第二章沖裁工藝與沖裁模設計

第一節沖裁工藝設計第二節沖裁模典型結構第三節沖裁模零部件設計第四節典型零件沖裁模設計

第二章沖裁工藝與沖裁模設計第一節沖裁工藝設計第一節沖裁工藝設計第一節沖裁工藝設計沖裁：利用沖裁模在沖床上使板料沿一定的封閉曲線進行分離的工序。基本工序：落料和沖孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件。一、沖裁概述沖裁：利用沖裁模在沖床上使板料沿一定的封閉曲線進行分離的工序間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：

（1）彈性變形階段變形區內部材料應力小于屈服應力。

（2）塑性變形階段變形區內部材料應力大于屈服應力。凸、凹模間隙存在，變形復雜，并非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。

（3）斷裂分離階段

變形區內部材料應力大于強度極限。裂紋首先產生在凹模刃口附近的側面凸模刃口附近的側面上、下裂紋擴展相遇材料分離二、沖裁變形過程分析1．沖裁變形過程間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：斷面特征圓角帶a：刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形。光亮帶b：塑性剪切變形。質量最好的區域。斷裂帶c：裂紋形成及擴展。毛刺區d：間隙存在，裂紋產生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。2．沖裁斷面特征斷面特征圓角帶a：刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形。光亮帶b3．沖裁件質量的影響因素沖裁件質量：垂直、光潔、毛刺小圖紙規定的公差范圍內外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。3．沖裁件質量的影響因素沖裁件質量：垂直、光潔、毛刺小圖紙4．沖裁件尺寸精度及其影響因素（1）沖模的制造精度沖模的精度越高，沖裁件的精度也越高。（2）材料的性質材料的性質對該材料在沖裁過程中的彈性變形量有很大的影響。（3）沖裁間隙4．沖裁件尺寸精度及其影響因素（1）沖模的制造精度沖模的5．沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差是指翹曲、扭曲、變形等缺陷。翹曲：沖裁件呈曲面不平現象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正也會產生翹曲。扭曲：沖裁件呈扭歪現象。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等造成的。變形：由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產生的。5．沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差是指翹曲、扭曲三、沖裁件的工藝性沖裁工藝設計包括:沖裁件的工藝性和沖裁工藝方案確定。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。三、沖裁件的工藝性沖裁工藝設計包括:沖裁件的工藝性和沖裁工藝1．沖裁件的結構與尺寸（1）

沖裁件的形狀（2）

沖裁件內形及外形的轉角落料件外形圓角沖孔件孔形圓角1．沖裁件的結構與尺寸（1）沖裁件的形狀落料件外形圓角沖（3）

沖裁件上凸出的懸臂和凹槽（4）

沖裁件的孔邊距與孔間距（5）在彎曲件或拉深件上沖孔時（3）沖裁件上凸出的懸臂和凹槽（6）孔壁的要求拉深件彎曲件孔壁與工件直壁的最小距離（6）孔壁的要求拉深件彎曲件孔壁與工件直壁的最小距離2．沖裁件的精度、斷面粗糙度和毛刺（1）沖裁件的精度沖裁件的精度一般可分為精密級與經濟級兩類。沖裁件的經濟公差等級不高于IT11級，一般要求落料件公差等級最好低于IT10級，沖孔件最好低于IT9級。2．沖裁件的精度、斷面粗糙度和毛刺（1）沖裁件的精度沖裁件的沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、刃口銳鈍以及沖模結構等有關。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra一般可達12.5～3.2μm。（2）斷面粗糙度和毛刺（3）沖裁件的材料1）對沖壓成形性能的要求。2）對表面質量的要求。3）對材料厚度公差的要求。沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、例如圖所示沖裁零件，材料為10鋼，厚度為1.5mm，該零件年產量30萬件，沖壓設備初選為250kN開式壓力機，要求制定沖壓工藝方案。例如圖所示沖裁零件，材料為10鋼，厚度為1.51）材料：10鋼屬于優質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。2）工件結構：該零件形狀簡單。孔邊距遠大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。3）尺寸精度：零件圖上孔心距40mm±0.15mm屬于IT12級，其余尺寸未注公差，屬自由尺寸，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。查公差表得各尺寸公差為：4）結論：可以沖裁。分析零件的沖壓工藝性1）材料：10鋼屬于優質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。確定沖壓工藝方案1）該零件包括落料、沖孔兩道工序，有下列三種工藝方案進行選擇：方案一：先落料，后沖孔。模具采用單工序模。方案二：落料～沖孔復合沖壓，模具采用復合模。方案三：沖孔～落料連續沖壓，模具采用級進模。2）通過比較三種工藝方案，選擇適合于本零件的一種最佳方案。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，生產率較低，難以滿足該零件的年產量要求。確定沖壓工藝方案1）該零件包括落料、沖孔兩道工序，有下列三種方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構較方案一復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生四、沖裁排樣設計排樣：

沖裁件在板料（條料或帶料）上的布置方法。合理的排樣：提高材料利用率、降低成本，保證沖件質量及模具壽命的有效措施。選擇排樣方法確定搭邊的數值計算條料寬度與送料步距畫出排樣圖核算材料利用率排樣設計工作內容：排樣方案是模具結構設計的依據之一四、沖裁排樣設計排樣：沖裁件在板料（條料或帶料）上的布置方1．排樣（1）排樣原則1）材料的合理利用材料利用率：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的經濟性指標。一個步距內的材料利用率：1．排樣（1）排樣原則1）材料的合理利用材料利用率：沖裁件一張板料(或帶料、條料)上總的材料利用率：式中η總——一張板料（或帶料、條料）材料利用率；A1——一個沖裁件的實際面積；B——條料或板料寬度；L——板料長度；n總——一張板料（或帶料、條料）上沖裁件的總數目。η值越大，說明廢料越少，材料利用率越高。一張板料(或帶料、條料)上總的材料利用率：式中η總——一2）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。4）排樣應保證沖裁件的質量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應考慮板料的纖維方向。3）使模具結構簡單、模具壽命較高。2）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。4）排樣應保（2）提高材料利用率的方法沖裁所產生的廢料：一類是結構廢料；另一類是工藝廢料。

（2）提高材料利用率的方法沖裁所產生的廢料：一類是結構廢料；減少工藝廢料的有力措施是：設計合理的排樣方案；選擇合適的板料規格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料）；利用廢料作小零件（如混合排樣）等。利用結構廢料的措施有：當材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。在使用條件許可下，也可以改變零件的結構形狀，提高材料利用率。減少工藝廢料的有力措施是：設計合理的排樣方案；利用結構廢料（3）排樣方法根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：1.有廢料排樣（a）2.少廢料排樣（b）3.無廢料排樣（c、d）（3）排樣方法根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種（4）排樣形式根據沖裁件在條料上的不同布置方法有：直排、斜排、對排（直對排、斜對排）、混合排、多行排等多種排樣形式。（4）排樣形式根據沖裁件在條料上的不同布置方法有：直排、斜排電子課件-《冷沖壓工藝與模具設計(第二版)》-B01-2741-第二章--沖裁工藝與沖裁模設計電子課件-《冷沖壓工藝與模具設計(第二版)》-B01-2741-第二章--沖裁工藝與沖裁模設計2．搭邊搭邊：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用：

一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產率；搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。2．搭邊搭邊：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下（1）影響搭邊值的因素1）材料的力學性能硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。2）材料厚度材料越厚，搭邊值也越大。3）沖裁件的形狀與尺寸零件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。4）送料及擋料方式用手工送料，有側壓裝置的搭邊值可以小一些；用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。5）卸料方式彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。（1）影響搭邊值的因素1）材料的力學性能硬材料的搭邊值（2）搭邊值的確定

搭邊值的大小是由模具的定位元件決定的，搭邊值需合理確定。搭邊值過大，則材料利用率低。搭邊值過小，在沖裁中會將材料拉斷，使制件產生毛刺，有時還會將拉斷的材料擠入凹模和凸模中間，損壞模具刃口，降低模具壽命。

總的來講，搭邊值由經驗確定。（2）搭邊值的確定搭邊值的大小是由模具的定位3．送料步距、條料寬度與導料板間距離的計算（1）送料步距條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為：式中D——平行于送料方向的沖裁件寬度；

a1——沖裁件之間的搭邊值。

S=D+a1

3．送料步距、條料寬度與導料板間距離的計算（1）送料步距條料（2）條料寬度與導料板間距離1）有側壓裝置時條料的寬度與導料板間距離條料寬度：導料板間距離：（2）條料寬度與導料板間距離1）有側壓裝置時條料的寬度與導料2）無側壓裝置時條料的寬度與導料板間距離條料寬度：導料板間距離：2）無側壓裝置時條料的寬度與導料板間距離條料寬度：導料板間4．排樣圖

一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸、條料長度L、板料厚度t

、端距l、步距S、工件間搭邊和側搭邊a。并習慣以剖面線表示沖壓位置。4．排樣圖例

如圖為某零件簡圖，大批量生產，材料為10鋼，料厚為3mm，試對該零件進行排樣設計。例如圖為某零件簡圖，大批量生產，材料為10鋼，料厚為五、沖壓工藝力的計算1．沖壓力的計算沖裁力：沖裁過程中凸模對板料施加的壓力。用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力F一般按下式計算：式中F——沖裁力；

L——沖裁周邊長度；

t——材料厚度；

——材料抗剪強度；

K——系數，一般取K＝1.3。

（1）沖裁力的計算五、沖壓工藝力的計算1．沖壓力的計算沖裁力：沖裁過程中凸模對從凸模上卸下箍著的料所需要的力。將梗塞在凹模內的料順沖裁方向推出所需要的力。逆沖裁方向將料從凹模內頂出所需要的力。

（2）卸料力、推件力、頂件力卸料力：推件力：頂件力：從凸模上卸下箍著的料所需要的力。將梗塞在凹模內的料順沖裁方向卸料力、推件力及頂件力的計算卸料力：推件力：頂件力：Fx=KxF

Ft=nKtF

Fd=KdF

式中Kx、Kt、Kd——卸料力、推件力、頂件力系數；n——同時卡在凹模內的沖裁件（或廢料）數；n=h/t（h為凹模洞口的直刃壁高度，一般取5～10mm；t為板料厚度）。卸料力、推件力及頂件力的計算卸料力：推件力：頂件力：Fx=K（3）總沖壓力的計算壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和FΣ

1）采用剛性卸料裝置和下出料方式時，其總壓力為：FΣ=F+Ft

2）采用彈性卸料裝置和下出料方式時，其總壓力為：FΣ=F+Fx+Ft

3）采用彈性卸料裝置和上出料方式時，其總壓力為：FΣ=F+Fx+Fd

（3）總沖壓力的計算壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工例

試計算圖中模具的總沖壓力。己知：材料是08，厚度是1.5mm，凹模直壁高度是6mm。例試計算圖中模具的總沖壓力。例

采用沖孔—落料復合模沖壓墊圈，材料為Q235，料厚t=3mm。試計算總沖壓力。例采用沖孔—落料復合模沖壓墊圈，材料為Q235，料厚t2．壓力中心的計算模具的壓力中心：沖壓力合力的作用點。

（1）計算壓力中心的目的1）使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心相重合，以免產生偏彎矩，減少模具導向機構的不均勻磨損。2）保持沖裁工作間隙的穩定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質量和模具的使用壽命。3）合理布置凹模型孔位置。2．壓力中心的計算模具的壓力中心：沖壓力合力的作用點。（1（2）簡單幾何圖形壓力中心的位置1）沖裁形狀對稱的沖件時，其壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心。2）沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中點。3）沖裁圓弧線段時，其壓力中心的位置（見圖）按下式計算:或（2）簡單幾何圖形壓力中心的位置1）沖裁形狀對稱的沖件時，其（3）多凸模沖裁時的壓力中心確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。（3）多凸模沖裁時的壓力中心確定多凸模模具的壓力中（4）確定復雜形狀沖裁件壓力中心的方法

復雜形狀零件模具壓力中心的計算原理與多凸模沖裁壓力中心的計算原理相同。除上述的解析法外，還可以用作圖法和懸掛法。（4）確定復雜形狀沖裁件壓力中心的方法復雜形狀零件例

確定手柄零件壓力中心。采用級進模生產。例確定手柄零件壓力中心。采用級進模生產。六、沖裁間隙1．沖裁間隙概念沖裁模具中凹模與凸模刃口側壁之間的距離。沖裁間隙為單邊間隙，用符號C表示。沖裁間隙：六、沖裁間隙1．沖裁間隙概念沖裁模具中凹模與凸模刃口側壁之間2．沖裁模間隙的確定

生產中通常是選擇一個適當的范圍作為合理間隙，只要模具間隙在這個范圍內就可以沖出合格制件。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。，最大值稱為最大合理間隙。確定模具間隙應當遵循以下兩個原則。

遵循以下兩個原則：

≤Z≤Zmax。（1）確定的模具間隙滿足：（2）考慮到模具刃口在使用過程中的逐步磨損，模具初始間隙盡量采用Zmin。2．沖裁模間隙的確定生產中通常是選擇一個適當第二節沖裁模典型結構

第二節沖裁模典型結構

沖裁模是沖壓生產所用的主要工藝設備，冷沖壓主要是利用模具完成各種形式的加工，良好的模具結構是實現工藝方案的可靠保證。沖壓零件質量的好壞和精度的高低，主要取決于沖裁模的質量和精度。沖裁模結構是否合理、優化，又直接影響到生產效率、沖裁模本身的使用壽命、操作的安全、方便性和經濟性等。沖裁模是沖壓生產所用的主要工藝設備，冷沖壓主要一、單工序沖裁模的典型結構單工序模：壓力機在一次行程中只完成一道工序的沖裁模。1．單工序無導向敞開式沖裁模1-上模座2-凸模3-卸料板4-導料板5-凹模6-下模座7-定位板一、單工序沖裁模的典型結構單工序模：壓力機在一次行程中只完成2．導板式單工序落料模1-模柄

2-止動銷

3-上模座

4、8-內六角螺釘

5-凸模

6-墊板

7-凸模固定板9-導板

10-導料板

11-承料板

12-螺釘

13-凹模

14-圓柱銷

15-下模座16-固定擋料銷17-止動銷18-限位銷19-彈簧20-始用擋料銷2．導板式單工序落料模1-模柄2-止動銷3-上模座3．導柱式單工序沖裁模1-螺母2-導料螺釘

3-擋料銷

4-彈簧

5-凸模固定板

6-銷釘

7-模柄

8-墊板9-止動銷

10-卸料螺釘

11-上模座

12-凸模

13-導套

14-導柱

15-卸料板16-凹模17-內六角螺釘18-下模座3．導柱式單工序沖裁模1-螺母2-導料螺釘3-擋料銷二、級進沖裁模的典型結構級進沖裁模：在沖床一次行程中，按一定的順序，在模具的不同位置上完成兩種或兩種以上的沖裁工序。優點：級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的數量，工件精度較高，便于操作和實現生產自動化。缺點：級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高。適用：大批量生產小型沖壓件。

二、級進沖裁模的典型結構級進沖裁模：在沖床一次行程中，按一定二、級進沖裁模的典型結構級進沖裁模：在沖床一次行程中，按一定的順序，在模具的不同位置上完成兩種或兩種以上的沖裁工序。1．導正銷定位的級進模1-模柄

2-螺釘

3-沖孔凸模

4-落料凸模

5-導正銷

6-固定導料銷

7-始用導料銷

二、級進沖裁模的典型結構級進沖裁模：在沖床一次行程中，按一定2．側刃定距的級進模1-內六角螺釘2-銷釘3-模柄4-卸料螺釘5-墊板6-上模座7-凸模固定板8、9、10-凸模11-導料板12-承料板13-卸料板14-凹模15-下模座16-側刃17-側刃擋塊2．側刃定距的級進模1-內六角螺釘2-銷釘三、復合沖裁模的典型結構復合模：在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數道分離工序的模具。優點：設計難點：主要特征：缺點：適用：如何在同一工作位置上合理地布置好幾對凸、凹模。有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模。生產率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小。結構復雜，制造精度要求高，成本高。生產批量大、精度要求高的沖裁件。三、復合沖裁模的典型結構復合模：在壓力機的一次工作行程中，在1．倒裝式復合模

將落料凹模裝在上模上，稱為倒裝式復合模。結構特點：二套除料、除件裝置。優點：結構簡單。缺點：不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件。1．倒裝式復合模將落料凹模裝在上模上，稱為倒裝式復合模。結1-下模座2-導柱3、20-彈簧4-卸料板5-活動擋料銷6-導套7-上模座8-凸模固定板

9-推件塊

10-連接推桿

11-推板12-打桿

13-模柄

14、16-沖孔凸模

15-墊板

17-落料凹模

18-凸凹模

19-固定板

21-卸料螺釘

22-導料銷

1-下模座2-導柱3、20-彈2．正裝式復合模結構特點：優點：三套除料、除件裝置。缺點：適用：結構復雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作。沖制材質較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件沖出的沖件平直度較高。2．正裝式復合模結構特點：優點：三套除料、除件裝置。缺點：適1-打桿2-模柄3-推板4-推桿5-卸料螺釘6-凸凹模7-卸料板8-落料凹模9-頂件塊

10-帶肩頂桿

11-沖孔凸模

12-擋料銷

13-導料銷

1-打桿2-模柄3．倒、正裝式復合模的比較倒裝式復合模的優點是結構簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，廢料能從壓力機工作臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，卸件可靠，操作方便安全，生產效率高，并為機械化出件提供了有利條件，所以倒裝復合模應用比較廣泛。但不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件。正裝式復合模的優點是頂件板、卸料板都是彈性的，條料和沖裁件同時受到壓平作用，適用于沖制材質較軟或板料較薄、平直度要求較高的沖裁件，沖裁件的精度高，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。3．倒、正裝式復合模的比較倒裝式復合模的優點是結構簡單，又可四、其他類型模具結構——沖側孔模1．導板式側面沖孔模1-搖臂2-定位銷3-上模座4-螺釘5-凸模6-凹模7-凹模體8-支架9-底座10-螺釘11-導板12-銷釘13-壓縮彈簧四、其他類型模具結構——沖側孔模1．導板式側面沖孔模1-搖臂2．斜楔式水平沖孔模1-斜楔2-座板3-彈簧板4-滑塊5-凸模6-凹模2．斜楔式水平沖孔模1-斜楔2-座板3-彈簧板4-滑塊第三節沖裁模零部件設計第三節沖裁模零部件設計沖模的主要零部件都可分為工藝構件和輔助構件這兩個部分。部件定義包含零件工藝構件工作零件是指直接進行沖裁分離工件的零件凸模、凹模、凸凹模定位零件是指能保證條料在送進和沖裁時在模具上有正確位置的零件定位板、定位銷、擋料銷、導正銷、導尺、側刃壓料、卸料及出件零部件用于沖裁后材料的彈性恢復，工件往往留在凹模洞口內，而條料又緊箍在凸模上，卸料零件的作用就是把工件從凹模洞口頂出，把廢料從凸模上卸下卸料板、推件裝置、頂件裝置、壓邊圈、彈簧、橡膠墊輔助構件導向零件保證模具各相對運動部位具有正確位置及良好運動狀態的零件導柱、導套、導板、導筒固定零件是固定凸模和凹摸，并與沖床滑塊和滑塊工作臺相連接的零件上、下模座，模柄，凸、凹模固定板，墊板，限位器緊固及其他零件是在裝配模具時，為了保證零件間相互位置正確，把相關聯的零件固定或連接起來的零件螺釘、銷釘、鍵、其他零件沖模的主要零部件都可分為工藝構件和輔助構件這兩個部分。部件一、工作零件1．凸模小圓孔凸模

中型圓孔凸模

大型圓孔或落料凸模

帶護套凸模

鑲塊式凸模

階梯式非圓形凸模（1）凸模的結構形式一、工作零件1．凸模小圓孔凸模中型圓孔凸模大型圓孔或落料（2）凸模的主要技術要求1）凸模材料形狀簡單且模具壽命要求不高的凸模可選用T8A、T10A等。形狀復雜且模具有較高壽命要求的凸模應選Cr12、Cr12MoV、CrWMn等材料制造。要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選用硬質合金材料或高速鋼材料。2）通用技術要求凸模頂面與凸模固定板裝配后應一起磨平，刃口鋒利不得倒鈍，工作部位表面光滑，Ra值一般要求1.6～0.4μm，小直徑凸模軸端不允許打中心孔等。（2）凸模的主要技術要求1）凸模材料形狀簡單且模具壽命要求（3）凸模的固定方式臺階固定

鉚接固定

螺釘和銷釘固定

澆注黏結固定

快換式凸模

（3）凸模的固定方式臺階固定鉚接固定螺釘和銷釘固定澆注（4）凸模長度計算1）當采用固定卸料板和導料板時：

L=h1+h2+h3+h

2）當采用彈壓卸料板時：L=h1+h2+t+h

a）采用固定卸料板和導料板b）采用彈壓卸料板（4）凸模長度計算1）當采用固定卸料板和導料板時：L2．凹模

（1）凹模的結構形式按刃口形式可分為平刃凹模和斜刃凹模。按結構不同可分為整體式凹模和組合式（鑲拼式）凹模。按外觀形狀可分為標準圓凹模和板狀凹模。整體式組合式2．凹模（1）凹模的結構形式按刃口形式可分為平刃凹模和斜刃凹模孔口形式a）、b）、c）柱形孔口d）、e）錐形孔口凹模孔口形式a）、b）、c）柱形孔口d）、e）錐形孔口低硬度凹模結構圓凹模結構形式低硬度凹模結構圓凹模結構形式（2）凹模的主要技術要求1）凹模材料凹模與凸模選擇同種材料制造，熱處理硬度60～64HRC。

2）通用技術要求凹模一般用M8～M12的螺釘和φ6～φ10的銷釘與模座連接和定位。凹模孔洞軸線應與凹模端面保持垂直，上下平面應保持平行。型孔的表面粗糙度（表面結構）要求Ra＝0.8～0.4μm。

（2）凹模的主要技術要求1）凹模材料凹模與凸模選擇同種材料（3）凹模的固定方式臺階螺釘和銷釘過盈配合（4）凹模外形尺寸確定L=l+2fB=b+2f

H=kb（≥15mm）（3）凹模的固定方式臺階螺釘和銷釘過盈配合（4）凹模外3．凸凹模作為同時具有凸模和凹模作用的工作零件，在沖裁復合模中，凸凹模既是落料凸模，又是沖孔凹模。凸凹模的內外緣均為刃口，內外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。

從強度方面考慮，其壁厚應受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與模具結構有關：當模具為正裝結構時，內孔不積存沖裁廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當模具為倒裝結構時，若內孔為柱形孔口形式，且采用下出料方式，則內孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應大些。

凸凹模的最小壁厚值，一般按經驗數據確定。3．凸凹模作為同時具有凸模和凹模作用的工作零4.凸模和凹模刃口尺寸的計算合理間隙的取值直接影響沖裁件的斷面質量和尺寸精度。而合理間隙實際是靠凸模和凹模工作部分的尺寸和公差來體現的。因此正確確定凸模和凹模工作部分的尺寸及公差，是沖裁模模具設計的一項重要工作。重要性：4.凸模和凹模刃口尺寸的計算合理間隙的取值（1）生產實踐中發現的規律1）沖裁件斷面都帶有錐度2）凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結果使間隙越用越大。光亮帶是測量和使用部位，落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。（1）生產實踐中發現的規律1）沖裁件斷面都帶有錐度（2）凸模和凹模刃口尺寸計算的原則1）落料時，由于落料件的外徑尺寸等于凹模的內徑尺寸，所以在設計落料模時，應先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得；沖孔時，沖孔件的內徑尺寸等于凸模的外徑尺寸，所以在設計沖孔模時，應先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。2）根據沖模在使用過程中的磨損規律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。（2）凸模和凹模刃口尺寸計算的原則1）落料時3）沖裁（設計）間隙一般選用最小合理間隙值（cmin）。4）在選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模的精度比工件的精度高2～3級。5）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。

3）沖裁（設計）間隙一般選用最小合理間隙值（cmin（3）凸模和凹模刃口尺寸的計算方法1）分開加工具有互換性、制造周期短，但cmin不易保證，需提高加工精度，增加制造難度。

加工方法：采用分開加工為了保證初始間隙不超過cmax

，必須滿足下列條件：δA+δT≤cmax-cmin

（3）凸模和凹模刃口尺寸的計算方法1）分開加工具有互①落料件②沖孔件③孔心距①落料件②沖孔件③孔心距例

如圖所示零件，材料為Q235鋼，料厚t=1mm。試計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。例如圖所示零件，材料為Q235鋼，料厚t=1m2）配合加工配合加工就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸模或凹模），然后根據基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。

特點：模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可放大基準件的制造公差，降低加工難度。2）配合加工配合加工就是先按設計尺寸制出一個基準件（根據磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型：磨損后變大，變小還是不變。落料件凹模刃口尺寸計算：a）落料件b）凹模尺寸根據磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型：①凹模刃口磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A

它的基本尺寸及制造公差為：②凹模刃口磨損后會減小的尺寸——第二類尺寸B它的基本尺寸及制造公差為：①凹模刃口磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A它的基本尺寸及③凹模刃口磨損后基本不變的尺寸——第三類尺寸C它的基本尺寸及制造公差為：a.當尺寸標注為時：

b.當尺寸標注為時：

c.當尺寸標注為時：

③凹模刃口磨損后基本不變的尺寸——第三類尺寸C它的基本尺寸及沖孔件凸模刃口尺寸計算：a）沖孔件b）凸模沖孔件凸模刃口尺寸計算：a）沖孔件b）凸模①凸模刃口磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A

它的基本尺寸及制造公差為：②凸模刃口磨損后會減小的尺寸——第二類尺寸B它的基本尺寸及制造公差為：①凸模刃口磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A它的基本尺寸及③凸模刃口磨損后基本不變的尺寸——第三類尺寸C它的基本尺寸及制造公差為：a.當尺寸標注為時：

b.當尺寸標注為時：

c.當尺寸標注為時：

③凸模刃口磨損后基本不變的尺寸——第三類尺寸C它的基本尺寸及例

沖制如圖a所示零件，料厚t=2mm，材料為Q235鋼。試計算沖裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。a）零件圖b）凹模刃口輪廓例沖制如圖a所示零件，料厚t=2mm，材料為定位零件的作用是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。二、定位零件送進導向：

送料定距：

在與條料垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離（步距）屬于送進導向的定位零件：導料銷、導料板、側壓板等。屬于送料定距的定位零件：擋料銷、導正銷、側刃等。屬于條料或工序件的定位零件：定位銷、定位板等。定位零件的作用是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。1．導料銷、導料板

（1）導料銷兩個位于條料的同側，從右向左送料時，導料銷裝在后側；從前向后送料時，導料銷裝在左側。a）彈簧彈頂擋料裝置b）扭簧彈頂擋料裝置c）橡膠彈頂擋料裝置d）回帶式擋料裝置e）固定式導料銷f）活動式導料銷1．導料銷、導料板（1）導料銷兩個位于條料的同側，從右向左（2）導料板結構形式：一種是標準結構，它與卸料板（或導板）分開制造。一種是與卸料板制成整體的結構。標準結構整體結構（2）導料板結構形式：一種是標準結構，它與卸料板（或導板）2．側壓裝置

側壓裝置設置的目的是在條料公差較大時，為避免條料在導料板中偏擺，使最小搭邊得到保證a）彈簧式b）簧片式c）簧片壓塊式d）板式2．側壓裝置側壓裝置設置的目的是在條料公差較大時，為避免條3．擋料銷

擋料銷（又稱定位銷）主要用于定位，保證條料有準確的送料距a）標準結構b）鉤形擋料銷c）立體圖3．擋料銷擋料銷（又稱定位銷）主要用于定位，保證條料有準確

（1）擋料銷的種類及應用擋料銷一般用45鋼制造；熱處理硬度44～48HRC。當料厚3mm以下時，擋料銷的高度可高于料厚1mm左右，而當料厚5mm以上時，擋料銷的高度可低于料厚1～2mm。（2）擋料銷的要求固定擋料銷的形狀有柱形、鉤形、斜臺形。初始擋料銷主要用于連續模的初始定位，或當擋料位置與凹模刃口太近會影響凹模強度時使用。可調擋料銷用于不同送料步距要求的定位。（1）擋料銷的種類及應用擋料銷一般用45鋼制造；熱處理硬4．側刃

1—導料板2—側刃擋塊3—側刃4—條料側刃實質上是一個裁切邊料的凸模，只是用其中兩側刃口切去條料邊緣的部分材料，形成一臺階。4．側刃1—導料板2—側刃擋塊3—側刃4—條料側刃實

a）b）c）

d）e）f）a）IA型b）IB型c）IC型d）IIA型e）IIB型f）IIC型a）b）燕尾槽形側刃的應用示例燕尾槽形側刃的應用示例

尖角形側刃a）b）c）側刃擋塊a）A型b）B型c）C型尖角形側刃a）b）5．導正銷使用導正銷的目的是消除送進導向和送料定距或定位板等粗定位的誤差，主要用于級進模。導入部分，由圓錐形的頭部導入，圓柱形的部分導正。基本尺寸，在導正部分直徑D與導正孔采取H7/h6或H7/h7配合，導正部分高度h取h=（0.8～1.2）t

。5．導正銷使用導正銷的目的是消除送進導向和送料定距或定位板等

c）d）e）a）定位方式一b）定位方式二c）導正銷的形狀d）安裝方式一e）安裝方式二c）d）e）a）定位方式一b）定位方式二c6．定位板和定位銷

定位板和定位銷是作為單個坯料或工序件的定位用。定位方式：外緣定位、內孔定位。6．定位板和定位銷定位板和定位銷是作為單個坯料或工序件的定電子課件-《冷沖壓工藝與模具設計(第二版)》-B01-2741-第二章--沖裁工藝與沖裁模設計定位板和定位銷a）、b）、c）、d）外緣定位e）、f）、g）、h）內緣定位定位板和定位銷三、卸料與推件零部件沖裁模的卸料裝置是用來對條料、坯料、工件、廢料進行推、卸、頂出的機構，以便下次沖壓的正常進行1．卸料裝置卸料裝置分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置兩大類。（1）剛性卸料裝置特點：

卸料力大，卸料可靠。沖裁時板料在無壓料情況下工作，沖出的工件有明顯的翹曲現象。適用：

板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件。卸料板一般選用45鋼制造，不需要熱處理。三、卸料與推件零部件沖裁模的卸料裝置是用來對條料、坯料、工件a）卸料板與導料板一整體b）卸料板與導料板分開c）成形后工序件沖裁d）成形后工序件沖裁a）卸料板與導料板一整體b）卸料板與導料板分開（2）彈性卸料裝置靠彈簧或橡膠的彈性壓力，推動卸料板動作而將材料卸下。兼卸料及壓料作用，沖件質量較好，工件平整，平直度較高。適用：質量要求較高的材料較薄、較軟工件或薄板沖裁。特點：a）彈性橡膠卸料裝置b）導料板導向的沖模使用的彈性卸料裝置c）、d）倒裝式沖模上使用的彈性卸料裝置e）帶小導柱的彈性卸料裝置（2）彈性卸料裝置靠彈簧或橡膠的彈性壓力，推動卸料板動作而2．推件和頂件裝置推件和頂件的目的都是從凹模中卸下沖件或廢料。向下推出的機構稱為推件，一般裝在上模內；向上頂出的機構稱為頂件，一般裝在下模內。（1）推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種。a）有推板b）無推板和連接推桿2．推件和頂件裝置推件和頂件的目的都是從凹模中卸下沖件或廢料標準推板標準推板彈性推件裝置a）彈性元件在推板之上b）彈性元件在推件塊之上1—橡膠2—推板3—連桿推桿4—推件塊彈性推件裝置（2）頂件裝置頂件裝置一般是彈性的。其基本組成有頂桿、頂件塊和裝在下模底下的彈頂器，彈頂器可以做成通用的。彈性頂件裝置1—頂件塊2—頂桿3—托板4—橡膠（2）頂件裝置頂件裝置一般是彈性的。其基本組成有頂桿、頂件四、連接與固定零件模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、螺釘、銷釘等。1．模柄模柄的作用：是將上模固定在壓力機滑塊上，是上模與壓力機滑塊連接的零件。一般應用于中、小型模具中。基本要求是：一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠連接。四、連接與固定零件模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、模柄結構形式壓入式模柄

旋入式模柄

凸緣模柄

槽型模柄

浮動模柄

推入式活動模柄

模柄結構形式壓入式模柄旋入式模柄凸緣模柄槽型模柄浮2．固定板和墊板（1）固定板作用是將凸模或凸凹模按一定相對位置壓入固定后，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。標準凸模固定板有圓形固定板和矩形固定板兩種。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同。固定板材料一般采用Q235或45鋼。（2）墊板墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷而影響凸模的正常工作。（3）緊固螺釘螺釘、銷釘在沖模中起緊固定位作用。2．固定板和墊板（1）固定板作用是將凸模或凸凹模按一定相對五、模架及選用類型：導柱模模架：導板模模架：上模座、下模座、導柱、導套彈壓導板、下模座、導柱、導套模架及其組成零件已經標準化。五、模架及選用類型：導柱模模架：導板模模架：上模座、下模座、1．滑動導向模架滑動導向模架由上模座、下模座、滑動導向導柱、滑動導向導套組成。滑動導向模架有五種結構類型：對角導柱模架、后側導柱模架、中間導柱模架、中間導柱圓形模架和四導柱模架。1．滑動導向模架滑動導向模架由上模座、下模座、滑動導向導柱、對角導柱模架1－上模座2－下模座3－導柱4－導套對角導柱模架后側導柱模架1－上模座2－下模座3－導柱4－導套后側導柱模架中間導柱模架1－上模座2－下模座3－導柱4－導套中間導柱模架中間導柱圓形模架1－上模座2－下模座3－導柱4－導套中間導柱圓形模架四導柱模架1－上模座2－下模座3－導柱4－導套四導柱模架2．滾動導向模架沖模滾動導向模架在導柱和導套間裝有鋼球保持圈和鋼球。由于導柱、導套間的導向通過鋼球的滾動摩擦來實現，導向精度高、使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的硬質合金模、薄材沖裁模以及高速精密級進模。四種結構類型：對角導柱模架、中間導柱模架、四導柱模架和后側導柱模架。2．滾動導向模架沖模滾動導向模架在導柱和導套間裝有鋼球保持圈對角導柱模架對角導柱模架中間導柱模架中間導柱模架四導柱模架四導柱模架四導柱模架四導柱模架3．導板模模架導板模模架的特點是，作為凸模導向用的彈壓導板與下模座以導柱導套為導向構成整體結構。凸模與固定板是間隙配合而不是過渡配合，因而凸模在固定板中有一定的浮動量。這種結構形式可以起到保護凸模的作用，一般用于帶有細凸模的級進模。對角導柱彈壓模架

中間導柱彈壓模架

3．導板模模架導板模模架的特點是，作為凸模導向用的彈壓導板與4．模座模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。選用和設計模座時的注意事項：

（1）盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規格就決定了上、下模座的型式和規格。（2）所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應，并進行必要的校核。（3）模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結構鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35。4．模座模座一般分為上、下模座，其形狀基本相（4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平行度公差一般為4級。（5）上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在±0.02mm以下；模座的導柱、導套安裝孔的軸線應與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。（6）模座的上、下表面粗糙度Ra值為1.6～0.8μm，在保證平行度的前提下，可允許Ra值降低為3.2～1.6μm。（4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平行度公差一般為45．模架的選用選擇模架結構時要根據工件的受力變形特點，制件定位、出件方式，材料送進方向，導柱受力狀態，操作是否方便等方面進行綜合考慮。選擇模架尺寸時要根據凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應比凹模大30～40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1～1.5倍。5．模架的選用選擇模架結構時要根據工件的受力6．導柱與導套（1）滑動導柱、導套滑動導柱導柱下部與下模板導柱孔采用過盈配合，上部與導套孔采用間隙配合。6．導柱與導套（1）滑動導柱、導套滑動導柱導柱下部與下模板導套導套孔上有油槽，用以存油潤滑，導套外徑與上模板孔采用過盈配合，配合時導套孔徑會收縮，因此導套過盈配合部分的孔徑，應比導套和導柱間隙配合部分的導套孔徑增大1mm。導套導套孔上有油槽，用以存油潤滑，導套外徑滑動導柱、導套安裝尺寸示意滑動導柱、導套安裝尺寸示意（2）滾動導柱、導套

c）d）e）圖2—3—37

滾動導柱、導套結構a）滾動導向導柱b）滾動導向導套c）鋼球保持圈d）圓柱螺旋壓縮彈簧e）組件滾動導向導柱滾動導向導套鋼球保持圈圓柱螺旋壓縮彈簧組件（2）滾動導柱、導套c）采用滾動導柱、導套導向的突出特點是，鋼球與導柱、導套之間不但沒有間隙，而且有0.01～0.02mm的過盈量，成為無間隙導向，精度高。導柱與導套之間采用滾動摩擦，其磨損小，壽命較長。為了減少磨損，鋼球沿導柱與導套工作面的滾動軌跡應不重合。為此，鋼球在鋼球保持圈內的排列應橫向錯開，縱向連線與導柱軸線夾角為8°。采用滾動導柱、導套導向的突出特點是，鋼球與導第四節典型零件沖裁模設計第四節典型零件沖裁模設計1．沖模設計的資料準備一、沖模設計的主要工作（1）沖壓件的圖樣及技術要求。（2）沖壓件的生產工藝和生產批量。（3）可供選用的壓力機的技術參數，特別是與模具安裝及力能有關的技術參數。（4）有關技術標準，例如所用沖壓材料的標準、模具標準件等。（5）有關技術資料，例如沖模設計資料、手冊和模具結構圖冊等。1．沖模設計的資料準備一、沖模設計的主要工作（1）沖壓件的圖2．沖模設計的主要程序

（1）沖壓件工藝性分析；（2）工藝方案設計；（3）工藝計算與設計；（4）選擇沖模類型和結構形式；（5）確定壓力機型號和模具安裝尺寸；（6）繪制沖模裝配圖；（7）沖模裝配圖評審；（8）根據評審意見修改并完成沖模裝配圖；（9）繪制沖模零件圖；（10）完成其他技術文件，例如使用說明及要求等。2．沖模設計的主要程序（1）沖壓件工藝性分析；二、托板零件沖裁模設計實例零件名稱：托扳生產批量：大批量材料：08F料厚：2mm二、托板零件沖裁模設計實例零件名稱：托扳1．沖裁件工藝分析（1）材料：08F鋼板是優質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結構形狀：沖裁件內、外形盡量避免有尖銳角，為提高模具壽命，建議將所有90°清角改為R1的圓角。（3）尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差，中心距尺寸按IT9級確定尺寸的公差。經查公差表，各尺寸公差為：

結論：可以沖裁。1．沖裁件工藝分析（1）材料：08F鋼板是優質碳素結構鋼，具2．確定工藝方案及模具結構形式

經分析，工件尺寸不大，精度要求不高，形狀不復雜，但工件產量較大，為保證孔位精度，沖模有較高的生產率，通過比較，決定實行工序集中的工藝方案，采取利用導正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的級進沖裁模結構形式。2．確定工藝方案及模具結構形式經分析，工件尺3．模具設計計算（1）排樣、計算條料寬度及確定步距首先查表確定搭邊值。根據零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值α=2，側邊按圓形取搭邊值al=1.8mm，取al=2mm

。排樣圖3．模具設計計算（1）排樣、計算條料寬度及確定步距排樣圖（2）計算總沖壓力（2）計算總沖壓力（3）確定壓力中心

根據分析，因為工件圖形對稱，故落料時F落料的壓力中心在O1上；沖孔時F沖孔的壓力中心在O2上。

設沖模壓力中心離O1點的距離為x，根據力矩平衡原理得：由此算得x=6.822mm≈7mm。壓力中心（3）確定壓力中心根據分析，因為工件圖形對（4）沖模刃口尺寸及公差的計算根據零件的形狀，確定采用配合加工法來計算沖模刃口尺寸。查表得雙面間隙為0.246～0.36mm。1）在沖模刃尺寸計算時需要注意：在計算工件外形落料時，應以凹模為基準。凸模尺寸按相應的凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙為0.246～0.36mm。為了保證R8與尺寸為16的輪廓線相切，R8的凹模尺寸取16的凹模尺寸的一半，公差也取一半。（4）沖模刃口尺寸及公差的計算根據零件的形狀2）在計算沖孔模刃口尺寸時，應以凸模為基準。由沖孔凸模磨損后尺寸變小的有：查表得x=0.5，所以：凹模尺寸按凸模實際尺寸配制，保證雙面間隙為0.246～0.36mm。3）凹模刃口磨損后基本不變的尺寸因此，沖孔凹模和凸模固定板孔中心距的制造尺寸為：2）在計算沖孔模刃口尺寸時，應以凸模為基準。由沖孔凸模磨損后（5）確定各主要零件結構尺寸1）凹模外形尺寸的確定（5）確定各主要零件結構尺寸2）凹模長度L的確定選用沖床的公稱壓力，應大于計算出的總壓力184961.4N；最大閉合高度應大于沖模閉合高度+5mm；工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結合工廠實際，可選用J23—25開式雙柱可傾壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。2）凹模長度L的確定選用沖床的公稱壓力，應大于計算出的（6）設計并繪制總圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取125×100，上模座厚30mm、下模座厚35mm標準模架。繪制模具總裝圖。按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，并將各零件標出統一代號。（6）設計并繪制總圖、選取標準件1—彈簧片2、5—螺釘3—下模座4—凹模6—承料板7—導料板8—始用擋料銷9、26—導柱10、25—導套11—擋料銷12—卸料板13—上模座14—凸模固定板15—落料凸模16—沖孔凸模17—墊板18、23—圓柱銷19—導正銷20—模柄21—防轉銷22、24—內六角螺釘1—彈簧片2、5—螺釘3—下模座4—凹模6落料凸模（7）繪制非標準零件圖落料凸模（7）繪制非標準零件圖落料凹模落料凹模卸料板卸料板凸模固定板凸模固定板第二章沖裁工藝與沖裁模設計

第一節沖裁工藝設計第二節沖裁模典型結構第三節沖裁模零部件設計第四節典型零件沖裁模設計

第二章沖裁工藝與沖裁模設計第一節沖裁工藝設計第一節沖裁工藝設計第一節沖裁工藝設計沖裁：利用沖裁模在沖床上使板料沿一定的封閉曲線進行分離的工序。基本工序：落料和沖孔。既可加工零件，也可加工沖壓工序件。一、沖裁概述沖裁：利用沖裁模在沖床上使板料沿一定的封閉曲線進行分離的工序間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：

（1）彈性變形階段變形區內部材料應力小于屈服應力。

（2）塑性變形階段變形區內部材料應力大于屈服應力。凸、凹模間隙存在，變形復雜，并非純塑性剪切變形，還伴隨有彎曲、拉伸，凸、凹模有壓縮等變形。

（3）斷裂分離階段

變形區內部材料應力大于強度極限。裂紋首先產生在凹模刃口附近的側面凸模刃口附近的側面上、下裂紋擴展相遇材料分離二、沖裁變形過程分析1．沖裁變形過程間隙正常、刃口鋒利情況下，沖裁變形過程可分為三個階段：斷面特征圓角帶a：刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形。光亮帶b：塑性剪切變形。質量最好的區域。斷裂帶c：裂紋形成及擴展。毛刺區d：間隙存在，裂紋產生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，間隙不正常、刃口不鋒利，還會加大毛刺。2．沖裁斷面特征斷面特征圓角帶a：刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形。光亮帶b3．沖裁件質量的影響因素沖裁件質量：垂直、光潔、毛刺小圖紙規定的公差范圍內外形滿足圖紙要求；表面平直，即拱彎小指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。3．沖裁件質量的影響因素沖裁件質量：垂直、光潔、毛刺小圖紙4．沖裁件尺寸精度及其影響因素（1）沖模的制造精度沖模的精度越高，沖裁件的精度也越高。（2）材料的性質材料的性質對該材料在沖裁過程中的彈性變形量有很大的影響。（3）沖裁間隙4．沖裁件尺寸精度及其影響因素（1）沖模的制造精度沖模的5．沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差是指翹曲、扭曲、變形等缺陷。翹曲：沖裁件呈曲面不平現象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正也會產生翹曲。扭曲：沖裁件呈扭歪現象。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等造成的。變形：由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產生的。5．沖裁件形狀誤差及其影響因素沖裁件的形狀誤差是指翹曲、扭曲三、沖裁件的工藝性沖裁工藝設計包括:沖裁件的工藝性和沖裁工藝方案確定。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。三、沖裁件的工藝性沖裁工藝設計包括:沖裁件的工藝性和沖裁工藝1．沖裁件的結構與尺寸（1）

沖裁件的形狀（2）

沖裁件內形及外形的轉角落料件外形圓角沖孔件孔形圓角1．沖裁件的結構與尺寸（1）沖裁件的形狀落料件外形圓角沖（3）

沖裁件上凸出的懸臂和凹槽（4）

沖裁件的孔邊距與孔間距（5）在彎曲件或拉深件上沖孔時（3）沖裁件上凸出的懸臂和凹槽（6）孔壁的要求拉深件彎曲件孔壁與工件直壁的最小距離（6）孔壁的要求拉深件彎曲件孔壁與工件直壁的最小距離2．沖裁件的精度、斷面粗糙度和毛刺（1）沖裁件的精度沖裁件的精度一般可分為精密級與經濟級兩類。沖裁件的經濟公差等級不高于IT11級，一般要求落料件公差等級最好低于IT10級，沖孔件最好低于IT9級。2．沖裁件的精度、斷面粗糙度和毛刺（1）沖裁件的精度沖裁件的沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、刃口銳鈍以及沖模結構等有關。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra一般可達12.5～3.2μm。（2）斷面粗糙度和毛刺（3）沖裁件的材料1）對沖壓成形性能的要求。2）對表面質量的要求。3）對材料厚度公差的要求。沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、例如圖所示沖裁零件，材料為10鋼，厚度為1.5mm，該零件年產量30萬件，沖壓設備初選為250kN開式壓力機，要求制定沖壓工藝方案。例如圖所示沖裁零件，材料為10鋼，厚度為1.51）材料：10鋼屬于優質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。2）工件結構：該零件形狀簡單。孔邊距遠大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。3）尺寸精度：零件圖上孔心距40mm±0.15mm屬于IT12級，其余尺寸未注公差，屬自由尺寸，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。查公差表得各尺寸公差為：4）結論：可以沖裁。分析零件的沖壓工藝性1）材料：10鋼屬于優質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。確定沖壓工藝方案1）該零件包括落料、沖孔兩道工序，有下列三種工藝方案進行選擇：方案一：先落料，后沖孔。模具采用單工序模。方案二：落料～沖孔復合沖壓，模具采用復合模。方案三：沖孔～落料連續沖壓，模具采用級進模。2）通過比較三種工藝方案，選擇適合于本零件的一種最佳方案。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，生產率較低，難以滿足該零件的年產量要求。確定沖壓工藝方案1）該零件包括落料、沖孔兩道工序，有下列三種方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構較方案一復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生四、沖裁排樣設計排樣：

沖裁件在板料（條料或帶料）上的布置方法。合理的排樣：提高材料利用率、降低成本，保證沖件質量及模具壽命的有效措施。選擇排樣方法確定搭邊的數值計算條料寬度與送料步距畫出排樣圖核算材料利用率排樣設計工作內容：排樣方案是模具結構設計的依據之一四、沖裁排樣設計排樣：沖裁件在板料（條料或帶料）上的布置方1．排樣（1）排樣原則1）材料的合理利用材料利用率：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的經濟性指標。一個步距內的材料利用率：1．排樣（1）排樣原則1）材料的合理利用材料利用率：沖裁件一張板料(或帶料、條料)上總的材料利用率：式中η總——一張板料（或帶料、條料）材料利用率；A1——一個沖裁件的實際面積；B——條料或板料寬度；L——板料長度；n總——一張板料（或帶料、條料）上沖裁件的總數目。η值越大，說明廢料越少，材料利用率越高。一張板料(或帶料、條料)上總的材料利用率：式中η總——一2）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。4）排樣應保證沖裁件的質量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應考慮板料的纖維方向。3）使模具結構簡單、模具壽命較高。2）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。4）排樣應保（2）提高材料利用率的方法沖裁所產生的廢料：一類是結構廢料；另一類是工藝廢料。

（2）提高材料利用率的方法沖裁所產生的廢料：一類是結構廢料；減少工藝廢料的有力措施是：設計合理的排樣方案；選擇合適的板料規格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料）；利用廢料作小零件（如混合排樣）等。利用結構廢料的措施有：當材料和厚度相同時，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。在使用條件許可下，也可以改變零件的結構形狀，提高材料利用率。減少工藝廢料的有力措施是：設計合理的排樣方案；利用結構廢料（3）排樣方法根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：1.有廢料排樣（a）2.少廢料排樣（b）3.無廢料排樣（c、d）（3）排樣方法根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種（4）排樣形式根據沖裁件在條料上的不同布置方法有：直排、斜排、對排（直對排、斜對排）、混合排、多行排等多種排樣形式。（4）排樣形式根據沖裁件在條料上的不同布置方法有：直排、斜排電子課件-《冷沖壓工藝與模具設計(第二版)》-B01-2741-第二章--沖裁工藝與沖裁模設計電子課件-《冷沖壓工藝與模具設計(第二版)》-B01-2741-第二章--沖裁工藝與沖裁模設計2．搭邊搭邊：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用：

一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產率；搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。2．搭邊搭邊：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下（1）影響搭邊值的因素1）材料的力學性能硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。2）材料厚度材料越厚，搭邊值也越大。3）沖裁件的形狀與尺寸零件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。4）送料及擋料方式用手工送料，有側壓裝置的搭邊值可以小一些；用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。5）卸料方式彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。（1）影響搭邊值的因素1）材料的力學性能硬材料的搭邊值（2）搭邊值的確定

搭邊值的大小是由模具的定位元件決定的，搭邊值需合理確定。搭邊值過大，則材料利用率低。搭邊值過小，在沖裁中會將材料拉斷，使制件產生毛刺，有時還會將拉斷的材料擠入凹模和凸模中間，損壞模具刃口，降低模具壽命。

總的來講，搭邊值由經驗確定。（2）搭邊值的確定搭邊值的大小是由模具的定位3．送料步距、條料寬度與導料板間距離的計算（1）送料步距條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。每次只沖一個零件的步距