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1、2019/5/25,第2章 冲裁模结构与设计,2019/5/25,冲裁模设计的一般步骤,24 冲裁模设计要点,冲裁件的工艺性分析,冲裁工艺方案的确定,冲裁压力中心的计算,2019/5/25,（1）对冲裁件进行工艺性分析。 （2）确定冲裁的工艺方案。 （3）选择模具的结构形式。,241 冲裁模设计的一般步骤,2019/5/25,（4）进行必要的工艺计算。主要包括： 1）排样设计与计算：选择排样方法、确定搭边值、计算送料步距与条料宽度、计算材料利用率、画出排样图等。 2）计算冲压力。包括冲裁力、卸料力、推件力或顶件力等。初步选择压力机的吨位。 3）计算模具压力中心。 4）计算凸、凹模工作部分尺寸并
2、确定其制造公差。 5）弹性元件(弹簧或橡皮)的选用与计算。 6）必要时，对模具的主要零部件进行强度的验算,241 冲裁模设计的一般步骤,2019/5/25,241 冲裁模设计的一般步骤,（5）选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸。 （6）选择压力机的型号或验算已选的压力机。 （7）绘制模具总装图及各非标准的零件图。,2019/5/25,冲裁件的工艺性是指冲裁件的结构、形状、尺寸等对冲裁工艺的适应性。在设计冲裁模之前，首先要对冲裁件的工艺性进行分析。所谓冲裁件的工艺性能好就是指：能用一般的冲裁方法，在模具寿命较高、生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。,242 冲裁件的工艺性分析,
3、2019/5/25,冲裁件工艺性主要包括以下几个方面： （1）冲裁件的精度等级 冲裁件的精度一般可达ITl2-ITl0级，较高精度可达ITl0-IT8级，冲孔的精度比落料约高一级。如果工件精度高于上述要求，则在冲裁后需通过整修或采用精密冲裁。,242 冲裁件的工艺性分析,2019/5/25,（2）冲裁件的形状 冲裁件的形状应力求简单、对称、圆角过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象。同时也能防止尖角部位刃口的过快磨损。 冲裁件的形状还应尽可能避免过长的悬臂和切口。 冲裁件的形状还应有利于排样时材料的经济利用。,242 冲裁件的工艺性分析,2019/5/25,（3）冲裁件的尺
4、寸 冲裁时，由于受到凸、凹模强度与模具结构的限制，冲裁件的最小尺寸有一定的限制。如冲孔的最小尺寸、孔距的最小尺寸、孔与边缘的最小孔边距、工件悬臂与窄槽的最小宽度等，都有一定的限制，如图2.65所示。,242 冲裁件的工艺性分析,2019/5/25,图2.65 冲裁件有关尺寸的限制,242 冲裁件的工艺性分析,2019/5/25,确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。 确定工艺方案主要就是要确定用单工序模还是用连续模或复合模。对于模具设计来说，这是首先要确定的重要一步，属于总体设计的范畴。,243 冲裁工艺方案的确定,2019/5/25,确定工艺方案的主要
5、原则概括起来有以下三点： （1）保证冲裁件质量 用复合模冲出的工件精度高于连续模，而连续模又高于单工序模。这是因为用单工序模冲压多工序的冲裁件时，要经过多次定位和变形，累积误差大，冲裁件精度较低。复合模是在同一位置一次冲出，不存在定位误差。因此，对于精度较高的冲裁件宜用复合工序进行冲裁。,243 冲裁工艺方案的确定,2019/5/25,（2）经济性原则 在保证质量的前提下，应尽可能降低成本，提高经济效益。所以，对于中批大量的冲裁件，应尽量采用高效率的多工序模，而在试制与小批量生产时应尽可能采用单工序模与各种形式的简易模具。,243 冲裁工艺方案的确定,2019/5/25,（3）安全性原则 工人
6、操作是否方便、安全也是在确定工艺方案时要考虑的一个十分重要的问题。对于一些形状复杂、需要进行多道工序冲压的小型冲裁件，如果用单工序模进行冲裁，需要用手钳放置毛坯，多次进出危险区域，很不安全。因此，对于这类冲裁件，有时即使批量不大，也采用比较安全的连续模进行冲压。,243 冲裁工艺方案的确定,2019/5/25,冲裁压力中心就是冲裁力的合力作用点。在冲压生产中，为保证压力机和模具正常工作，必须使冲裁模具的压力中心与压力机滑块中心线重合，否则在冲裁过程中，会使滑块、模柄及导柱承受附加弯矩，使模具与压力机滑块产生偏斜，凸、凹模之间的间隙分布不均，从而造成导向零件加速磨损，模具刃口及其他零件损坏，甚至
7、会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。,244 冲裁压力中心的计算,2019/5/25,因此，在设计模具时，必须确定模具的压力中心，并使之与模柄轴线重合，从而保证模具压力中心与压力机滑块中心重合。 形状对称的冲裁件，其冲裁压力中心位于冲裁轮廓的几何中心上，如图2.66所示。,244 冲裁压力中心的计算,图2.66 对称形状冲裁件压力中心,2019/5/25,复杂形状工件或多凸模冲裁件的冲裁压力中心，可按力矩平衡原理进行解析计算。方法如下： （1）按比例将冲裁工件的冲裁乾廓画出（图2.67）。 （2）建立直角坐标系xoy。,244 冲裁压力中心的计算,2019/5/25,（3）将冲裁件的冲裁轮廓分解为若干直线段和圆弧段l1、 l2 、l3、 、ln等基本线段。因为冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故可用线段长度代替冲裁力进行压力中心计算。 （4）计算各基本线段的长度及其重心到坐标轴x、y的距离y1、y2、y3、yn和x1、x2、x3、xn。,244 冲裁压力中心的计算,2019/5/25,（5）计算压力中心坐标xc、yc xc= yc=,244 冲裁压力中心的计算,
