简述冲裁模具的工作原理

冲裁模具的基本结构及工作原理

一、冲裁模具按工序组合程度可分为：简单冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模。 （一）简单冲裁模即敞开模

1、定义：它是指在一次冲裁中只完成冲孔或落料的一个工序。 2、简单冲裁模按其导向方式可分为：

（1）无导向单工序模它的特点是结构简单,重量轻、尺寸较小、模具制造容易、成本低廉。但冲模使用安装时麻烦,模具寿命低,冲栽件精度差,操作也不安全。

无导向简单冲模适用于精度要求不高、形状简单、批景小或试制的冲裁件。

（2）导板式简单冲裁模 模精度高、寿命长、使用安装帧、操作安全,.但制造比较复杂。一般适用于形状较简单、尺寸不大的工件。

（3）导柱式简单冲裁模由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。 （二）连续冲裁模

1、连续冲裁模的定义：按一定的先后程序，在冲床的滑块的一次到和中，在模具的不同位置上，完成冲孔，落料导两个的上的冲后工序的冲裁模，又称及进模或跳步模。 2、连续冲裁模的定位原理可分为：导正销定位原理、侧刃定距原理 （三）复合冲裁模

1、复合冲裁模的定义：在部床滑块的一次行程中，在冲模的同一工位上同

第二章

冲裁工艺及冲裁模具的设计（重点）

主要内容

●冲裁变形过程分析；

●掌握冲裁件工艺性分析、排样与搭边、冲裁间隙、冲裁工序力、压力中心的确定方法及凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法；

●掌握冲裁模的典型结构、组成、工作过程分析和零部件的结构设计。

重点、难点

●重点：

冲裁变形的过程

冲裁件的工艺性分析，确定冲裁件工艺方案 冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法

冲裁模的典型结构、组成、工作过程分析。

●难点：

冲裁件的工艺性分析，确定冲裁件工艺方案 冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算原则和方法

冲裁模的工作过程分析。

2.1 冲裁基本概念

教学要点

【目的要求】

1、冲裁变形的过程

2、冲裁断面的四个区域

3、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系

4、合理冲裁间隙的确定

教学要点

【重点】

1、冲裁变形的过程

2、冲裁断面的四个区域

3、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系【难点】

1、冲裁间隙与冲裁断面质量的关系

冲裁---用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，使材料一部分相对于另一部分发生分离，从而获得一定形状及尺寸的工件或半成品的冲压工序。

冲裁可分为冲孔和落料。

若冲裁的目的是为获取有一定外形轮廓和尺寸的冲落部分叫落料；若冲裁的目的是为获取一定形状和尺寸的内孔则是冲孔。

分类: 普通冲裁、精密冲裁

一、冲裁变形过程

板（带）

冲裁工艺及冲裁模设计 复习题答案 一、填空题

1. 从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。

2. 冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。

3. 冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。 4. 圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。 光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程

中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。

5. 塑性差的材料，断裂倾向严重，剪裂带增宽，而光亮带所占比例较

少，毛刺和圆角带大；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。 7. 增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：减小冲裁间隙、用压板压紧凹

模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。

8. 减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值，

保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。 9. 冲裁凸模和凹模之间的间隙，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，

而且还影响模

托板冲裁模具材料选

择及热处理

单位：重庆工业职业技术学院 部门：机械工程学院 设计者： 肖科科 指导老师：赵国际 日期：2013.5.10～2013.5.14

冲 压 件：托板 生产批量：大批量 材 料：08F T=2mm

一、制件分析：

1、产品形状：由图可知该产品形状简单，精度要求低，只有中心有一个直径为10cm的孔，两端有直径为8的圆弧。

2、尺寸及材料：有零件图可知该零件的尺寸较小属于中小型件，材料为08F，该零件为大批量生产。

二、模具分析：

1：模具结构及工作原理:该模具为复合模具，由于该零件精度要求不高，所以以先落料

后冲孔的加工方法为最终的加工方法。

2：工作原理：先是落料凹模冲出零件的外形然后冲孔凸模冲出中心孔，然后分模有弹簧的弹力把零件推出模具。

三、工况条件分析：

1：工作在荷：由资料得知该模具选择J23-25开式双柱可倾式压力机所以该模具的载荷为轻载荷。

2：模具的失效的形式：由于该模具选用的是冷冲裁模，其主要的失效形式为磨损，但是由于该零件的厚度大于1.5cm所以其失效形式还有崩刃、断裂。当刃口磨损严重时会使冲切零件产生毛刺，此时磨具就会因模具超差不能使用。

3：模具材料的要求：冷冲

第2章 冲 裁

从表1.1可见，分离工序(广义冲裁)包括落料、冲孔、切断、切边、剖切、切口、整修等，其中冲裁(落料、冲孔)应用最多。生产实际中往往对冲裁与广义冲裁不加区分。

冲裁得到的制件可以是最终零件，也可以作为弯曲、拉深、成形等其他工序的坯料/工序件/半成品。

2.1 冲裁变形过程

如图2.1所示，冲裁需要用到的凸模1(实体)与凹模2(型孔)工作部分(刃口)的水平投影轮廓按所需制件轮廓形状制造，但尺寸有微小差别(需要一定间隙)。当压力机滑块把凸模推下时，板料就受到凸-凹模的剪切作用而沿一定的轮廓互相分离。

(a) (b)

图2.1 普通冲裁示意图

1—凸模；2—凹模

2.1.1 冲裁变形的3个阶段

板料的分离是瞬间完成的，冲裁变形过程大致可分成3个阶段(如图2.2所示)。 (1) 弹性变形阶段(如图2.2(a)所示)

当凸模开始接触板料并下压时，板料发生弹性压缩和弯曲。板料略有挤入凹模洞口的现象。此时，以凹模刃口轮廓为界，轮廓内的板料向下弯拱，轮廓外的板料则上翘。凸-凹模间隙愈大，弯拱和上翘愈严重。随着凸模继续下压，直到材料内的应力达到弹性极限，弹性变形阶段结束，进入塑性变形阶段。

(2)

第2章 冲 裁

从表1.1可见，分离工序(广义冲裁)包括落料、冲孔、切断、切边、剖切、切口、整修等，其中冲裁(落料、冲孔)应用最多。生产实际中往往对冲裁与广义冲裁不加区分。

冲裁得到的制件可以是最终零件，也可以作为弯曲、拉深、成形等其他工序的坯料/工序件/半成品。

2.1 冲裁变形过程

如图2.1所示，冲裁需要用到的凸模1(实体)与凹模2(型孔)工作部分(刃口)的水平投影轮廓按所需制件轮廓形状制造，但尺寸有微小差别(需要一定间隙)。当压力机滑块把凸模推下时，板料就受到凸-凹模的剪切作用而沿一定的轮廓互相分离。

(a) (b)

图2.1 普通冲裁示意图

1—凸模；2—凹模

2.1.1 冲裁变形的3个阶段

板料的分离是瞬间完成的，冲裁变形过程大致可分成3个阶段(如图2.2所示)。 (1) 弹性变形阶段(如图2.2(a)所示)

当凸模开始接触板料并下压时，板料发生弹性压缩和弯曲。板料略有挤入凹模洞口的现象。此时，以凹模刃口轮廓为界，轮廓内的板料向下弯拱，轮廓外的板料则上翘。凸-凹模间隙愈大，弯拱和上翘愈严重。随着凸模继续下压，直到材料内的应力达到弹性极限，弹性变形阶段结束，进入塑性变形阶段。

(2)

一、黑色金属

1.深拉深用冷轧钢板发化学成分和力学性能

1）深拉深钢板的化学成分 深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及10、15、20钢。其化学成分如表8—44所示。

表8—44 深拉深冷轧薄钢板的化学成分（GB/T5213—1985和GB/T710—1991）

化学成分（质量分数 %） C ≤0.08 0.05～0.11 0.05～0.12 0.07～0.14 0.12～0.19 0.17～0.24 Si ≤0.03 Mn 0.35～0.45 0.25～0.50 0.35～0.65 0.35～0.65 0.35～0.65 0.35～0.65 P ≤S ≤Ni ≤Cr ≤Cu ≤Al 0.02～0.07 钢板 08Al 0.020 0.03 0.01 0.03 0.15 ≤≤≤≤≤08F ≤0.03 0.17～0.37 0.17～0.37 0.17～0.37 0.17～0.37 0.040 0.04 0.25 0.10 0.25 ≤≤≤≤≤— 08 0.035 0.04 0.25 0.10 0.25 ≤≤≤≤≤— 10 0.035 0.04 0.25 0.15 0.25 ≤≤≤≤≤— 15 0.040 0.04 0.25

目录

摘 要 ..................................................................... 1 前 言 ...................................................................... 2 1 冲裁件的工艺性分析工艺方案的确定 ......................................... 3 2 模具的技术要求及材料选用 ................................................. 6

2.1模具的技术要求 ....................................................... 6 2.2模具材料的选用及要求 ................................................. 6 3 冲裁件的排样 ............................................................. 8 4 模具设计计算 ...................

第二章冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案

一、填空题

1. 冲裁既可以直接冲制成品零件，又可以为其他成形工序制备毛坯。

2. 从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修

边、等工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。

3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。

4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。

5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。

6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。

7.光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切

入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。

8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。

9.塑性差的材料，断裂倾向严重，剪裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带大；

反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。

10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸

模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。

11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值，保持模具刃口的锋

利、合理选择塔边值、采

冲裁模设计

案例分析：完成任务一落料件的冲裁工艺性分 析并 确定其冲裁工艺方案。

材料： 10钢 料厚：0.8mm

大批量生产

冲裁模设计 1. 冲裁工艺性分析(1)材料分析 10钢为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 (2)结构分析 零件结构简单，左右对称; 外形有多处尖角，建议过渡圆角值为R0.25mm。 零件结构满足冲裁要求。 (3)精度分析 5个尺寸，查表属于IT12,2个未注公差按IT14取值。 普通冲裁满足零件的精度要求。

2. 冲裁工艺方案的确定一套简单落料模 3. 选择模具的结构形式 采用单工序模具

冲裁模设计

模具结构：单工序落料模 材料料厚：0.8mm 卸料装置：弹性卸料 定位零件：固定挡料销和导料销

冲裁模设计

1-下模座 2-销钉 3-凹模 4-导料销 5-橡胶 6-导套 7-凸模固定板 8-上模座 9-卸料螺钉 10-模柄 11-横销 12-防转销 13-螺钉 14-垫板

15-凸模 16-导柱17-卸料版18-螺钉 19-挡料销

任务二装配图

冲裁模设计

4.工艺计算： 1)确定排样方式根据零件形状分析其应采用单直排的排样方式，排 样方式有如下两种。

a)

现选用1500mm×1000mm的钢板，则需计算采用 不同的裁剪方式时，