第2章6-7节(冲裁工艺及冲裁模设计)

西华大学张晓洪第六节冲裁工艺设计冲裁工艺设计的目的使制件获得良好的工艺性并制定合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高，最终获得稳定的合格工件。考核冲裁工艺设计的主要指标劳动量、工艺成本本节的内容如下：一、冲裁件的工艺性分析二、冲裁件的经济性分析三、冲裁工艺方案的确定回本章首页西华大学张晓洪冲裁件的工艺性—冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸和公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。冲裁件的工艺性影响制件质量、模具寿命、生产率冲裁件的工艺性主要是在设计阶段确定的。（一）冲裁件的形状和尺寸1、冲裁件形状应尽可能简单、对称、排样废料少如：a图b图一、冲裁件的工艺性分析西华大学张晓洪2、冲裁件外形或内孔交角处应采用圆角过渡，避免清角。（某些少、无废料排样或采用镶拼结构时，允许工件有尖锐的清角）…冲裁件的形状和尺寸西华大学张晓洪3、尽量避免冲裁件上过长的悬臂和狭槽，即尺寸b；4、孔与孔、孔与边缘间的壁厚不能太小，即尺寸c、c’；5、弯曲、拉深件的孔与壁间距离应符合要求；……冲裁件的形状和尺寸西华大学张晓洪6、孔径不能太小；自由凸模的最小尺寸带护套凸模的最小尺寸最小孔间距………冲裁件的形状和尺寸西华大学张晓洪（二）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求冲裁件的经济精度：一般不高于IT11，冲孔比落料高一级1、冲裁件外形与内孔尺寸公差表2、冲裁件两孔孔心距公差表3、冲裁件断面表面粗糙度表4、冲裁件断面允许的毛刺高度表西华大学张晓洪（三）冲裁件的尺寸基准应避免基准不重合误差西华大学张晓洪（一）冲裁件的制造成本一批冲裁件的总制造成本为：CΣ=C材+C工+C模=（C工+C模）+C材=Ca+CbQ所以，对于一定量Q的产品，欲降低其成本，可以设法降低其固定成本Ca和变动成本Cb。1、固定费用包括设备折旧、模具费用、直接人工费、管理费等。2、可变费用包括原材料、外购件、外协加工费等。二、冲裁件的经济性分析西华大学张晓洪（一）冲裁件的制造成本3、成本与产量的关系总成本CΣ=Ca+CbQ单位成本C=Cb+Ca/Q西华大学张晓洪（二）降低冲压件成本的途径1、降低小批量生产中的冲压件成本2、工艺合理化工序的分散与集中复合模、级进模3、多件同时冲压4、冲压过程的高速化和自动化5、提高材料的利用率西华大学张晓洪…降低冲压件成本的途径6、节约模具费用（1）加工费用与产量的关系（2）简易模具如夹板模冲孔-落料复合夹板模1—夹板（凸模固定板）2—凸模3—凹模4—凸凹模5—下模板6—挡料销西华大学张晓洪……降低冲压件成本的途径又如：通用薄板模西华大学张晓洪6、节约模具费用（3）硬质合金冲模刃磨寿命提高10～30倍，总寿命20～40倍，制造费用提高1～3倍。西华大学张晓洪三、冲裁工艺方案的确定（一）冲裁工序的组合方式（1）单工序冲裁（2）复合冲裁在压力机的一次行程中，在模具的同一个位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。（3）级进冲裁把完成一个冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中，条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所需的工序。西华大学张晓洪（二）决定冲裁组合的因素1、生产批量2、工件尺寸公差等级3、对工件尺寸和形状的适应性小尺寸工件中等尺寸工件大尺寸工件4、模具制造、安装调整和成本5、操作方便与安全西华大学张晓洪复合模与级进模技术经济效益对比西华大学张晓洪（三）冲裁顺序的安排1、级进冲裁的顺序安排（1）先冲孔、切口，最后落料或切断（2）用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。2、多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排（1）落料、冲孔、…以后各工序的定位基准要一致。（2）二孔大小不同而位置相近时，先大孔后小孔。回本章首页西华大学张晓洪第七节冲裁模的结构设计按工序性质落料模冲孔模切断模切口模切边模剖切模按工序组合方式单工序模复合模级进模按上下模的导向开式模有导向模导板模导柱模导筒模按凸凹模材料硬质合金模钢皮冲模锌基合金冲模聚氨酯冲模按自动化程度手工操作模半自动模自动模按结构整体模镶拼模按布置正装模倒装模回本章首页西华大学张晓洪一、单工序冲裁模（一）单工序冲裁模在压力机一次行程中只完成一种冲压工序的冲裁模。可有多个凸模或凹模（二）单工序冲裁模的类型落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模等西华大学张晓洪1、落料模落料模常见的结构类型有三种，包括：（1）无导向的敞开式落料模（2）导板式落料模（3）带导柱的弹顶落料模西华大学张晓洪无导向的敞开式落料模特点上下无导向、结构简单、制造容易、冲裁间隙由冲床滑块的导向精度决定、调试困难用途低精度件、小批量件、厚件西华大学张晓洪导板式落料模特点凸模有导向（固定卸料板兼）精度相对较高模具寿命长作用0.3mm以上的冲件西华大学张晓洪带导柱的弹顶落料模特点导柱导套导向，间隙控制好弹压卸料、弹压顶出冲裁时压紧，变形小，平整度高用途薄件、平整要求高的零件、易分层的非金属件FLV：2-7-1-2带弹顶导柱落料模西华大学张晓洪2、冲孔模普通板坯冲孔模结构与落料模相似。冲孔的多样性导致冲孔模有更多自己的特点。典型的冲孔模有：（1）冲侧孔模（2）单工序多凸模冲孔模（3）导板式冲小孔模西华大学张晓洪冲侧孔模西华大学张晓洪单工序多凸模冲孔模电机转子片，硅钢片，加工37个均布槽西华大学张晓洪小孔冲模西华大学张晓洪导板式冲小孔模工件Q235，厚2mm，被冲孔φ1西华大学张晓洪1、含义在压力机一次工作行程中，在模具的同一部位能同时完成二道及以上冲压工序的模具。2、结构分类复合冲裁模的零件顺装、倒装3、复合冲裁模的特点紧凑、高效、高精度复杂、制造装配要求高。二、复合冲裁模西华大学张晓洪冲制垫圈的复合冲裁模适用条件0.3mm以上低平直度要求件（刚性推件未压紧制件部分，卸料板也未压紧条料）特点卸料板兼承料平面，冲前无法预压凸凹模若直刃段长，则胀裂力大，须控制其最小壁厚条料废料部分：冲裁时有上下动作改进若上部改为弹性推件，则可加工0.3mm以下的冲件倒装复合模西华大学张晓洪适用条件压紧力稍大，可适合更薄的板料。特点凸凹模内不堆积废料，故其涨力较小；冲孔废料落在下模面上，清理麻烦；弹顶器高度不受空间限制，可调出较大的顶件力，对条料的制件部分也起压料作用；弹压卸料板下平面可适当突出凸模下平面，显预压作用；条料废料无上下运动。顺装复合模西华大学张晓洪如同时冲制三个垫圈的复合模。多层复合模凸凹模凸凹模凸凹模落料凹模顶件板顶件板连接销冲孔凸模西华大学张晓洪比较复合冲裁模正装和倒装的比较西华大学张晓洪复合冲裁模常见工序组合西华大学张晓洪三、级进冲裁模含义（连续模、跳步模）在压力机的一次行程中，能在模具的几个不同位置上同时完成多道冲压工序的模具。不仅冲裁工序如冲孔、切口切槽、落料等，而且其它如拉深、弯曲、胀形、压印等均可集中。类型按精度：普通级进模、精密级进模按步距控制：导正销导正定位级进模、侧刃定距级进模西华大学张晓洪1、用导正销导正定位级进冲裁模粗定位挡料销始用挡料销精确定位导正销实例导板式冲孔落料级进模西华大学张晓洪2、侧刃定距定位级进冲裁模侧刃定距定位原理步距=侧刃宽度实例1、接触环焊片的双侧刃定距的冲裁级进模2、弹压导板级进模西华大学张晓洪3、级进冲裁排样排样需考虑的因素材料利用率、零件精度、冲压成形规律、模具结构、模具强度排样实例级进-复合排样冲裁小间距孔的排样套料级进冲裁排样复杂外形冲裁排样回本章首页