对刃口测量的,危险大,只有对冲出件检查作模具状况作判断
.旧模投入冲裁,主要从断面状况分析判断可否仍然继续冲裁.因旧模巳使用多时,一
般尺寸被使用认可,冲裁磨损后冲裁件会变化,达一定程度会不合格.尺寸检查集中
检磨损部位.断面分析主要针对间隙均匀性及刃口锋利程度,凡毛刺大即修磨刃口,
控制的重点在装模调试阶段,合格的模调试不好,仍冲出不合格件,因而现场控
制十分重要,生产上成功做法为首检,巡检,入库检.人员则自检,互检,专职检.冲压件
不合格不能回用,造成极大浪费,每个企业十分注重.
生产件形状,尺寸多变易变,根源大多在设计与制造这关.如定位不可靠,松动,引
起定位移动,有的结构设计不科学,工人操作困难,甚至危险性大等等.这都要在生产
中考验,经得起生产八小时考验,一般才算过关,生产实践表明,设计或制作不过关的
模,很难经八小时连续冲裁而不变化.
冲裁件尺寸与凸模凹模关系用图
落料凸模
孔径尺寸
板材条料
落料凹模
落料件外形尺寸
凸模,凹模的合理间隙确定
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
各种板材在冲裁时,要求的凸模,凹模间隙值是不同的,各行业都有一套经验值.凸模,
凹模间隙值不合理时,冲出零件毛剌大,零件不合格.因而从设计到制作模具,必须十
分注重.
经验公式为; Z=mt
T—材料厚度
M—系数,与材料种类及厚度有关
t小于3时;
软钢,纯铁 m=0.06～0.09
铜,铝合金
m=0.06～0.10
硬钢
m0.08～0.12
t大于3时
软钢,纯铁 m=0.15～0.19
铜,铝合金 m=0.16～0.21
硬钢
m=0.17～0.25
不同行业,精度要求不同的冲压件,均列出各种类型断面的对应凸模,凹模间隙值,具
体可查有关设计手册.
凸模凹模的加工
• 生产中一般有两种方法;
•
配合加工法;
• 先加工基准尺寸模,待加工完成后测量实际尺寸,按实际
尺寸取最小冲裁间隙值去确定相配的模的尺寸进行加
工,简言即配合制作,若基准模尺寸稍大时,则配作模也尺
寸稍大,基准模尺寸稍小时,则配作模尺寸也稍小,此法优
点,模具加工不易报废,生产中多用.
•
分开加工法
•
凸模凹模分开同时加工,加工后即装配使用.
• 为保证间隙值,必须满足;
•
δ凸+δ凹+Zmin≤Zmax
•
此法仅适用于形状简单件,加工环境较好的情况.
落料凸模凹模刃口尺寸的确定
•
•
•
•
•
•
•
•
•
从下面[冲裁件尺寸与凸模凹模关系]用图可知,
落料时,落料件外形尺寸与凹模刃口尺相同,
因而落料时,落料件尺寸跟凹模,应以凹模刃口尺寸为基准,冲裁间隙值在凸模取,
而凹模刃口尺寸取值,应取零件外形尺寸中间偏小值,因冲裁磨损使刃口尺寸越来越
大,从而使落料件变大,到一定程度会不合格,所以,为使模具使用寿命增长,刃口尺寸
起步宜偏小,考虑制造误差,宜取尺寸范围中间偏小值为上策.生产中可直接选取,也
可按如下经验公式顾取;
D凹=[D-xΔ]+δ凹
D凸=[D凹-Zmin]-δ凸
冲孔时,孔径尺寸与凸模同,因而应以凸模为基准取尺寸,冲裁间隙在凹模取.而凸
模在冲裁中不断磨损变小,从而冲出孔不断变小,达一定程度则不合格.因而凸模起
步尺寸宜取尺寸范围中间偏大值,以求模具寿命增长.所以宜取尺寸范围中间偏大值
为上策.生产中可直接选取,也可按如下经验公式取;
d凸=[d+xΔ]-δ凸
d凹=[d凸+Zmin]+δ凹
按公式计时系数x取值如下表
公式系数x取值表
凹模,凸模刃口快速确定法
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
从上图可知,落料件外形尺与凹模刃口一致,而冲孔件孔径与凸模刃口一致,.生产中根据这一原则就可快速定凹模刃口与凸模刃口,无
须公式计算,
方法如下;
先确定是落料件还是冲孔?
落料时,外形尺寸跟凹模,因而零件尺寸允许变动范围也就是凹模刃口允许变动范围,而凹模刃口多次冲裁磨损后会变大,因而可直接从
零件外形尺寸范围值的中间偏小值直接选取,无须通过什么公式计算.
例如某零件外形尺寸30-0.6, 则对应凹模刃口尺寸取29.6～29.5,当然,也可29.6～29.7.因零件尺寸范围29.4～30.0, 中间值
29,7, 中间偏小值当在29,7～29.5范围.可直接选取,不必计算.
有人会问;按公式计又该得什么值?可以肯定,也大致是这个值,x系数取值范围也大致0.5左右波动.
凹模刃口一定下来,相应凸模刃口只须和凹模保持合理间隙即可,同样无须公式计.而合理间隙可查表,也可[料厚×0.1]计取.如
料厚2,则双面间隙可0.2.
因而凹模20.6. 凸模配作,约20.4,
同理,冲孔时,孔径跟凸模,孔径尺寸范围即凸模刃口尺寸范围,因而冲孔时,凸模刃口直接取孔径范围中间偏大值,因凸模刃口冲裁中
会磨损变小,起步尺寸宜中间偏大值,磨损一定程度仍可冲出合格孔.同样无须公式计算.
如孔D20+0.8,其尺寸范围20.0～20.8, 中间值20.4, 中间偏大值20.5,也可20.6,也可20.7.凸模尺寸可直接取20.7. 若用公式计,也大约
这些值.
同理,相应凹模与凸模保持合理间隙可,也无须公式计,间隙可查表,也可[料厚×0.1],如料厚1.5, 侧合理间隙0.15 . [双面间隙值]
即凸模20.7 凹模配作,约20.85.
若有人担心不好计制造公差值,快速不了.其实制造误差也同样快.
模具制造,一般精度都控制在0.01～0.06范围.
在一般普通机床加工环境;
小尺寸,直接取0.01～0.02
中等尺寸,直接取0.02～0.04
大尺寸.直接取0.04～0.06
在精密机床加工环境,如数控加工中心机床加工.
可直接取0.01～0.04
因这些机床加工精度可达0.005～0.001.
同样,注意按基孔制,基轴制定偏差.即可.
快速法的实用性
• 工厂里,许多因素在制约人们的工作,往往
在生产现场需确定模的刃口尺寸,没机会
经查表或计算再定,此时快速法会起决定
作用,口算就出数据,竞争力充分显示出来.
• 快速法控制整个计算思路和原理,那些尺
寸计算错误否,口算一下就可审核是否离
谱.起到快速验算作用.
零件定位参考方案
无导柱落料模结构图
模柄
止动销
上底板
垫板
凸模固定板
定位销
凹模
下底板
凸模
下模固定卸料板
条料
无导柱落料模冲裁动画
冲裁时各零件受力分析图
工序五;
冲裁力计算
冲裁力计算公式； Ｆ＝Ｌｔσｂ ＝134.8×1.5×300＝60660 ［Ｎ］≈6.0吨
Ｆ——冲裁力
Ｌ——冲裁周长
ｔ——材料厚度
σｂ——抗拉强度，
在这里，冲裁周长Ｌ计得134.8 ｔ为1.5 σｂ取300，
推件力：
Ｆ推＝ｎＫ推Ｆ
ｎ——卡在凹模刃口内的工件数
冲裁刃口厚取六毫米，则冲一次要往下推四件，即ｎ＝4， Ｋ推查表得0.05
Ｆ推＝4×0.05×6.0＝1.2吨
总冲裁力Ｆ总＝Ｆ＋Ｆ推＝6.0＋1.2＝7.2吨
工序六;
选冲床
一般生产厂，不可能什么型号的冲床都有，什么吨位冲床都有，大都是小吨位，中吨位，大吨位各有几台，我们选
冲床，应考虑到吨位值是冲床滑块在下止点位置时的值，冲压剪裁料开始瞬时，冲床滑块末到达下止点。如冲1.5料，
开始冲裁时滑块距下止点超过1.5，因而此时的冲裁力远远达不到标称吨位值，所以选冲床，不能按总冲裁力就近选，
再考虑材料不均匀性，冲床使用的安全性，应选比总冲裁力大一倍右右的冲裁吨位的冲床，冲床长期在接近标称吨
位值下工作，极易损坏，更应往一倍标称值以上选。
在此，我们选可倾开式常用冲床，如ＪＢ——16
公称压力160ＫＮ
最大闭合高度 220
闭合高度调节量 60
模柄孔 Φ30
因冲床耐用，一些厂的冲床是七十年代前后的产品，仍在使用，技术参数各厂都有出入，没列入部颁标准，万一在
这样环境工作，如何选冲床呢？
吨位标称值应选16吨左右或以上，最大闭合高度没说明书查找，应现场测量冲床决定其值，
方法如下；
把冲床滑块调至下止点，把调节螺杆调到杆最短处，此时滑块底面距工作台面距离即最大闭合高度，量取此值Ｈ最
大。
再把调节螺杆调节到杆最长处，此时滑块底面距工作台面距离即最小闭合高度，量取此值Ｈ最小。
设计模具总高Ｈ总应在这两值之间。即Ｈ最大≥Ｈ总≥Ｈ最小
工序七;
设计模具
落料模有若干结构型式，主要零件随结构不同也有不同形状和尺寸，如何入手设计？
因人而异，风格各有不同。但不外乎在保证零件质量和数量前堤下，因地制宜，追求
简单易做，低成本，以利市场竞争。我们这里，从经验总结出一条规律：从选定的具
体冲床入手，展开整套模设计，模具整体高度要求在选定具体冲床的允许范围内。由
于所选定冲床随企业环境而变化不定，如理论计算需十六吨冲床，但企业仅有二十五
吨冲床，显然，二十五吨冲床装模闭合高度与十六吨不同，因而设汁模具整体高度随
选定冲床不同而不同，选十六吨冲床，按十六吨冲床闭合模高设计模具整体高度，而
选二十五吨冲床，则按二十五吨冲床闭合模高设计整套模高度，即整套模高设计，有
适应性浮动，而不是按某计算值确定。国内模具设计书籍很多，模高设计各不相同，
但大多是计算确定，查表确定，或是按比例确定，我们这里，叫适应性确定，或叫凑
合确定，以作区别。介绍这样方法，有利干学生适应不同企业环境。
整体模高设计，如何入手？先从凹模设计入手。凹模刃口与外型确定之后，即可基本
确定整套模具设计值
冲裁模始用间隙表
冲裁间隙的理论及分析
冲裁件尺寸精度和表面粗糙度要
求
冲裁件外形与内孔尺寸公差表
工序八;
凹模设计
1.1：凹模刃口尺寸确定：
有几点原则须注意；
ａ；落料件是由凸模刃口与凹模刃口冲裁剪切而成，一般冲裁，剪切断面是梯形，细
分断面，最上一层是毛刺，往下一层是断裂带，再往下一层是剪切带，最底层是圆角
带，由于断面是梯形，外形尺寸算到外形最大处，即梯形底部处，而不能算到梯形小
端处，即梯形顶部处，
ｂ而冲裁中，落料件外形最大处，与凹模孔相等，落料件外形小端处，与凸模相等，
最大处与最小处尺寸差，即基本等于凸模凹模间隙值，所以，落料件外形尺寸，与凹
模相等，即落料跟凹模
ｃ 由于凹模在冲裁中，每冲一件，就摩擦凹模刃口一次，在上千次以上冲裁中，就摩
擦千次以上，因而刃口要磨损，凹模刃口磨损后越来越大，从而使落料件外形越来越
大，为使凹模在相当长时冲裁磨损后，仍能冲出合格落料件，其刃口尺寸初始值应取
较小值，一般以尺寸范围中间偏小值为好。
ｄ刃口尺寸制造公差， 一般都要比落料件公差值小很多，才能保证落料件精度，才能
保证冲裁间隙在合理范围。一些书提出模具制造精度比工件精度高3至4级，有的书则
主张模具制造精度为ＩＴ6到ＩＴ7，也有些书主张取工件公差的1／4，他们的主张都
有道理，都可行，但我们认为仅是一种广泛的祖略措施，针对性不强，当今模具制造，
凹模刃口型式
模具精度与冲裁件精度关系
2 ;
落料件制造公差确定；
尺寸12.0，按ＩＴ13级取公差，为0.27 尺寸55.4 ；按ＩＴ13级取公差， 为0.46
即12。0＿0.27
55.4＿0.46
分别代入公式计算凹模刃口尺寸；
公式： Ｄ凹＝，（Ｄ－ｘΔ）＋δ
12凹＝（12－0.5×0.27）＋0.02 ＝11.87＋0.02 （按中等加工精度环境，制造误差直接
取0.02值，而不取Δ／4＝0.27／4＝0.069）
55.4凹＝（55.4－0.5×0.46）＋0.02 ＝55.17＋0.02 （制造误差取0.02的理由同上）
冲裁件孔中心距的公差
冲裁件断面表面糙糙度与毛刺高
度表
3 ;
凹模外形尺寸确定
凹模厚度：
有各种确定方法，不外乎经验公式法，经验法，对比法，等等，这里介绍一种经验公式
Ｈ＝Ｋｂ
小凹模
ｃ＝1.5～2.0）Ｈ
大凹模
ｃ＝（2～3）Ｈ
式中
ｂ——凹模孔的最大宽度
Ｋ——因数，查表确定，约在0.1～0.6范围
Ｈ——凹模厚度，实际应用时，由于综合因素影响，具体情况不同，具体分析确定，中小型凹换，计箕值小于
15时取15，而中型凹模计算值大于50时，也只取50，使用时均用用平板垫平，加以支撑。
ｃ——剪切轮廓线到凹模外形最近边缘的尺寸
初步计算
Ｈ＝Ｋｂ＝0.28×55.4＝15.5 由于太薄不便于使用，取30
ｃ＝（1.5～2.0）Ｈ＝45～60 取50
于是凹模外形尺寸为：
30×157×112
工序九;
模具其他零件设计
总原则是：厚度方面，满足强度要求，同时凑合总模高在所选冲床装模闭合高度范围。
4.1;
各模板厚度设计：
前边从冲裁力计算值考虑选定冲床为Ｊ23——16，其最大闭合高度为220。最大装模高度180,连
杆调节长度45,模柄孔尺寸Φ40,深60,漏料孔210.工作台300×450,因而此模总高应在此范围。
从装模难易考虑，应设计在180～190为宜。
上下底极，从强度考虑，应25以上，初选上底极25，下底板30，
，一些书主张底板厚为凹模厚度的1.0～1.5倍，而上底板可比下底板薄5～10，这都是总结经验结果，
由于模具布满销孔螺孔，很难通过准确计算确定厚度值。
凸模垫板初选10
凸模高70
凸换固定板30
下模固定卸料板15
这样，总模高：25＋10＋70＋15＋30＋30＝180
符合装模高度要求。
各模板长宽尺寸
4.2
下底坂；
应比冲床工作台漏料孔大，每边应有40～50供支承的面，Ｊ23——16漏料孔210,左右，（准确值可到
冲床量取），且每边有25～30左右支撑位置，在这，以漏料孔外形每边加25左右，取260×280，即
下模底板为30×260×280
上模底板：
由于本模决定用无导柱非标准简易模，所以上模底板不装导套，就按凹模外形即可，即：
25×157×112
上模垫板，长与宽参照凹模外形，即：
10×157×112
上模凸模固定板
长与宽参考凹模外形，即
30×157×112
下模固定卸料板：
长与宽参考凹模外形，即
15×157×112
落料模结构及
工作过程[双击画面动画开始]
闪光器支架落料模装配结构图
模柄
止动销
上底板
垫板
凸模固定板
定位销
凹模
下底板
凸模
下模固定卸料板
条料
工序十;
闪光器支架落料模主要零件的加工工艺
1; 凸模加工工艺
材料 Cr12
计算体积,＿圆棒落料＿锻打成长方体.每面留3mm加工余量＿退火＿刨加工六面,留1mm加工余
量,＿铣加工,每面留0.3加工余量,＿热处理,HRC56～62＿磨加工六面到尺寸要求,
2; 凹模加工工艺
材料 Cr12
计算体积＿圆棒落料＿锻打成六面体毛坯,每面有3mm加工余量＿退火＿刨加工＿留1mm加工
余量＿铣加工,每面留0.3加工余量,＿磨加工六面,到尺寸,＿钳工划线,与底板配钻孔,配销孔,与卸料板
配钻孔,配销孔,开螺纹,所有线割外的加工均加工完毕,即试装配完毕,钻线切割加工孔,＿热处理
HRC58～62＿线切割＿钳工修磨,待最后装配.
3; 固定卸料板加工工艺
材料;A3板
A3板划粉线＿氧割出板料＿刨加工六面,留1mm加工余量,＿磨加工到尺寸＿钳工划线,＿铣加工导
料槽＿钻线割孔,线割凸模过孔＿与凹模配钻销孔,螺纹孔＿钳工修整,待最后装配.
工序十一
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闪光器支架落料模的
装配
由于无导柱,可上模与下模分别装配
上模装配; 先把凸模固定板与垫板,上底板用夹板夹紧,钻螺纹底孔,一般常
规,螺纹分布于板的四,便于夹紧,同时扩光身孔,沉头孔,,然后折夹板,开螺
纹,上螺栓重新紧固,上紧螺栓之后,开钻销孔,留0.2,铰孔到尺寸,折开螺栓,
装入凸模,重上螺纹,打入销.完成上模装配.
下模装配;
先对好凹模漏料孔与下底板漏料孔,后夹板夹紧,从底板方向开钻螺纹底孔,
扩光身孔,沉头孔,
折夹板,开凹模螺纹,.用螺栓上紧凹模,开钻销底孔,铰孔,打入销钉.
钻定位销孔于凹模上,
上脱料板;夹板夹紧脱料板于凹模上,对齐孔位,从脱料板往下开钻螺纹底
孔于凹模上,扩光身孔.沉头孔.折开夹板,开螺纹,用螺栓把脱料板上紧.
以上模具组装完成后,折开,把凸模,凹模送热处理,热处理后凹模线割修磨
再最后组装,凸模直接组装.
必须说明,凸模凹模及固定板,卸料板,底板相关协同加工的孔.大多是通过
装配加工完成的,这样才能保证同轴度.
闪光器支架无导柱落料模的冲床
安装
• 先把冲床曲轴调到最低位,把冲床调整螺杆调整到最短,
即滑块上升到最高点,把上模柄夹到滑块上,夹紧,
•
调整滑块高度,放入下模,把凸模插入下模凹模孔内
2mm左右,调整前后左右间隙均匀.然后用压板压紧下模
• 用手扳动惯性轮,运转空冲一次,没问题即可试冲
• 用与料厚相似纸皮试冲几次,没问题即可试冲,
• 将事先裁好条料放入下模固定卸料极内,试冲两片,拿出
冲裁件,测量尺寸是否合格,观察周边断面状况,光亮带是
否周边基本一致,若周边不一致,证明凸模与凹模间隙不
均匀,应在凸模插入凹模情况下稍松开下模夹板,拷打下
模调整间隙,直到均匀.再夹紧下模夹板,试冲一两件,得
周边光亮带均匀后,再检各处夹紧否.清理现场,送检侍冲.
工作任务二
冲孔模设计
工序一;
原理分析
; 冲孔模原理与落料模同，但使用的是孔，尺寸要求是对孔的要求，对模具的磨损情况与落料模不
同。对于冲孔凸模，直径磨损后越耒越小，因为冲出孔径跟凸模，从而使孔径跟着越耒越小，为使
模具在冲孔多次后仍能冲出合格孔，必须使凸模直径取孔的上限值，而相配的冲孔凹模直径与其保
持合理间隙。之所以保持合理间隙，是使孔径表面质量合格，无毛刺，若间隙不合理，孔同边会产
生严重毛刺，尽管孔尺寸合格，此孔由于毛刺过大而不合格。
同样须注意几个问题，
ａ 冲裁件孔径计算；
冲裁件孔径表面近似锥形，孔径应以最小端直径算，这样才符合工件使用要求。
ｂ 冲裁件孔径表面最小端尺寸与凸模等，凸模磨损后变小，孔也跟看变小，因而凸模在新模状态尺
寸应参考孔径上限尺寸，而凸模制造有误差，设计凸模尺寸不能取孔的最大极限尺寸，只能取接近
孔最大极限尺寸的偏小一点的值，偏小多少？看加工环境而定，精密机床加工，偏小数值小一些，
一般机床，偏小数值多一些。一般控制在孔径尺寸变动范围的中间偏大值为宜。
ｃ 冲小孔凸模要有保护装置，冲厚板料要对凸模强度进行校核
小孔凸模常用结构
凸模护套结构
大凸模固定
凸模抗弯能力校核
有导向凸模不发生失稳弯曲的最
大长度
中小凸模固定方法
凸模粘结固定与快换凸模
工序二
冲孔模工艺分析
可有几种选择；
每个孔分别冲
三个孔一起冲出
由于支架孔要与外壳孔相配合，有配合要求，因而孔径，孔之间位置要求准确，考虑
这些因素，不宜分别冲孔，这会造成位置不准确，宜一起冲出三个孔。
图八
冲孔模结构草图 {弹压卸料板型式）
冲孔凸模三
冲孔凸模二
卸料柄螺栓
冲孔凸模一
导套
工件
定位板
导柱
模柄
止动销
上模底板
垫板
凸模固定板
橡胶
卸料板
冲孔凹模
下模底板
复合
冲孔模
工序三
冲孔模 冲压力计算
Ｆ＝Ｌｔσｂ
Ｌ ＝ 2π Ｒ 1 ＋ 2π Ｒ 2 ＋ 2π Ｒ 3 ＝ 2×3.14×2.8 ＋ 2×3.14×3 ＋ 2×3.14×1.3 ＝ 17.584 ＋
18.84
＋8.164＝44.59
ｔ＝1.5
σｂ＝300
Ｆ＝44.59×1.5×300＝20065.5Ｎ≈2 吨
推件力
Ｆ推＝ｎＫ推Ｆ
此处ｎ取4件 Ｋ查表得Ｋ推＝0.05
Ｆ推＝4×0.05×2＝0.4吨
工序四
确定冲孔模压力中心
按展开图 ，孔关于X轴对称
座标X3
设孔Φ5.6中心座标X1 孔Φ2.6中心座标X2 孔Φ6.0中心
以孔Φ5.6中心为座标原点建ＸＯＹ座标 则
Ｘ1＝0
Ｘ2＝16
Ｘ3＝55.4－6.5－6＝42.9
2π×1.3＝8.164
Ｌ3＝2π×3＝18.84
Ｌ1＝π×5.6＝17.584
Ｘｃ＝（Ｌ1×Ｘ1＋Ｌ2×Ｘ2＋Ｌ3×Ｘ3）／Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3
＝（0＋8.164×16＋18.84×42.9）／17.584＋8.164＋18.84
＝（130.624＋808.236）／44.59
＝938.86／44.59
＝21.06
Ｌ2＝
工序五
凸模，
凹模刃口尺寸
查表得间隙值 Ｚｍｌｎ＝0.15 Ｚｍａｘ＝0.19
Ｚｍａｘ－Ｚｍｉｎ＝0.19－0.15＝0.04
凸模与凹模均为圆形，按一般加工环境，均能保证加工误差δ在0.02范围内。符合Ｚｍａｘ－Ｚｍｉｎ≥凸模加工误
差δ凸＋凹模加工误差δ凹 的分开加工的原则，因而可采用凸模，凹模分开加工的方法。
凸模刃口尺寸
ｄ凸＝（ｄ＋ｘΔ）＿δ凸
查表 得 Φ5.5孔 ｘ＝0.75
Φ2.6孔 ｘ＝0.75
Φ6.0孔 ｘ＝0.75
所以
Φ5.5凸＝（5.5＋0.75×0.1）＿0.02＝5.58＿0.02
Φ2.6凸＝（2.6＋0.75×0.1）＿0.02＝2.68＿0.02
Φ6.0凸＝（6.0＋0.75×0.1）＿0.02＝6.08＿0.02
凹模刃口尺寸
ｄ凹＝（ｄ凸＋Ｚｍｉｎ）＋δ凹
Φ5.5凹＝（5.58＋0.15）＋0.02
＝5.73＋0.02
Φ2.6凹＝（2.68＋0.15）＋0.02
＝2.83＋0.02
Φ6.0凹＝（6.08＋0.15）＋0.02
工序六 凸模结构设计
6.1
冲孔凸模压应力校核
ｄｍａｘ≥4ｔτ／【σ压】＝4×1.5×300／1400＝1.29
这里【σ压】是凸模材料许用压应力，【MＰａ】，其值取决于材料种类及
热处理方法及模具结构，资料介绍，一般工具钢淬火硬度58——62ＨＲＣ时，
取值1000——1600ＭＰａ ， 当有特殊导向时，可取2000——3000ＭＰａ
最小凸模直径2.6＞1.29
故满足强度要求。
6.2
冲孔凸模 抗弯强度校核；
凸模直径若全部长度取Φ2.6，无导向情况下，其最大自由长度允许值：
Ｌｍａｘ≤95ｄ2／ F ＝95×2.6×2.6／
F
这里Ｆ为Φ2.6凸模刃口承受冲裁力 Ｆ＝3.14×2.6×1.5×300＝3673.8Ｎ
F ＝60.61
Ｌｍａｘ≤95×2.6×2.6／60.61＝10.60 ｍｍ
凸模直径2.6时，无导向情况下，允许最大自由长10.6，显然，若整段均直径Φ2.6，总长允许小于10.6，满足不了模
具尺寸要求 ，要用导向装置加强抗弯能力，有导向情况下，Φ2.6的凸模最大自由长为：
Ｌｍａｘ＝270ｄｄ／ F ＝270×2.6×2.6／60.61＝30.11
从结构需要，仍感不足。
在生产实践中，这样情况非常多，
一般生产实践中，小孔凸模，均做成根部粗壮，仅刃口一小段设计为刃口直径，以解决抗弯强度不足的问题。
若根部做成Φ6，侧：
无导向情况：
Ｌｍａｘ≤95ｄｄ／
满足结构需要
F ＝95×6×6／60.61＝56.43
同理，校核Φ5.6凸模
抗弯强度方面：
无导问情况下，Ｌｍａｘ＝95×5.6×5.6／
F ＝ 3.14 5.6 1.5 300＝
F
7912.8 ＝88.95
故 Ｌｍａｘ＝95×5.6×5.6／88.95＝33.49
同样不满足要求，需加粗根部，设取Φ8 则：
Ｌｍａｘ＝95×8×8／88.95＝68.35
满足要求。
校核Φ6.0凸模
无导向
Ｌｍａｘ＝95×6×6／ F
F ＝3.14×6×1.5×300＝ 8478 ＝92.08
故Ｌｍａｘ＝95×6×6／92.08＝37
不满足使用
取根部Φ8
Ｌｍａｘ＝95×8×8／92.08＝66.03
满足要求
工序七
凹模外形尺寸确定；
Ｈ＝Ｋｂ
ｃ＝（1.5＿2）Ｈ
ｂ＿凹模孔的最大宽度
Ｋ＿系数，见表
Ｈ＿凹模厚度，其值为15＿20
ｃ＿凹模刃口与外边缘的距离
这里，ｂ＝43
查表 Ｋ＝0.42 Ｈ＝18.06 取25
ｃ＝（1.5＿2）Ｈ＝37.5＿50
取35 左右，
综合考虑，因而凹模为100×60×25
工序八
冲孔模的整体设计
由冲裁力约为2.5吨 ，可选Ｊ23＿6.3冲床 公称压力63ＫＮ 滑块行程35
工作台尺寸为310×200
工作台中心孔径Φ140 模柄孔尺寸Φ30深55
即设计模具总体高度为135＿145为宜
上底板 20
垫板
下底板 初选30厚
10
凸模固定坂 20
橡胶 一 般取工作高度Ｓ的3.5＿4倍
Ｓ＝ｔ＋1＋修磨量＝1.5＋1＋4＝6.5
故椽胶自由高度教22.75＿26 在此取25
卸料板取10
因而上模具总高 20＋10＋20＋30＋10＝90
下模总高 25＋30＝55
总模高 90＋55＝145
凸模高 60
其中自由段长40
其中 ，垫板，凸模固定板，卸料板长宽，可与凹模一致，为：
125×120
闭合高度调节量35
最大闭合高度150
图九
料}
冲孔模装配结构图{有导柱，弹压卸
冲孔凸模三
冲孔凸模二
卸料柄螺栓
冲孔凸模一
导套
工件
定位板
导柱
模柄
止动销
上模底板
垫板
凸模固定板
橡胶
卸料板
冲孔凹模
下模底板
复合冲孔模
工序九 ;
冲孔模主要零件的制造
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凸模制造;
材料; cr12
圆棒d10约400,车加工.
•
每个凸模宜加工二个,其中一个备用,因凸模易折断.,注意刃口不倒角,与固定板配合
尺寸要达到.一次装夹加工完成.不允许偏心.
热处理; HRC58-60.
凹模制造
材料 cr12.
圆棒落料,锻打成方料,坯料每边有3mm加工余量.完全退火.---刨加工六面,留1mm铣
加工----铣加工,留0.3作磨加工.----磨加工到尺寸检查六面垂直度.-----钳工划线,所有
孔位尺寸全划出,打样冲-----钻孔,铰孔.----钻紧固螺栓底孔.开螺纹,注意与底板配作,
保证中心一致.------钻定位板孔,导料销孔.所有加工全完成.-----热处理,HRC60.
其他零件制造;
材料 A3板和A3圆棒
按图加工到尺寸.注意凸模固定板凸模固定用孔一定要与凹模孔配作,其他螺栓用
孔与相关板配作,模柄与上底板孔配作.
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冲孔模弹性元件选用
• 弹性卸料板装置要选用弹性元件,生产中一般冲模,几万
件左右的冲裁,大都选用橡胶制品,因价格便宜得多,一个
橡胶弹压使用,一般可用几万次左右冲压.更换也方便.
•
批量极大的冲裁,及自动级进模,多选用优质弹簧件.
以减少维修次数,但成本造价比橡胶贵几十倍.
•
弹簧选用,要按预压力,活动压缩量,脱料力,等基本参
数进行选用,查阅按弹簧选用资料进行.比较麻烦.
•
橡胶弹性件选用简单多,只须控制压缩量在橡厚度
0.2以内,即能正常工作,装配时稍上紧螺栓即可,因橡胶
弹压力上升较快.对于落料类冲压行程不大的情况,特别
适合.
工序十
冲孔模组装装配
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所有零件制作完成,修整,倒尖角
先把凹模与下底板用螺栓上紧,打入销钉.
把凸模插入固定板,然后三个凸模一起插入凹模,调整间隙,
把上底板,凸模垫板叠放其上,导套插入导柱,,调整垫板前后左右位
置,用夹板夹紧上下模,钻上模固定板紧固螺栓底孔,底板扩孔,底板
沉头孔,
折夹具,取出凸模固定板开完螺纹孔
把上模用螺栓栓紧,开钻销孔,铰孔,打入销钉紧固,
套入上模脱料板[预钻凸模穿孔],夹具夹紧,从上底板入钻活动螺栓
底孔, 扩孔,开沉头孔.
折夹具,开螺纹,
上模再组装,注意套入橡胶,橡胶由于质软易加工,钳工修钻各过孔
即可套上.
上下模套上,导柱导套放润滑油.
工序十一
冲孔模在冲床上安装调试
• 在设计选定的冲床上试模.先把冲床曲轴调至最
低位,接着把调整螺杆调至大约适合高度.上模
柄插入滑块孔,夹紧上模柄,导套插入下模导柱,
夹板夹紧下模,然后继续调整螺杆长短,使凸模
插入凹模约二个料厚即可,锁紧调整螺杆螺母,
手动驱动惯性轮使上模空冲一次,没问题即可试
冲,
• 先用与料厚约等纸片试冲,没问题即可放条料冲
• 冲出件检查尺寸,毛刺,没问题送检即可,有问题
给予解决.