《第2章 冲裁工艺与模具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章 冲裁工艺与模具设计（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二章教学纲要,知识目标掌握单工序模的典型结构和工作原理，熟悉其结构的优缺点和适用范围。掌握复合冲裁模的分类和结构原理，熟悉其结构的优缺点和适用范围。掌握级进模常用的几种典型结构、工作原理及其优缺点。掌握冲裁模工作零件的凸模、凹模和凸凹模的固定形式。熟悉材料利用率的计算方法和提高利用率的途径；掌握排样的分类和搭边的作用，以及搭边值的查表选用。能够正确确定模具间隙，能够熟练地根据凸模或凹模的刃口尺寸配作凹模或凸模的刃口基本尺寸。掌握刃口尺寸计算的基本原则，能熟练掌握刃口尺寸计算的方法。掌握挡料销、导正销、侧刃、定位板和导尺等定位零件的结构和作用。掌握卸料装置和顶料装置的结构和作用。掌握模架零件
2、、支承零件和紧固零件的结构和作用。了解冲裁变形的过程，掌握冲裁断面的四个区域，掌握影响冲裁件质量的因素及常见的质量问题和解决办法。 能力目标提高对单工序冲裁模的认识，为学习其他复杂模具打下基础。能够正确选用复合模的结构。能够比较单工序模、复合冲裁模和级进冲裁模的优缺点。提高对工作零件结构和功能的认识。能够正确排出最优的排样方案和计算条料毛坯的长度。能够正确判断冲裁模具间隙的合理性。能够根据一副模具冲裁工作的制件和废料的实际尺寸，判断出其与凸模或凹模刃口实际尺寸之间的关系。提高对定位零件的结构和作用的认识，为全面掌握模具结构打下基础。提高对退料零件的结构和作用的认识，为全面掌握模具结构打下基础。
3、提高对模架零件的结构和作用的认识，为全面掌握模具结构打下基础。提高解决冲裁件质量问题的能力。,第二章,冲裁工艺与模具设计,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.1单工序冲裁模的典型结构,冲裁可分为冲孔和落料 。定义：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是制件，封闭线外是废料的工艺，叫落料；反之 是 冲孔。 冲裁模分类：1.工序组合的形式:单工序冲裁模、复合冲裁模和连续冲裁模。 2.按工序分类:落料模、冲孔模、切断模和切边模等。 2.1.1 落料模 . 1）敞开模 （图2-1 无导向简单落料模） 特点：结构简单，制造容易，模具的均匀间隙不易保证，安装调试复杂，冲裁制件 精 度低 2）导板模 （图2-2
4、导板式单工序模） 特点：精度较高，模具寿命长，模具间隙由模具制造精度决定，但制造复杂 3）导柱模 （图2-3 导柱式单工序落料模） 特点：精度高，模具寿命长，使用安装方便，但是模具规模大、 2.1. 2.冲孔模 冲小孔模具，必须考虑凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结构。 1) 侧壁冲孔模 如图2-4所示是在成形零件的侧壁上冲孔。适宜壁部有对称孔的冲裁。 图2-5所示为斜楔式水平冲孔模。 2) 小孔冲孔模 （图2-6）模具结构采用缩短凸模长度的方法(防止弯曲变形而折断) 特点：制造比较容易，凸模使用寿命也较长。,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.2 复合冲裁模,复合模（多工序冲裁模）定义：冲床
5、一次行程中，在模具同一位置上能完成几个不同冲裁工序的模具。 结构特点：一副模具有一个凸凹模。（图2-7为复合模的结构原理图）分类：正(顺)装式复合模倒装式复合模。 2.2.1 正装式复合模 （图2-8为正装式复合模的典型结构）适用：制件平直度要求较高或冲裁时易弯曲的大而薄的制件。缺点：操作不方便，也不安全，不适用于多孔制件的冲裁。 2.2.2倒装式复合模 (图2-9 倒装式复合模) 特点：操作方便、安全应用：平直度要求不高，多孔厚板制件的冲裁。复合冲裁模的特点： 1）制件形位尺寸精度较高。 2）制件冲孔与落料的毛刺同在一侧。 3）可以节省材料。 4）模具的体积较小，模具结构紧凑。 5）制件内外
6、形尺寸直接影响凸凹模强度。 6）生产效率高。由于凸凹模的壁厚受到限制，复合模适宜冲裁生产批量大，精度要求高、厚度不大于3mm的形状复杂软料和薄料。,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.3级进冲裁模,级进冲裁模定义：一次行程中，在不同的位置上同时完成多道冲裁工序（如冲孔、落料、切边）。关键问题：毛坯定位一、级进模常用以下几种典型结构： 用固定挡料销和导正销定位 ( 图2-10) 用侧刃定距 (如图2-11) 特点：侧刀（侧刃的长度等于步距） 侧刃作用：是在冲床的每次行程中，沿条料边缘冲下一块长度等于步距的料边。优点：操作方便，定位准确，生产率高。缺点：结构复杂，材料损失大。应用：厚度小于0.5mm的
7、薄板或不便使用定位销、导正销定位时。用切舌定距（如图213） 应用：大于1mm厚板料 特点：与侧刃定距相比节省材料，动作操作可靠。 二、级进冲裁模的特点：优点：生产率高，制件精度高，便于实现自动化，操作方便，工作安全。 缺点：结构尺寸大，制造复杂，成本高。 三、连续模与复合模相比的特点: (1) 具有比复合模更高的生产率。 (2) 不存在“最小壁厚”问题，模具的强度高，寿命较长。 (3) 操作安全，易于实现自动化. (4)比复合模的制件精度低。,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.4 冲裁模工作零件的结构 （1）,凸模一般的结构（如图2-16） .分类：1、凸模按结构形式分类有整体式、相拼式和带护
8、套式； 2、按截面形状分类有圆形、矩形、异形等； 3、按刃口形状分类有平刃凸模和斜刃凸模等。2.4.1 凸模结构形式 1、整体式凸模（如图217） 结构形式： 1）直通方式 （a、b、c） 2）台阶型凸模 （ d ） 3）肩型台阶凸模 （ e ） 4）为挂台型凸模 （ f ） 5）异形刃口的凸模结构 （ g ） 2、.镶拼式凸模（如图218） 采用目的：（1）为了节省贵重金属 （2）为了保护小凸模，便于制造 3、护套式凸模 （如图222 ） 护套式凸模主要用于小凸模的结构。为了增加小凸模的强度，一般在小凸模外加护套。2.4.2 凸模的固定方式 1、大型凸模的固定 （螺钉吊装固定 ） 2、圆形凸
9、模的固定 （根据结构形式的不同采用如图220所示的固定方式） 3、异形凸模的固定 （可采用图221所示的固定方法 ） 4、小凸模的固定 （图222 ） 2.4.3 凹模的结构形式 1、凹模外形结构 外形结构：整体式、相拼式、镶嵌式。 2、凹模洞口形式 常用凹模洞口类型如图2-25所示： 1）直筒式刃口凹模 （a、b、c） 2）锥筒式刃口凹模 （ d、 e ）,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.4 冲裁模工作零件的结构（2）,2.4.4 凹模固定方法 如图2-26：（a）、（b）所示是常用的圆形冲孔凹模，直接装在凹模固定板中； （c）所示的是采用螺钉和销钉定位固定； （d）为快换式凹模固定方法。
10、2.4.5 凸凹模的结构 凸凹模用于复合模中，它的内形为凹模孔口，外形为凸模，其刃口形式可参照凸模和凹模的刃口形式。但凸凹模壁厚不能小于一定的值。如表2-1所示,表中的代号如图2-27所示 。,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.5 排样与搭边 （1）,冲裁件在板料(条料或带料)上的布置方法，称为冲裁工件的排样法，简称排样。排样的正确与否将影响到材料的合理利用、冲裁件质量、生产率、模具结构与寿命。 2.5.1材料的合理利用 1. 材料利用率 。(衡量排样合理性的指标) 定义：指冲裁件的实际面积与所用的板料面积的百分比。（图2-28排样）表达式： 式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步
11、距。 2.提高材料利用率的方法 （减少工艺废料） 废料的分类：1）结构废料 2）工艺废料 方法：设计合理排样，选择合适的板料规格和合理的裁板方法（减少料头、料尾和边余料）。 2.5.2排样方法 排样方法：(1)有废料排样法（如图2-31a） (2)少废料排样法（如图2-31b） (3)无废料排样法（如图2-31c、d） 排样时除考虑提高材料利用率外，同时也要对生产操作，生产率和模具结构、寿命等方面作 适当的考虑 。（表2-2 排样形式分类表）,图2-28 一个步距内的材料利用率,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.5 排样与搭边 （2）,2.5.3搭边 定义：排样时，制件之间以及制件与条料侧边之间
12、留下的余料叫搭边。 作用：1）补偿定位误差 2）便于条料的送进。 搭边值的大小与下列因素有关： 1、材料的机械性能 2、零件的形状与尺寸 3、材料厚度 4、送料方式及挡料方式 例2-8 图2-32为图2-9模具冲裁制件排样图，制件厚2.5mm，采用手工送料求能冲裁100件的条料尺寸。 解：查表2-3可知： a3b2.5 则：冲裁100件的条件尺寸的 宽度B10033106mm 长度100（302.5）2.53252.5mm,图2-32,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.6 凸模和凹模间隙,2.6.1模具冲裁间隙 如下图模具冲裁间隙是指凸、凹模工作部分尺寸之差(称双面间隙) A-dT式中： 双面间
13、隙 A凹模刃口尺寸 dT凸模刃口尺寸 2.6.2合理间隙的确定（例2-2） （例2-3） 1. 间隙的确定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。 2.合理间隙的取值与许多因素有关，其中最主要的是材料的机械性能和板料度。 3. 确定合理间隙的方法：1）经验确定法 2）查表法。,第二章,冲裁工艺与模具设计,2.7 凸模与凹模刃口尺寸的确定 （1）,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和模具寿命 .2.7.1 凸模与凹模刃口基本尺寸计算的原则（一）1、冲孔时，以凸模为基准刃口； 2、落料时，以凹模为基准刃口。 （二）基准刃口磨损分三种情况计算： 1、尺寸变小时 AdminXDbX（ab） 2、磨损变大时 ADmaxXDaX（ab） 3、磨损后不变时 AdminDb（ab） （三）对没有标注公差的制件尺寸属于自由公差，按IT14IT18处理。,
