模具设计与制造冲裁模

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1、章名·71·第2章冷冲压模具设计2.1冷冲压概述2.1.1冷冲压的概念及特点机器制造中的塑性加工方法主要有锻造和冲压两类。冲压属于板料成形，是利用模具在压力机作用下，使金属板料产生分离或变形，以获得一定形状和尺寸的零件（以下统称工件）的加工方法。由于板料冲压在常温下进行，故也常称为冷冲压。在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成冲压件的工艺装备称为冷冲压模具。在冲压件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冷冲压与其它机械加工方法相比，在技术和经济方面有如下特点：（1）冲压加工

2、的生产效率高，且操作方便，对工人的要求也不高，易于实现机械化与自动化。普通压力机每分钟可生产几十件零件，高速压力机每分钟可生产几百甚至上千件零件。所以它是一种高效率的加工方法。（2）冲压件的尺寸精度由模具来保证，所以质量稳定、互换性好。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，小到仪表零件，大到汽车覆盖件，还可获得其他加工方法难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。（4）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但节能，而且节约金属，冲压件的成本较低。冲压可制造

3、钟表及仪器的小零件，也可制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。但是，冲压加工所使用的模具多为专用工具，有时一个复杂的零件需要多副模具才能加工成形，且模具的制造精度高、技术要求高、成本高。所以只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。此外，冲压还存在一些缺点，主要表现在冲压加工时的噪声、振动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。随着科学技术的进步，这两种问题一定会得到解决。2.

4、1.2冷冲压的基本工序生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量大小、原材料性能的要求，冲压加工的方法是多种多样的。根据材料的变形特点及工厂现行的习惯，冲压的基本工序可分为分离工序与成形工序两大类。分离工序是使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离并获得一定断面质量和尺寸精度的冲压加工方法。章名·71·成形工序是使冲压毛坯在不被破坏的条件下发生塑性变形，以获得所要求的工件形状、尺寸和精度的冲压加工方法。主要冲压工序的分类及相应模具简图见表2-1。表2-1主要冲压工序的分类及相应的模具类别工序名称工序简图工序特征模具简图分

5、离工序切断用剪刀或模具切断板料，切断线不是封闭的冲冲裁落料用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件冲孔用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为废料切口用模具将板料局部切开而不完全分离，切口部分材料发生弯曲切边用模具将工件多余的材料冲切下来弯曲用模具将板料弯成一定角度或一定形状成形工序拉深用模具将板料制成开口空心件章名·71·成成形起伏（压筋）用模具将板料局部拉深成凸起和凹进形状翻边用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁缩口用模具对空心件口部施加由外向内的径向压力，使局部直径缩小胀形用模具对空心件施加向外的径向力，使局部直径扩张

6、整形将工件不平的表面压平；将原先弯曲或拉深件压成正确形状同拉深模具2.1.3常用冲压材料1．材料的种类常用冲压材料一般可分为三大类：黑色金属板料、有色金属板料和非金属板料。（1）黑色金属主要有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。优质碳素结构钢钢板主要用于成形复杂的弯曲件和拉深件。对冷轧钢板，根据国家标准GB708－88规定，按轧制精度（钢板厚度精度）可分为A级和B级：A级较高精度；B级普通精度。对厚度4mm以下的冷轧薄钢板，根据GB／T13237一1991规定：表面质量可分为I

7、、Ⅱ、Ⅲ三组。按拉深级别又分为Z、S、P三级：I高级的精整表面；Ⅱ较高级的精整表面；Ⅲ普通的精整表面；Z最深拉深级；S深拉深级；P普通拉深级。（2）有色金属章名·71·包括有纯铜、黄铜、青铜、铝等。常用的有色金属主要有黄铜板(带)和铝板等.（3）非金属材料主要有纸板、胶木板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等。2．材料的规格冲压用材料大部分都是各种规格的板料、带料、条料和块料。板料的尺寸较大，用于大型零件的冲压。主要规格有500mm×1500mm、900mm×1800mm、1000mm×2000mm等。条料是根据冲压件的

8、需要，由板料剪裁而成，用于中、小型零件的冲压。带料（又称卷料）有各种不同的宽度和长度。成卷状供应的主要是薄料。适用于大批量生产的自动送料。块料一般用于单件小批生产和价值昂贵的有色金属的冲压，并广泛用于冷挤压。关于材料的牌号、规格和性能，可查阅有关设计资料和标准。表2-2给出了常用冷冲压材料的机械性能，从表中数据，可以近似判断材料的冲压性能。表2