第二章 冲裁工艺及模具设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,冲裁工艺及模具设计,第二章,冲裁工艺及模具设计,1.1 冲裁变形的过程,1.2 冲裁间隙,1.3 凸、凹模刃口尺寸及公差,1.4 冲裁力的计算,1.5 工件的排样与搭边,1.6 冲裁工艺的设计,1.7 冲裁模的结构与设计,1.8 冲裁模设计中应注意的平安问题,冲裁工艺及模具设计,2.1 冲裁变形的过程,2.1.1 冲裁,冲裁是利用冲裁模使板料产生别离的冲压工序。从广义上说，冲裁是别离工序的总称，包括落料、冲孔、切口、修边、剖切等多种工序。冲裁可以直接冲出成品零件，也可以为其它工序制备毛坯。从板料上冲下所需形状的零件或毛坯叫落料，在工件或板料上冲出所需形状的孔冲去的为废料叫冲孔。,冲裁工艺及模具设计,1凸模固定板；2凸模；3卸料板；4板料；5凹模,图2-1 冲裁工作示意图,冲裁工艺及模具设计,冲裁时的工作过程如图2-1。凸模2通过压力机的滑块带动上下往复运动，凹模5固定不动，板料4放置在凹模5面上。当凸模2上下运动时，由于凸凹模刃口的作用，使板料受剪别离，冲下零件或废料从凹模孔漏下；当凸模向上运动时，由于卸料板3的作用，将紧箍在凸模上的材料卸下。凸模和凹模之间存在有一定间隙间隙的选取，将在第二节详细介绍。,冲裁工艺及模具设计,2.1.2 冲裁的变形过程,常用金属板材的冲裁变形过程如图2-2所示，模具间隙正常情况下，大致分为三个阶段。,a)弹性变形阶段； b)塑性变形阶段； c)断裂别离阶段,图2-2 冲裁变形过程,冲裁工艺及模具设计,1弹性变形阶段,凸模接触板料后，开始压缩材料，变形区内产生弹性压缩、拉伸与弯曲等变形。此时凸模微量挤入材料，材料的另一侧也略为挤入凹模刃口，如图2-2(a)。随着凸模的继续压入，变形区的材料到达弹性极限。这时凸模下的材料略有弯曲，而凹模上的材料略有向上翘曲。间隙越大这种现象越明显。,冲裁工艺及模具设计,2塑性变形阶段,当凸模继续压入，压力增加，变形区内的材料进入塑性变形阶段，如图2-2(b)。这时，凸模将局部材料挤入凹模刃口内，材料产生塑剪变形，形成光亮的剪切断面。由于塑性变形的发生，参与变形的材料加工硬化加剧，致使冲裁力增大，当刃口附近的材料由于拉应力的作用而出现裂纹时，冲裁力到达最大值。这时也标志着塑性变形阶段结束。,3断裂别离阶段,凸模再继续下行，塑性变形阶段已经形成的裂纹逐步扩大并向材料内延伸，当材料上下面的裂纹相遇重合时，材料便被剪断别离，如图2-2(c)。,冲裁工艺及模具设计,2.1.3 冲裁件的质量,2.1.3.1 影响冲裁件尺寸精度的因素,(1) 冲裁模的制造精度 冲裁模的制造精度对冲裁件尺寸精度有直接的影响，冲裁模精度越高，冲裁件的精度越高。表2-1为冲模有合理间隙、刃口锋利时，冲模制造精度与制件尺寸的精度关系。,表2-1 冲模制造精度与冲裁件尺寸精度之间的关系,冲裁工艺及模具设计,(2) 工件材料的力学性能 冲裁过程中，材料发生一定的弹性变形，冲裁结束会发生“回弹现象，使工件尺寸与凹模尺寸不相符，假设是冲孔的尺寸与凸模不符，影响了工件尺寸精度。故材料的力学性能决定了该材料在冲裁过程中的弹性变形量。材料越软，弹性变形量越小，回弹也越小，冲裁件的尺寸精度越高。反之，冲裁件尺寸精度越低。,(3) 工件的相对厚度 工件相对厚度对冲裁件尺寸精度也有影响。相对厚度t-材料厚度，D-冲裁件直径越大，弹性变形量越小，冲裁件的尺寸精度越高。,冲裁工艺及模具设计,(4) 冲裁间隙 凸、凹模间隙对冲裁件的精度影响亦较大。落料时，如间隙过大，材料除受剪切外，还伴随有拉伸弹性变形，冲裁后，工件的变形也就越大，同时也影响模具寿命；如果间隙过小，材料除受剪切外，还产生压缩弹性变形，由于“回弹，工件变形亦越大，冲裁间隙过小还会增大冲裁力。,冲裁工艺及模具设计,当冲裁间隙选取过大或过小时，将导致板料上、下两方裂纹不能重合于一线，如图2-3。间隙过小，凸模刃口附近的裂纹比正常间隙时向外错开一段距离。这样上、下两裂纹间的材料随着冲裁过程的进行将被第二次剪切，并在断面上形成第二光亮带，如图2-4a，这时毛刺也增大。间隙过大时，凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向里错开一段距离，材料受到较大拉伸，光亮带小，毛刺、塌角、斜度也都增大，如图2-4(c)。此外，间隙过大或过小时均使冲裁件尺寸与冲模刃口尺寸的偏差增大。,(5)冲裁件的尺寸形状 冲裁件尺寸越小，形状越简单，其制件尺寸精度越高。,冲裁工艺及模具设计,图2-3 间隙对剪切裂纹重合的影响,图2-4 间隙对冲裁断面的影响,冲裁工艺及模具设计,2.1.3.2 冲裁件的断面质量,如果冲模间隙选取合理，冲裁时，板料在上、下刃口处所产生的裂纹就能重合，冲下的工件虽有一定锥度，但比较光滑。,2.1.3.3 冲裁件的毛刺,冲裁件的毛刺凸模或凹模磨损后变钝，其刃口处形成圆角。冲裁时工件的边缘就会出现毛刺，如图2-4(c)，从而影响工件的质量。,冲裁工艺及模具设计,2.2 冲裁间隙,冲裁凸模和凹模工作时的配合间隙，称为冲裁间隙。它对冲裁件的质量、冲裁力和模具寿命等都有很大影响，在长期的研究中发现影响的规律各不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙值，能同时满足冲裁件断面质量最正确、尺寸精度最高、寿命最长、冲裁力最小等各方面要求。在实际生产中，间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个主要因素，它与生产本钱和产品质量密切相关。,冲裁工艺及模具设计,2.2.1 合理间隙,冲裁间隙对冲裁件质量、模具寿命、卸料力等都有很大影响。但影响规律不同，不可能存在一个间隙同时满足工件质量、模具寿命和冲裁力的要求。实际生产中，间隙的选择考虑冲裁断面的质量和模具寿命这两个主要方面，同时考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，而选择一个适宜的间隙范围，只要在这个范围内就可加工出良好的冲裁件。这个范围的最小值称为最小合理间隙，用表示；最大值称为最大合理间隙，用表示。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，因此实际设计与制造模具时常采用最小合理间隙。,冲裁工艺及模具设计,在模具设计时合理间隙的值一般通过查表来确定。一般冲压手册中均可查到，使用时注意各种资料、手册推荐的合理间隙值不尽一致，有的相差较大。这是因为各行业对冲压件的断面质量和尺寸精度要求不同所致。设计时一定要注意零件的用途、技术要求等。表2-2为汽车、拖拉机制造业常用的合理间隙值。,冲裁工艺及模具设计,表2-2 冲裁模合理间隙值,冲裁工艺及模具设计,表2-3 非金属材料冲裁模初始双面间隙,冲裁工艺及模具设计,2.2.2 合理间隙的选择原那么,生产实践证明，冲裁间隙取小值时，冲裁件的断面质量较好。间隙过小会增大冲裁力和退料力，降低模具使用寿命。因此，在选择冲裁间隙时，应综合考虑各方面因素：,(1)当冲裁件断面质量要求不高时，在合理的间隙范围内，应尽量取较大的间隙，从而有利于延长模具寿命，降低冲裁力、推件力、卸料力。,冲裁工艺及模具设计,(2)当冲裁件质量要求高时，在合理间隙范围内，应尽量取较小值，这样尽管模具寿命有所降低，但保证了零件的冲裁质量。,在设计冲模时，一般取Zmin作为初始间隙，主要是考虑模具工作一段时间之后，要进行刃磨。修磨后会使间隙增大，使Zmin向Zmax过渡。所以，为了使模具能在较长时间内冲制出合格的零件，提高模具的利用率，降低生产本钱，一般设计模具时取Zmin作为初始间隙。,冲裁工艺及模具设计,2.3 凸、凹模刃口尺寸及公差,模具刃口尺寸及公差是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及公差来保证。因此，正确确定冲裁模凸模及凹模刃口的尺寸与公差，是冲模设计的重要内容。,2.3.1 冲裁模刃口尺寸计算的原那么,因落料件的尺寸等于凹模尺寸，而冲孔件尺寸等于凸模尺寸，因此，计算模具刃口尺寸时，应按落料和冲孔两种情况分别处理。,冲裁工艺及模具设计,1设计落料模时，由于落料件尺寸等于凹模刃口公称尺寸，故应先确定凹模尺寸，间隙取在凸模上；考虑到冲裁中模具的磨损，凹模尺寸越磨损越大，因此，凹模刃口的根本尺寸应取工件尺寸公差范围的较小尺寸，以保证磨损到一定程度时，仍能冲制出合格的零件；凸凹模之间的间隙取最小合理间隙值，以便保证模具磨损到一定程度时，间隙仍然在合理间隙范围内。,冲裁工艺及模具设计,2设计冲孔模时，因工件孔的尺寸等于凸模刃口公称尺寸，故应先确定凸模尺寸，间隙取在凹模上，考虑冲裁过程中模具的磨损，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的根本尺寸应取工件尺寸公差范围的较大尺寸，以保证凸模磨损到一定程度时，仍可使用；凸、凹模之间的间隙取最小合理间隙值。,冲裁工艺及模具设计,3凸模和凹模的制造公差，主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的精度高23级，如果对刃口精度要求过高，势必增加模具制造本钱和难度，生产周期长；如果对刃口精度要求过低，冲制的零件不合格。其零件精度与模具制造精度的关系如表2-1。如零件仅为名义尺寸，即未标注公差，对非圆形件按国家标准?非配合尺寸的公差数值?IT14处理，而冲模制造公差可按IT11级选取；对于圆形件，一般可按IT6IT7精度制造模具。,冲裁工艺及模具设计,当凸模与凹模分开加工时，其公差应保证有如下关系：,式中 、 分别为凸、凹模制造公差，,mm；,、 ,最大、最小合理间隙值，,mm。,2-1,冲裁工艺及模具设计,2.3.2 冲裁模凸模、凹模刃口尺寸计算,由于凸模和凹模的加工方法不同，设计时计算方法不尽相同，其刃口尺寸计算应分别进行计算。,2.3.2.1 凸模与凹模分开加工,用这种方法加工凸、凹模时，要分别标注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差，一般适用于比较规那么形状的冲裁件，如圆形或矩形冲裁件。,冲裁工艺及模具设计,1冲孔,设工件孔的尺寸为 ,根据冲裁模刃口尺寸计算原那么，冲孔应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上。其计算公式为：,(冲孔凸模刃口尺寸),(冲孔凹模刃口尺寸),2-2,2-3,各局部的公差带，如图2-5(b)。,冲裁工艺及模具设计,2落料,设落料件的尺寸为D-,根据冲裁模刃口尺寸计算原那么，落料应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上。其计算公式如下：,(,落料凹模刃口尺寸,),(,落料,凸,模刃口尺寸,),2-4,2-5,各局部的公差带，如图2-5(a)。,冲裁工艺及模具设计,各局部的公差带，如图2-5(a)。,、 分别为冲孔凸模和凹模尺寸，mm；,、 分别为落料凸模和凹模尺寸，mm；,工件的制造公差，mm；,D、d分别为落料件的根本尺寸和工件孔的根本尺寸，mm；,最小合理间隙双面，mm；,、 分别为凸模和凹模的制造公差，mm。可查表2-5。,磨损系数，与制造精度有关，可从表2-4中选取。,冲裁工艺及模具设计,表2-4 磨损系数,(,a),落料,(,b),冲孔,图2-5 冲孔及落料时各局部公差带分配位置,冲裁工艺及模具设计,表2-5 规那么形状圆形、矩形冲裁模凸、凹模制造公差 mm,冲裁工艺及模具设计,例题：加工一批垫圈，材料为Q235A钢，分别计算落料和冲孔的凸、凹模刃口局部尺寸。垫圈零件尺寸如图2-6所示。,解：落料的凸模、凹模刃口尺寸：,凹模刃口尺寸：,凸模刃口尺寸：,查表2-2、表2-3、表2-4得,图2-6 垫圈,冲裁工艺及模具设计,能满足 的条件。,将已查得的数据代入计算式，即得,冲裁工艺及模具设计,冲孔的凸、凹模刃口尺寸：,凸模刃口尺寸：,凹模刃口尺寸：,查表,2,2,、表,2,3,、表,2,4,得,冲裁工艺及模具设计,能满足 的条件。,将已查得的数据代入计算式，即得,冲裁工艺及模具设计,2.3.2.2 凸模与凹模配合加工,凸模与凹模配合加工一般工厂的做法是：先根据冲裁件尺寸和公差加工凸、凹模中的一件落料时先加工凹模，冲孔时先加工凸模，再以该件为基准件配加工另一件，使他们之间保证图纸规定的合理间隙。这样，在基准件上标注尺寸和制造公差，而配作的另一件上只标注公称尺寸，在技术要求中注明配作，保证双面间隙即可。采用此法，凸、凹模的制造公差不再受限制，一般按经验选取，常取工件公差的四分之一。这种方法的优点是容易保证凸、凹模之间的间隙，同时又可放大模具的制造公差，降低模具制造本钱，因此在许多工厂得到广泛应用。,冲裁工艺及模具设计,随着,CAD/CAE/CAM,技术在模具设计制造中的广泛应用，有实力的模具制造企业，充分运用现代设计手段和制造方法，再复杂的凸、凹模也可分别进行加工，完全可以保证精度要求，生产周期也可大大缩短。,在设计基准件尺寸时，必须对冲裁件的有关尺寸进行具体分析，根据冲裁件结构尺寸的不同类型，区别对待。具体计算方法为：,冲裁工艺及模具设计,(1)落料,图2-7(,a),为冲裁件图，图2-7(,b),为冲制该零件的凹模图。,落料时应以凹模为基准来配作凸模，并按凹模磨损后尺寸变大、变小、不变的规律分三种情形进行计算。,第一种：凹模磨损后变大的尺寸，如图2-7(,b),中 、 、,、 ，这些尺寸按一般落料模尺寸计算公式进行计算。即,2-6,冲裁工艺及模具设计,a)冲裁件图； b凹模,图2-7 落料时的冲裁件与凹模,冲裁工艺及模具设计,第二种：凹模磨损后变小的尺寸，如图2-7(,b),中 、 ，按一般冲孔凸模尺寸计算公式进行计算。即,第三种：凹模磨损后没有变化的尺寸，如图2-7(,b),中 ，可分为三种情形：,当冲裁件尺寸标注为 时：,2-7,2-8,冲裁工艺及模具设计, 冲裁件孔尺寸标注为 时：, 冲裁件孔尺寸标注为 时：,式2-11式2-15各式中，其符号含义如下：,凹模尺寸，mm；,2-14,2-15,冲裁工艺及模具设计,A、B、C相对应的冲裁件根本尺寸，mm；,冲裁件的公差，mm；,冲裁件偏差，对称偏差时 =/4，mm；,凹模制造偏差，mm。当标注形式为 或 时，根据经验 一般取/4。,按上述方法设计制造出凸模，凹模按其尺寸配作，保证最小间隙(在凹模零件图技术要求中注明即可)。,冲裁工艺及模具设计,2.4 冲裁力的计算,冲裁力是指冲裁时，板料对凸模的最大抵抗力。是选用冲压设备和校核模具强度的重要依据。,2.4.1 冲裁力的计算公式,冲裁力的大小主要与材料的力学性能、厚度和工件将要实施冲裁的周边长度有关。采用平刃冲裁时，其冲裁力可按下式计算：,式中,P,冲裁力，,N,；,冲裁工艺及模具设计,k系数，一般取k=1.3；,L冲裁件的冲裁长度，m；,T板料厚度，m；,材料抗剪强度，MPa。见表1-7、表1-8和表1-9；如冲裁件为加热状态，那么选用表2-6。,有时也可用材料的抗拉强度进行计算：,2-17,式中 b为材料的抗拉强度，MPa。见表1-7、表1-8。,冲裁工艺及模具设计,2.4.2 降低冲裁力的措施,冲裁高强度材料或厚料和外形尺寸大的工件时，需要的冲裁力较大。超过了所选设备的公称压力，就必须设法降低冲裁力。,2.4.2.1 加热冲裁,材料在加热状态下剪切强度大大下降，因而可以降低冲裁力。但材料加热后会产生氧化皮，还会产生变形，故此法只适用于厚板或工件外表质量及尺寸精度要求不高的工件。,冲裁工艺及模具设计,表2-6 钢在加热状态的抗剪强度,/MPa,冲裁工艺及模具设计,2.4.2.2 阶梯布置凸模冲裁,在多凸模的冲裁中，将凸模做成不同长度，呈阶梯布置如图2-9，可使各个凸模冲裁力的最大值不同时出现。从而降低了总的冲裁力。凸模间的高度差按材料厚度确定：,t3mm, h=t；t3mm, h=0.5t,采用阶梯布置凸模时,应尽可能对称布置同时应把小凸模做得短一些，大凸模做得长一些，这样可以防止小凸模由于材料流动的侧压力而产生倾斜或折断的现象。,冲裁工艺及模具设计,2.4.2.3 斜刃口冲裁,平刃口冲裁时，整个刃口平面同时接触板料，而斜刃口冲裁时，由于刃口是倾斜的，冲裁时刃口不是同时切入，而是逐步冲切材料，这样相当于减小了冲切断面积。因而能降低冲裁力,采用斜刃口冲裁时，为了获得平整的工件，落料时凸模应做成平刃口，把斜刃做在凹模上，如图2-10(a)、(b)、(c)。冲孔时应把凹模做成平刃口，把斜刃做在凸模上，如图2-10(d)、(e)、f。,冲裁工艺及模具设计,图2-9 斜刃冲模与阶梯凸模,冲裁工艺及模具设计,斜刃冲裁的其他形式,设计斜刃时，应注意使斜刃对称布置，否那么，会产生侧向力使凸模偏斜，损坏刃口。斜刃倾角和斜刃高度H可按表2-7选取。,图2-10 斜刃冲裁的其他形式,冲裁工艺及模具设计,实际设计时可按下式计算：,式中 斜刃冲裁力，,N；,斜刃冲裁系数，见表2-7；,P,平刃冲裁力，,N。,表2-7 斜刃参数,冲裁工艺及模具设计,2.4.3 卸料力、推件力和顶件力,冲裁结束后，由于材料的弹性变形及摩擦的存在，将使带孔局部的板料紧箍在凸模上，而冲落局部的材料紧卡在凹模里。为了继续下一步的冲裁工作，必须将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模里的材料推出，所以，从凸模上卸下紧箍着的板料这个过程叫卸料，所需的力叫卸料力，用 表示；顺着冲裁方向将卡在凹模内孔的板料推出叫推件，所需力叫推件力，用 表示；将卡在凹模中的板料逆着冲裁方向顶出时叫顶件，所需力叫顶件力，用 表示。,冲裁工艺及模具设计,卸料力、推件力和顶件力是从压力机、卸料装置或顶料器获得的，在计算设备吨位或设计冲裁模的卸料装置及顶件装置时，都需要对其卸料力、推件力和顶件力一一进行计算。,图2-11 卸料力、推件力和顶件力,冲裁工艺及模具设计,推件力 2-18,顶件力 2-19,卸料力 2-20,式中 n同时卡在凹模中的零件数；,P冲裁力，N；,K1、K2、K3推件力、顶件力、卸料力系数，见表2-8。,冲裁工艺及模具设计,表2-8 推件力、顶件力、卸料力系数,冲裁工艺及模具设计,在选择压力机吨位时，总的冲裁力计算，不能将,几个力简单相加，而要根据所设计模具的具体结构和采用的卸料与出件方式决定，计算总冲裁力时区别对待。,采用弹性卸料和上出件方式时，总冲裁力为：,采用弹性卸料和下出件方式时，总冲裁力为：,采用刚性卸料和下出件方式时，总冲裁力为：,冲裁工艺及模具设计,2.5 工件的排样与搭边,2.5.1 排样,冲裁件在板料或调料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样，排样的目的在于减少材料的消耗，降低零件本钱，提高生产率，延长模具寿命。,2.5.1.1 材料的利用率,对冲裁件来说，一般材料占零件总本钱60%以上，可见材料利用率是一个重要的经济指标。所谓材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，是具体衡量排样合理性的指标。,冲裁工艺及模具设计,(1)冲裁单个零件时，可用以下公式计算：,2-21,式中 材料利用率；,冲裁件的实际面积，mm2；,F冲裁该工件所需板料面积，mm2；,冲裁工艺及模具设计,(2) 采用条料冲裁多个零件的材料利用率，可按下式计算：,式中 材料利用率；,单只冲裁件的实际面积，mm2；,n该条料上所能冲制出的冲裁件个数；,L条料带料或板料的长度,mm；,B条料带料或板料的宽度,mm。,值越大，说明废料越少，材料利用率越高。,冲裁工艺及模具设计,常见的排样方式,(1)有废料排样 如图2-12(a)所示，沿工件外形冲裁，工件周边都留有搭边，可利用搭边补偿误差，因而能保证冲裁件的精度和质量，冲裁模的寿命也较高，缺点是材料利用率低，零件本钱高。,(2)少废料排样 如图2-12(b)所示，沿工件局部外形冲裁，仅在局部留有搭边和余料。,冲裁工艺及模具设计,a),有废料排样；,b),少废料排样；,c),无废料排样,图2-12 三类排样方式,冲裁工艺及模具设计,采用少、无废料排样，可使材料利用率提高到7595%，对节省材料有极其重大的意义。同时，因冲裁周边减小，可降低冲裁力并简化冲模结构。但少无废料冲裁也存在一些缺点，由于条料自身的公差和条料导向与定位所产生误差的影响，冲裁件所能到达的精度和质量都较差，同时模具的寿命也低，冲裁件的断面质量差。,无论是有废料、少废料和无废料排样中，其排样型式一般分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排和多行排等，如表2-9。,冲裁工艺及模具设计,表2-9 排样方式一,有废料,少、无废料,直排,斜排,直对排,冲裁工艺及模具设计,有废料,少、无废料,斜对排,混合排,多行排,冲裁搭边,冲裁工艺及模具设计,2.5.2 搭边,排样时，工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用主要是补偿定位误差，保证冲出合格的零件。搭边还可以保证条料有一定刚度，利于送料。,搭边值需要合理确定。搭边值过大，那么材料利用率降低，增加零件本钱，浪费材料。搭边值过小，在冲裁中会将材料拉断，使零件产生毛刺，严重时会将拉断的材料挤入凸模与凹模间隙之中，损坏模具刃口。降低模具寿命。搭边值的大小与以下因素有关：,冲裁工艺及模具设计,(1)材料的力学性能,硬材料的搭边值可小一些。软材料、脆性材料的搭边值要大一些。,(2)零件的形状与尺寸,冲裁件的尺寸大小或有尖凸的复杂形状，搭边值要取大一些。,(3)材料厚度,材料越厚所取的搭边值相应大些。,冲裁工艺及模具设计,表2-10 搭边值,冲裁工艺及模具设计,(4) 送料方式与挡料方式,假设为手工送料，在有侧压板导向的情况下，搭边值可以小些。表2-10与表2-11为一些工厂常用的搭边值，供设计模具时参考。,表2-11 搭边值,冲裁工艺及模具设计,条料的宽度和导尺间距离的计算,冲压工艺中常常在设计模具和编排的工艺中，对选用冲制零件的条料有一定宽度要求，不同的送料方式，条料宽度和偏差要求也不相同，假设采用导尺方式送料应分别考虑如下两方面因素，从而确定导尺宽度。,(1)有侧压,条料宽度；,导尺间距离：,冲裁工艺及模具设计,(2) 无侧压,条料宽度：,导尺间距离：,式中,D,垂直于送料方向冲裁件的最大轮廓尺寸，,mm；,a,条料宽度方向的最小搭边值，,mm；,见表2-10。,条料宽度的单向偏差，,mm；,见表2-12。,Z,导尺与条料宽度间的送料最小间隙，,mm。,见表2-13。,冲裁工艺及模具设计,图,2-13,有侧压装置冲裁,图,2-14,无侧压装置冲裁,冲裁工艺及模具设计,表2-12 条料宽度偏差, mm,表2-13 导尺与条料间的送料最小间隙,Z,冲裁工艺及模具设计,2.5.4 冲裁排样实例,冲裁如图2-16所示的零件，采用的板料规格为200010 004,mm，,试计算采用何种排样和下料最为合理。,对于题中所给板料其裁样方式有三种：纵裁；横裁；套裁三种，见图2-15。,解：根据零件形状分析，排样方案为直排、单行对排、多行,对排三种,图2-17、图2-18、图2-19所示。,冲裁工艺及模具设计,a,纵裁,b,横裁,c,套裁,图2-15 板料裁样图,冲裁工艺及模具设计,图2-16 零件图 图2-17 排样图直排,冲裁工艺及模具设计,2-18 排样图单行对排 图2-19 排样图多行对排,冲裁工艺及模具设计,据表2-11查得搭边值 0.8,t=3.2mm；,查表2-12得条料宽度公差=3.0,mm.,计算冲裁件毛坯面积：,方案一：图,2-17,所示。,条料宽度,冲裁工艺及模具设计,进料距,h=D+a,=45+3.2=48.2(mm),一个进料距内的材料利用率,横裁：,可裁条料数量 条,冲裁工艺及模具设计,每条可冲零件数量,可冲制零件总数,n总=n1n2=1520=300件,该方案的材料利用率,件,冲裁工艺及模具设计,纵裁：,可裁条料数量,条,每条可冲零件数量,件,可冲制零件总数,n总=n1n2=741=287件,该方案的材料利用率,冲裁工艺及模具设计,方案二：如图2-18所示。,条料宽度： b=130mm,进料距 mm,横裁：,可裁条料数量 条,每条可冲零件数量 件,可冲制零件总数 n总=1527=405件,该方案横裁的材料利用率,冲裁工艺及模具设计,纵裁：,可裁条料数量 条,每条可冲零件数量 件,可冲制零件总数 n总=755=385件,该方案横裁的材料利用率,冲裁工艺及模具设计,方案三：如图2-19所示。,条料宽度： mm,进料距 mm,横裁条数 条,每条可冲零件数量 件,可冲制零件总数 n总=1141=451件,该方案横裁的材料利用率,冲裁工艺及模具设计,纵裁：,纵裁条数 条,每条可冲零件数量 件,可冲制零件总数 n总=582=410件,该方案横裁的材料利用率,从以上计算看出：三种排样方式其材料利用率差异较大，方案三的横裁多行对排为最正确。,冲裁工艺及模具设计,2.6 冲裁工艺的设计,2.6.1 冲裁工艺设计在冲压加工中的作用,冲裁工艺设计是冲压生产准备的根底，也是企业组织生产的依据，冲压生产工艺的先进性、合理性以及生产本钱的经济性，在一定程度上反映了工厂的生产技术水平。而冲裁设计作为冲压设计中其他工序设计的根底，在冲压生产中占有重要地位。,冲裁工艺及模具设计,实践证明，合理的工艺方案和合理的模具结构，不仅可以为稳定产品质量、降低冲压本钱提供技术保证，而且也可以为现代生产的组织与管理创造有利的条件。合理的工艺方案对降低生产本钱，提高产品质量，提高企业经济效益有举足轻重的作用。不合理的工艺有时还易造成设备、人身事故、产品缺陷等。,冲裁工艺及模具设计,2.6.2 冲裁工艺设计的根本内容,冲裁工艺设计包括工艺设计与模具设计两方面的内容。冲裁工艺设计，是针对给定的产品图纸，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力以及工人技术水平等具体生产条件，从对产品图的冲压工艺性分析入手，经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写出冲裁工艺卡的全过程。冲裁工艺方案确实定，其中包括工序性质、数量确实定，工序顺序的安排，工序组合方式及工序定位方式确实定等内容。,冲裁工艺及模具设计,因此冲裁工艺设计实质上就是冲裁工艺的制定，在一个生产企业能表达工艺制定内容的文件就是冲裁工艺规程。冲裁模具设计，那么是依据所制定的冲裁工艺规程，仔细考虑毛坯的定位、出件、废料排除诸问题以及模具的制造维修方便、操作平安可靠等因素后，设计构思出与冲压设备相适应的模具总体结构，然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计、绘图过程。模具设计的实质就是完全实现工艺设计的内容。,冲裁工艺及模具设计,在冲裁工艺设计中，尽管工艺设计和模具设计各自的工作性质不同，但两者之间却存在着相互渗透、相互补充、相互依存的关系。在进行工艺设计过程中，既要考虑模具结构和模具制造的可行性，又要考虑冲压设备、原材料供给状况等生产的局限性。只有这样才能制定出技术上先进可行、本钱上经济合理的最正确工艺规程。而在模具设计的过程中，必须熟悉有关的工艺设计技术，才能清楚了解工艺设计者的设计意图，从而绘制出合理的模具结构、完成工艺规程规定的模具设计任务。由此可见，冲裁工艺设计者必须同时具备工艺设计和模具设计两方面的知识和经验技能。,冲裁工艺及模具设计,2.6.3 冲裁工艺设计与模具设计的根本要求,冲裁的工艺设计和模具设计作为冲裁生产的技术堆备工作。,2.6.3.1 冲裁工艺设计的根本要求,1材料利用率要高。,2考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上先进可行，经济上合理。,冲裁工艺及模具设计,3工序组合方式和工序编排顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制出合格的工件。,4工序数量尽可能少，生产效率尽可能高；但也不能光追求工序少、效率高，而无视生产本钱。,5制定的工艺规程要便于生产的组织与管理，最正确的生产流程，同时便于物流管理一般在进行冲压工艺设计时，对生产流程中的周转专用器具一并考虑和设计。,冲裁工艺及模具设计,模具设计的根本要求,1模具应保证冲制出的零件符合图纸的形状、尺寸及精度要求，以及与相关零件的装配关系与装配要求，把握需要保证的关键尺寸。,2模具结构选择时注意工序的先后顺序，确定方案和结构，应尽可能简单，制造维修方便，本钱低。,3模具使用寿命长，能满足冲压工艺规程规定生产批量的要求。,4模具操作方便、平安可靠，工人劳动强度与工人技术水平相适应。,冲裁工艺及模具设计,2.6.3.3 冲裁工艺设计的一般程序参考,1分析冲裁件的技术要求，查阅冲裁工艺设计必须的原始资料。,2分析零件的冲裁工艺与相关零件的装配关系与装配要求，在此过程中设计人员必须全方位了解工厂各车间的设备状况，人员技术等级，模具加工设备等诸方面因素。,3进行必要的工艺计算、分析、比较，在多个工艺方案中筛选出一个合理方案。,4确定模具结构形式。,5选择冲压设备。,冲裁工艺及模具设计,6编写冲压工艺过程卡片。,7绘制模具装配图，并拆绘零件图。,8校核模具图纸。,9编制冲模关键零件的加工工艺及相关说明，尤其是需要特种加工的关键零件，甚至个别还有特殊夹具要求或加工程序。,以上程序只是提供参考，每个工厂的做法不尽相同。有的工作可以同时进行，有的可以前后颠倒。有的工厂对有的步骤省略不做。,冲裁工艺及模具设计,2.6.3.4 在进行冲裁工艺设计时以下问题不容无视，它与生产本钱密切相关：,1产品零件的质量和尺寸精度要求。,2产品零件设计的结构、形状等对冲裁工艺的适应性工厂企业在确定最终产品零件图都要由工艺人员根据本单位设备状况，模具加工能力等进行零件结构工艺性审核，以便降低生产本钱和工艺本钱。,冲裁工艺及模具设计,3生产纲领。,4零件所需原材料性能、规格及当前市场供给状况。,5企业的设备条件及最大生产能力与生产纲领相符与否。,6模具加工条件与工人技术水平。,7加工工艺的可行性与平安生产，需不需要配备专用工位器具。,8工厂企业管理水平。,冲裁工艺及模具设计,2.7 冲裁模的结构与设计,2.7.1 冲裁模的根本构造,任何一副冲裁模都是由各种不同的零件组成的，根据其复杂程度不同，可以由几个零件组成，也可以由假设干零件组成，复杂的模具甚至有成百上千个零件组成。但无论它们的复杂程度如何，一般来说冲模的零件根据其作用都可以分成以下五种类型的零件。,冲裁工艺及模具设计,(1)工作零件,工作部件的作用是使被加工材料变形、别离，从而加工成工件，如凸模、凹模、凸凹模等。,(2)定位零件,定位零件的作用是控制条料的送进方向和送料进距。确保条料在冲模中的正确位置，定位零件有挡料销、导正销、导尺、定位销、定位板、侧压板和侧刃等。,冲裁工艺及模具设计,(3)压料、卸料与顶料零件,压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶件器、废料切刀等。该类零件的作用是保证冲裁完毕后，将工件或废料从模具中排出，以便顺利实施下次冲裁。,(4)导向零件,导向零件的作用是保证上模对下模相对运动有精确的导向，使凸模与凹模之间保持均匀的间隙。如导柱、导套、导板、导筒等均属于这类零件。,冲裁工艺及模具设计,(5)固定零件,固定零件包括上模板、下模板、模柄、凸模和凹模的固定板、垫板、限位器、弹性元件、螺钉、销钉等。这类零件的作用是使前四类零件联结和固定在一起，构成下、下模两局部，并使冲模能方便地安装在压力机上。,冲裁工艺及模具设计,当然，一般冲模都具备上述五类零件。但也有例外，在新产品试制或小批量生产时，为了缩短试制周期和降低本钱。经常设计简易模具，只有工作零件、卸料零件和几个固定零件的简单模具；而在大批量生产时为了确保工件的质量和模具寿命及提高劳动生产率。除了包括五类零件外，很多工厂还附加自动送、出料装置。,冲裁工艺及模具设计,2.7.2 冲裁模常见结构,2.7.2.1 单工序冲裁模,1无导向装置的简单模,单工序冲裁模在一副模具中只完成一个冲裁工序。如落料模、冲孔模等。,冲裁工艺及模具设计,1-模柄 2-凸模 3-卸料板 4-导尺 5-凹模 6-下模板 7-定位板,图2-15 无导向装置的简单模,冲裁工艺及模具设计,无导向的简单模的特点是结构简单、重量轻、尺寸较小，模具制造简单、本钱低廉；模具依靠压力机的导轨导向，但使用时安装调整麻烦，模具寿命低，工件精度差，操作也不平安。,无导向装置的简单模适用于精度要求不高，形状简单，批量小或新产品试制时使用。,冲裁工艺及模具设计,2模架导向冲裁模,模架导向冲裁模如图2-16所示，导柱、导套分别安装在上、下模板座内，具有良好的配合，从而实现对凸模的导向。其特点是模具精度高、寿命长，在冲裁生产中广泛应用，尤其应用于冲裁间隙较小、生产批量大的冲裁模中。,冲裁工艺及模具设计,1-,导柱,2-,导套,3-,挡料销,4-,模柄,5-,凸模,6-,上模板,7-,凸模固定板,8-,刚性卸料板,9-,凹模,10-,下模板,图,2-16,模架导向的冲裁模,冲裁工艺及模具设计,3导板式冲裁模,如图2-17所示的导板式冲裁模通过凸模在导板上的导向孔中进行导向，凸模工作端与导板导向孔的配合通常为H7/h6。导板式冲裁模通常在偏心冲床上使用，同时冲床的工作行程一般不大于20mm，工作时应使凸模的工作端始终不脱离导板上的导向孔，以保证平安。其特点是导向精度高，多用于圆形和简单规那么形状冲裁件的冲裁模。另外，导板在对凸模导向的同时还具有卸料作用，导板较厚。导板内型孔淬火，通常保证外表粗糙度为Ra0.8m。,冲裁工艺及模具设计,1-凹模 2-定位销套 3-柱销 4-定位板 5-导板 6-上模板 7-垫板 8、11-螺钉 9-凸模固定板 10-凸模 12-下模板,图2-17 导板式冲裁模,冲裁工艺及模具设计,4敞开式冲裁模,如图2-18所示，敞开式冲裁模靠压力机导轨精度来保证模具导向，而模具本身没有导向机构；没有正规的卸料机构，将橡皮套在凸模上即可卸料。这种模具结构简单，制造维修方便。其缺点是安装时难保证冲裁间隙的均匀，模具的导向精度低，使用平安性差。适合于一些形状简单、工件精度要求不高、生产批量不大的冲裁工艺以及新产品试制时的冲裁，目前在一些条件简陋的小企业使用较多，该类冲裁模不适于料厚小于1毫米以下零件的冲裁。,冲裁工艺及模具设计,图2-18 敞开式冲裁模,冲裁工艺及模具设计,2.7.2.2 复合冲裁模,复合冲裁模在压力机的一次行程中，在同一工位上完成两个或两个以上的冲裁工序。其特点是结构紧凑、工件精度较高、生产率高。适合大批量生产，尤其是孔与制件的外形的同心度容易保证，但模具结构复杂、模具制造较困难。,按照落料凹模安装的位置，复合冲裁模有倒装与正装两种形式。,冲裁工艺及模具设计,图2-19所示倒装复合冲裁模的落料凹模11是装在上模，其凸凹模14安装在模具下模座上。冲裁时，弹性卸料板12先压住条料起校平作用。上模继续下行时，落料凹模11将弹性卸料板压下，套入落料凸模14凸凹模中，冲孔凸模8也进入冲孔凹模孔14凸凹模中，于是同时完成冲孔与落料。,冲裁工艺及模具设计,当上模回程时，弹性卸料板12在橡皮作用下将条料从凸凹模14上卸下，而推杆1受到冲床的顶件横杆的推动，通过推板3、推杆4与推件板9将冲件从上模的落料凹模11内自上而下推出，冲孔废料那么由凸凹模14的孔中直接漏到冲床台面下，从而使制件与冲孔废料自然分开，无需二次清理，比较简便，因此操作方便平安。倒装复合冲裁模的送料装置安装方便，生产效率较高，因而得到广泛采用。由于冲裁时工件局部材料无压紧力，制件的平整度略有所下降。对有较高平整要求或薄料冲裁时，可在上模内增设碟形弹簧等以保证足够的弹压力，从而提高制件的平整度。,冲裁工艺及模具设计,1、4推杆 2模柄 3推板 5上模座 6、17垫板 7凸模固定板 8冲孔凸模9推件板 10导套 11落料凹模 12卸料板 13活动挡料销14凸凹模 15导柱 16凸凹模固定板 18卸料螺钉 19下模座,图2-19 复合冲裁模,冲裁工艺及模具设计,图2-20所示为正装复合冲裁模，其落料凹模2安装在下模，即凸凹模7安装在上模。凹模2被螺钉紧固后，凸模5通过凸模固定板3也被紧固，这样易保证同轴度。靠弹性卸料板6卸料。冲孔废料由推杆8推出，上模通过模柄9固定在压力机滑块上。在冲裁时工件局部材料及外部的余料均处于压紧状态下进行别离的，冲裁出的制件平整、尺寸精度高。适合于薄料冲裁。但需要从分模面排出工件和废料，需要及时进行去除，并需二次清理。与倒装复合模相比操作不方便，且不太平安。为从凹模中顶出工件，需在底座下增设弹顶装置。,冲裁工艺及模具设计,图2-20 正装复合冲裁模,1顶件杆2落料凹模3冲孔凸模固定板4推件块5冲孔凸模6卸料板7凸凹模8推件杆9模柄,冲裁工艺及模具设计,2.7.2.3 级进冲裁模,级进冲裁是指在压力机的一次行程中，在一副模具的不同工位同时完成多种工序的冲裁。级进冲裁所采用的模具称为级进模，又称为连续模、跳步模。在级进冲裁中，不同的冲裁工序分别按一定的次序排列，坯料按步距间隙移动，在等距离的不同的工位上完成不同的冲裁工序，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的零件或半成品。,冲裁工艺及模具设计,级进冲裁的特点是生产率高、操作平安、模具寿命长，易于实现自动化高速冲压。与简单模和复合模相比，级进模构成模具的结构复杂、零件数量多、精度及热处理要求高、模具装配与制造复杂，要求精确控制步距，适用于批量非常大的厚度较薄的中、小型冲压件的加工。在各类冷冲压模具中，级进模所占比例约为27%。,冲裁工艺及模具设计,如图2-21所示为落料、冲孔级进冲裁模，弹簧片11作用于两侧压块12把条料压向一边，挡料杆1挡料，实现准确送料。在第一工位冲孔，第二工位落料时，用第一、第二临时挡料销9挡料，以后由装在冲搭边的凸模3下面的挡料杆1挡料。挡料杆较长，当上模在上死点时，挡料杆仍不离开凹模刃面，从而挡住往左送进的条料。在冲裁时，凸模3将搭边冲开一个缺口，实现条料不抬料而顺利地继续向左送料，实现连续冲裁。第二工位落料的精确定位通过导正销5实现，从而保证垫圈孔与外圆同心。为防止挡料杆过长，该结构适用在行程不大的压力机上。其缺点是多一副冲切废料缺口的凸模3和凹模2。,冲裁工艺及模具设计,图2-21 落料冲孔级进模,1挡料杆 2、4、8凹模 3、6、7凸模 5导正销 9始用挡料销10螺钉 11弹簧片 12侧压板,冲裁工艺及模具设计,2.7.3 冲裁模工作零件设计,冲裁模许多零件及模架已有国家标准或部颁标准，设计模具时应尽量采用标准零件。,2.7.3.1 工作零件,凸模、凹模和凸凹模是冲裁模工作的主要零件，选择合理的结构形式是非常重要的。,1凸模设计,凸模的结构形式,冲裁工艺及模具设计,凸模按其工作断面的形式可分为圆形凸模和非圆形凸模，它主要是根据工件的形状和尺寸而确定。圆形凸模是指凸模端面为圆形的凸模，常见的圆形凸模的结构形式如图2-22所示。图2-22a、c所示适用于冲裁直径d120mm的工件，为了防止台肩处的应力集中和保证凸模强度、刚度，做成圆滑过渡形式或在中间加过渡段。,冲裁工艺及模具设计,图2-22(,b),所示适用的冲裁直径,d=830mm。,图2-22(,d),所示适用于冲制孔径与板料厚度相近的小孔，由于采用了保护套结构，可以提高凸模的抗弯能力，并能节约模具材料。图2-22(,e),所示适用于冲大孔或落料用凸模，以减少磨削面积，凸模外径与端面都加工成凹形，以减轻重量。图2-22(,f),所示适用于新产品试制或多品种小批量生产中使用的快换凸模。,冲裁工艺及模具设计,图2-22 圆形凸模,冲裁工艺及模具设计,非圆形凸模的形状复杂多变，大致分为圆形类和矩形类。非圆形凸模其固定局部可做成圆柱形，但需注意凸模定位，常用骑逢销来防止凸模的转动，如图2-23a。矩形类凸模其固定局部一般做成矩形体，如图2-23b。如果采用线切割加工凸模，那么固定局部和工作局部的尺寸与形状一致，即为直通式凸模，如图2-23c。以上几种方式在进行装配时，一定要保证凸凹模间隙均匀。,大尺寸凸模常用螺钉、销钉与模座直接连接，一般不再使用固定板，大尺寸凸模也可采取分块拼合方法。,冲裁工艺及模具设计,凸模长度确实定,凸模长度应根据冲模的整体结构来确定，一般情况下，在满足模具结构要求前提下，凸模越短强度越高，材料越省。在确定凸模的长度时，应留有修磨余量，并且模具在闭合状态下，卸料板至凸模固定板间应留有防止压手的平安距离。,图2-23 非圆形凸模,冲裁工艺及模具设计,简图,适用范围,1,装配时便于调整凸模在模座上的相对位置，适用于冲裁承压面较大的凸模。,2螺钉与销钉的位置和大小根据凸模尺寸而定，适用于凸模工作过程中无侧向力的场合。,为凸模与凸模固定板压配，利用螺钉与销钉将凸模固定板2紧固在模座1上，一般适用于中小型圆形凸模的固定和装配。,表2-14 凸模常见的固定方式一,冲裁工艺及模具设计,凸模5 位于连接套4中，连接套4采用螺纹方式固定于凸模固定板3，除螺纹外其余部分与固定板采用间隙配合，保证精确定位。1为垫板，6为卸料板。卸下连接套和柱销2，即可达到快换凸模的目的，适用于厚料冲裁。,凸模采用低熔点合金浇注固定，一般用于2毫米以下冲裁凸模的固定，优点是低熔点合金可重复使用。不能承受大的卸料力。有的工厂也使用环氧树脂固定。,表2-14 凸模常见的固定方式二,冲裁工艺及模具设计,2凹模设计,凹模刃口形式,如图2-24所示，a、b型式的凹模刃口强度较好，刃磨后工作局部尺寸、间隙大小不变。但刃口内积存废料或工件，尤其在间隙较小时，推件力大，且磨损大，用于冲裁形状复杂或精度要求较高的工件。c型式的凹模与a、b型式相比，其刃口强度略差，刃磨后尺寸稍有改变，但由于锥形不易积存冲件或废料，下漏的冲件或废料对孔口的摩擦力及胀力小，常用于冲裁形状简单、精度要求不高、板料厚度较薄的工件，该结构在生产实际中应用不多。,冲裁工艺及模具设计,d,形式的凹模与,a、b,型式相似，常用于冲裁大型或精度较高的工件以及复合模和装有上出料装置的模具结构。,图2-24 凹模刃口型式,冲裁工艺及模具设计,e型式的特点为扩大局部可使凹模加工简单，也使工件落下容易，用于冲裁直径较小的工件。 f型式的凹模一般淬火硬度HRC3540，试模时可用小锤敲打斜面用以调整间隙，直到冲制出合格的冲件为止，适于冲裁软而薄的材料或非金属材料。,冲裁工艺及模具设计,凹模结构尺寸,凹模结构尺寸，各企业的设计和使用情况不尽相同，许多大中型企业技术部门制定出自己的一套厂标作为参考。,复合模的结构特点是有一个凸凹模。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸。为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的最小壁厚，如冲裁件尺寸要求小于凸凹模壁厚时，那么不宜采用复合模。,冲裁工艺及模具设计,凸凹模的最小壁厚受模具结构的影响：凸凹模正装，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；凸凹模倒装，内孔积存废料时，胀力大，最小壁厚要大些。凸凹模的最小壁厚值，一般按经验数据决定。不积聚废料的凸凹模最小壁厚：黑色金属和硬质材料约为1.5倍料厚(须大于0.7,mm)；,有色金属和软质材料约为1倍料厚(须大于0.5,mm)。,积聚废料的凸凹模最小壁厚见表2-15。,冲裁工艺及模具设计,表2-15 凸凹模最小壁厚,mm,冲裁工艺及模具设计,凹模常见的固定方式,简图,特点及注意事项,1,直接用螺钉、销钉固定凹模，紧固可靠，应用较为广泛。,2不足之处是凹模淬火后螺钉、销钉孔易变形给装配带来困难。尤其是销钉孔的相对位置变化，装配时一定要采取措施。,圆形凹模压入固定板后用螺钉、销钉固定，适用于大型件冲孔，凹模便于更换。对于异型凹模要设置防转结构。,表2-16 凹模常见的固定方式一,冲裁工艺及模具设计,简图,特点及注意事项,用斜锲紧固拼块，装配调整、更换方便。,该方法在凸、凹模加工过程中要注意各工作零件间的等厚问题。,表2-16 凹模常见的固定方式二,冲裁工艺及模具设计,3凸、凹模镶块结构设计,大、中型和形状复杂、局部容易损坏的凸模、凹模，如果设计成整体凸模或凹模，既浪费材料又给锻造、机械加工或热处理带来很大的困难，而且当它局部磨损后，又会造成整个凸、凹模的报废。要解决上述问题，一般工厂都采用镶拼结构。,冲裁工艺及模具设计,镶拼结构的分块要点,a刃口形状为直线局部的镶块，长度可适当大些；复杂局部或凸出、凹进易损局部应单独分块，尺寸应尽量小；圆弧局部应单独分块，圆弧与直线局部连接处，镶块分块线应在距切点57mm处；如图2-25(a)所示。凹模有尖角时，应在尖角处分块，如图2-26所示。,b为使镶块接合面能正确接合，并减少磨削量，接合面一般取1215mm，其后部留2mm空隙，如图2-25(a)所示。,c凸模镶块与凹模镶块的分块线切忌重合，至少错开35mm，以免冲裁时产生毛刺。,冲裁工艺及模具设计,d大型冲模的镶块采用螺钉紧固时，每块应以两个销钉定位。螺钉位置必须接近刃口和接合面，并作错位布置；销钉那么离刃口越远越好，相对距离应尽量大，如图2-27(a)中螺钉、销钉的布置就不好，必须改成图(b)中的布置。其紧固方法见图2-28所示，图2-28a常用于冲裁料厚小于1.5毫米的板材，图2-28b、c常用于冲裁1.5毫米以上的板材。,e镶块分块应便于调节间隙，如图2-28(a)所示间隙就不便于调整，而图(b)就较为合理。,冲裁工艺及模具设计,图2-25 圆弧局部分块示意图,冲裁工艺及模具设计,图2-26 尖角处相拼方法,冲裁工艺及模具设计,图2-27 螺钉销钉布置方法,图2-28 螺钉、销钉的紧固方法,冲裁工艺及模具设计,图2-28 便于间隙调节的分块方法,冲裁工艺及模具设计,4镶块紧固的其他方法,镶块的紧固可采用以下方法：,框套热