2.4冲裁工艺计算

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1、2021/6/1612.4 冲裁工艺计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计2.4.1 冲裁间隙冲裁间隙Z：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。2021/6/1622.4 冲裁工艺计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计2.4.1 冲裁间隙1.间隙对冲裁件质量的影响2.间隙对冲裁力的影响 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。间隙是影响冲裁件质量的主要因素。2021/6/1632.4 冲裁工艺计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计2.4.1 冲裁间隙（续）3.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命

2、和模具总寿命模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损磨损、变形变形、崩刃崩刃、折断折断和涨裂涨裂。小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值较大的间隙值是十分必要的。2021/6/1642.4 冲裁工艺计算 在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 ZminZmin第二章 冲裁工艺与冲裁模设计3 合理冲裁间隙的确定1.理论法

3、确定法2.经验确定法 Zmin=cttan12tan200ththtZ3.查表法2021/6/1652.4.2 刃口尺寸设计1冲裁件断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计重要性：2凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。一、凸、凹模刃口尺寸计算原则凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。2021/6/1662.4.2 刃口尺寸设计设计落料模先确定凹模刃

4、口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计计算原则：一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）2021/6/167第二章 冲裁工艺与冲裁模设计冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件

5、的精度要求，又要保证有合理的间隙值。工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。2.4.2 刃口尺寸设计计算原则（续）：一、凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）2021/6/1682.4.2 刃口尺寸设计加工方法：1.分开加工第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。2.配合加工 Zmin易保证，无互换性、制造周期长。2021/6/1692.4.2 刃口尺寸设计1按凸模与凹模图样分别加工法（1）落料第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、凸、

6、凹模刃口尺寸的计算方法（续）AxDDA0max0minmax0minTTZxDZDDAT（2）冲孔0minTxddTAAZxdZddTA0minmin0min（3）孔心距=L dL812021/6/16102.4.2 刃口尺寸设计1按凸模与凹模图样分别加工法（续）为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）凸、凹模的制造公差，可按级来选取，也可查表2.4.1选取，但需校核。或取 ATATminmaxZZTminmax4.0ZZAminmax6.0ZZ+ZminZmax，选取必须满足以下条件：2021/6/16112.4.2 刃口尺寸设

7、计2凸模与凹模配作法 配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）特点：AT的条件，并且还可放大基准件的制造公差，minmaxZZ使制造容易。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核2021/6/16122.4.2 刃口尺寸设计2凸模与凹模配作法（续）（1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：磨损后变大，变小还是不变。（2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模

8、尺寸计算公式。磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（续）（3）刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取。对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。2021/6/16132.4.2 刃口尺寸设计 冲制图示零件，材料为Q235钢，料厚t=0.5mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例1解：由图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。外形和180.09由冲孔同时获得。查表2.3.3得，由落料获得，mm062.036mm12.0062mmZmmZ0

9、6.004.0maxmin，则mmmmZZ02.0)04.006.0(minmax2021/6/16142.4.2 刃口尺寸设计由公差表查得：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例1（续）为IT12级，取x=0.75；设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则冲孔：校核：0.008+0.012 0.06-0.040.02=0.02（满足间隙公差条件）mm12.0062mm062.036为IT14级，取x=0.5；0008.00008.00min09.6)12.075.06(TxddTmmmmZddATA012.00012.000min13.6)04.009.6(ATminmaxZZ2021/6/

10、16152.4.2 刃口尺寸设计孔距尺寸：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例1（续）=L=180.12520.09=(180.023)mm校核：0.016+0.025=0.04 0.02（不能满足间隙公差条件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：=0.40.02=0.008mm =0.60.02=0.012mm落料：dLmmmmxDDAA025.00025.000max69.35)62.05.036(mmmmZDDtAT0016.00016.00min65.35)04.069.35(Tminmax4.0ZZAminmax6.0ZZ2021/6/16162.4.2

11、刃口尺寸设计故：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例1（续）mmDA012.0069.35mmDT0008.065.352021/6/16172.4.2 刃口尺寸设计如图2.4.3所示的落料件，其中第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例2d=220.14mm板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。由表2.3.3查得：解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。mma042.080mmb034.040mmc034.035mme012.015mmZmmZ14.010.0maxmin，20

12、21/6/16182.4.2 刃口尺寸设计第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例2（续）落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸 由公差表查得：尺寸80mm，选x=0.5；尺寸15 mm，选x=1；其余尺寸均选x=0.75。mmmma105.0042.0079.79)42.05.080(41凹mmmmb085.0034.0075.39)34.075.040(41凹mmmmc085.0034.0075.34)34.075.035(41凹2021/6/16192.4.2 刃口尺寸设计第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、例2（续）第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸 第二类尺寸：磨损后减小的尺寸

13、mmmmd0070.0028.007.22)28.075.014.022(41凹mmmme015.094.1412.081)12.05.015(凹 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值mmZ10.0min落料凹模、凸模的尺寸如图2.4.4。2021/6/1620落料凸、凹模尺寸 a)落料凹模尺寸 b)落料凸模尺寸 第二章 冲裁工艺与冲裁模设计2021/6/16212.4.3 冲裁工序力的计算冲裁力冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施

14、加的压力。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁力的计算用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：bKLtF注：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；b 材料抗剪强度；K系数。一般取K1.3 2021/6/16222.4.3 冲裁工序力的计算卸料力卸料力：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力：顶件力顶件力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。2021/6/16232.4.3 冲裁工序力的计算卸料力卸料力第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、卸料力、推件力及顶件力的计算推件力推件力顶件

15、力顶件力FKFXXFnKFTTFKFDD 卸料力、推件力、顶件力系数，见表2-16；n同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。DTXKKK、thn 式中 h凹模洞口的直刃壁高度；t板料厚度。式中2021/6/16242.4.3 冲裁工序力的计算压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz第二章 冲裁工艺与冲裁模设计三、压力机公称压力的确定采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：TXZFFFF采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：DXZFFFF采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：TZFFF2021/6/16252.4.3 冲裁工序力的

16、计算1阶梯凸模冲裁第二章 冲裁工艺与冲裁模设计四、降低冲裁力的方法2斜刃冲裁 3加热冲裁（红冲）2021/6/16262.4.4 冲裁压力中心的计算模具的压力中心模具的压力中心：第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲模压力中心的确定 为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合重合。冲压力合力的作用点。2021/6/16272.4.4 冲裁压力中心的计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲模压力中心的确定（续）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。3）冲裁圆弧线段时，其压力中心的

17、位置，按下式计算：bRsRy/sin1802021/6/16282.4.4 冲裁压力中心的计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲模压力中心的确定（续）2确定多凸模模具的压力中心 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。2021/6/16292.4.4 冲裁压力中心的计算第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲模压力中心的确定（续）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。3复杂形状零件模具压力中心的确定 除上述的解析法解析法外，还可以用作图法作图法和悬挂法悬挂法。2021/6/16302.4.5 冲裁的工艺设计冲裁工艺设计包括:冲裁件的

18、工艺性冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定。第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性对冲裁工艺的适应性。冲裁工艺性好冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。2021/6/16312.4.5 冲裁的工艺设计第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析1冲裁件的结构工艺性 （1）冲裁件的形状（2）冲裁件内形及外形的转角2021/6/1632第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析（3）冲裁件上凸出的悬臂和凹槽（4）冲裁件的孔边距与孔间距（5）在弯曲件或拉深件上冲

19、孔时1冲裁件的结构工艺性（续）2021/6/1633第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析1冲裁件的结构工艺性（续）（6）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。用无导向凸模和有导向的凸模所能冲制的最小尺寸，分别见表2.7.2和表2.7.3。2.4.5 冲裁的工艺设计2021/6/1634第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级经济级两类。（1）冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。（2）冲裁件的断面粗糙度与材料塑

20、性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.53.2m。2.4.5 冲裁的工艺设计2021/6/1635第二章 冲裁工艺与冲裁模设计一、冲裁件的工艺性分析3冲裁件尺寸标注 冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合基准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动不变动的面或线上的面或线上。2.4.5 冲裁的工艺设计2021/6/16362.4.5 冲裁的工艺设计1冲裁工序的组合第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、冲裁工艺方案的确定（1）根据生产批量生产批量来确定（2）根据冲裁件尺寸和精度等级尺寸和精度等级来确定（3）根据对冲

21、裁件尺寸形状形状的适应性来确定（4）根据模具制造安装调整安装调整的难易和成本成本的高低来确定（5）根据操作操作是否方便与安全来确定2021/6/16372.4.5 冲裁的工艺设计2、冲裁顺序的安排第二章 冲裁工艺与冲裁模设计二、冲裁工艺方案的确定（1）级进级进冲裁顺序的安排1）先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。2）采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。（2）多工序冲裁件用单工序单工序冲裁时的顺序安排 1）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔后冲小孔。2021/6/1638第二章 冲裁工艺与冲裁模设计 图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kN开式压力机，要求制定冲压工艺方案。2.4.5 冲裁的工艺设计例例2.7.1 若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！