冷冲压工艺与模具设计教案

冷冲压工艺与模具设计教案内容摘要：

来控制送料的进距； ②导向：即在与送料方向相垂直的方向一的定位。 （ 2）定位零件 (nest plate) 1）定位板 用于单个毛坯进行冲压加工。 2）定位销 (pin gahe) 用于单个毛坯进行冲压加工。 3）挡料销 (material stop) 用于保证条料送进时有准确的送进距。 ①固定挡料销 (solid stop) 适用于带料冲裁。 ②活动挡料销 (free stop) 不适用于较薄材料的冲裁。 ③始用挡料销 (storting stop) 用于条料送进时的首次定位。 4）导正销 (pilot) 一般用于级进模中，用以保证级进模冲裁件各部分的相对位置精度。 5）导尺 (guide rule) 其作用是导向 6）侧刃 (notching punch) 以切去条料旁侧少量材料来限定送料进距。 侧刃断面的长度等于步距，若与导正销联合使用，则应在步距的基础 上增加。 冲压定位方式 （ 1）原则 1）在保证精度的前提下，尽可能简单、易于操作； 2）以“必需、够用”为设置定位元件的原则； 3）所设置的定位元件应满足制件生产类型的需求。 4）在保证精度、满足生产类型的前提下，尽可能提高材料利用率。 （ 2）定位方式 1）以定位销（或挡料销）组合定位 即以一定位销（或挡料销）定距，以两定位销（ 或挡料销）导向。 一般用于单工序模和复合工序模等定位精度要求不高的场合。 其特点是制造简单，操作方便，对材料精度要求低，但定位精度低，材料利用率低，生产 效率低。 2）以初始挡料销、定位销（或挡料销）和导尺组合定位 即以初始挡料销确定条料初始位置，以定位销（或挡料销）定距，以导尺导向。 一般适用于三工位以下的级进模。 其特点是制造简单，对材料精度要求较低，但定位精度较低，操作不方便，材料利用率较低，生产效率低。 3）以初始挡料销、定位销（或挡料销）、导正销和导尺组合定位 即以初始挡料销确定条料初始位置，以定位销（或挡料销）粗定距，以导正销作精定位，以导尺导向。 一般适用于三工位以下的级进模。 其特点是制造简单，对材料精度要求较低，定位精度较高，操作不方便，材 料利用率较低，生产效率低。 4）以侧刃和导尺组合定位 即以侧刃定距，以导尺导向。 一般适用于三工位以下的级进模。 其特点是定位精度较高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。 5）以侧刃、导正销和导尺组合定位 即以侧刃精定距，以导正销作精定距，以导尺导向。 适用于多工位级进模。 其特点是定位精度高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。 案例分析 教师姓名 杨秋明 授课班级 授课形式 讲课 授课日期 授课时数 2 授课章节名称 冲压力及压力中心计算 教学目的 1．掌握冲压力的计算方法 2．掌握压力中心的计算方法 教学重点 冲裁力的计算 教学难点 压力中心的计算 更新、补充、删节内容 使用教具 课外作业 课后体会 授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计 冲压力及压力中心计算 常用卸料、出件及压料零、部件 （ 1）卸料板 卸料板 (stripper plate)：指将箍在凸模上的制件或废料从凸模上刮下来的零件。 形式：刚性卸料板和弹性卸料板。 1）刚性卸料板 (fixed stripper) 特点：能承受较大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生产效率不高。 适用范围：料厚（ t）在 以上的材料。 一般用于单工序模。 刚性卸料板与凸模间的单边间隙一般取~。 形式：封闭式、悬臂式、钩形 2）弹性卸料板 (springoperated stripper) 特点：有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前对毛坯有压紧作用，冲压后又使冲压件平稳卸料，从而制件较为平整；但卸料力较小，结构复杂，可靠性与安全性较差。 适用范围：卸料力不是特别大的各种冲裁模。 形式：顺装式模 具的弹性卸料板、倒装式模具的弹性卸料板、橡胶等弹性元件卸料板。 （ 2）顶件装置 顶件装置：指将在凹模中的制件或废料从凹模口顶出的装置。 1）刚性 顶 件装置 特点： 顶 件力大，推件可靠，但不具有压料作用。 2）弹性 顶 件装置 特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，但弹出力有限。 冲压力 冲压力：指冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。 （ 1）冲裁力 冲裁力：指凸、凹模使材料产生分离所需的力。 公式：  tLKF （ 3）推料力（ F 推 ） 推料力：指将冲入凹模的制件或废料顺着冲裁方向从凹模洞口推 出时所需的力。 F 推 =nK 推 F(N) 式中： K 推 —— 推料力系数。 （ 4）顶料力（ F 顶 ） 顶料力：指将冲入凹模的制件或废料逆着冲裁方向从凹模刃口推出时所需的力。 F 顶 =nK 顶 F(N) 式中： K 顶 —— 顶料力系数。 （ 5）总冲压力（ FΣ） 1）采用弹性卸料和上出料方式时 FΣ=F+ F 卸 + F 顶 2）采用刚性卸料和下出料方式时 FΣ=F+ F 推 3）采用弹性卸料和下出料方式时 FΣ=F+ F 卸 +F 推 案例分析： （ 1）电机转子 L=12+3+=； t=； τ =560Mpa （ 2）电机定子 L=+4+2=； t=； τ =560Mpa （ 3）机芯自停杆 L=+4++12=； t=； τ =280Mpa （ 4）电位器按线片 L=； t=； τ =310Mpa 式中： F—— 冲裁力（ N）； L—— 冲裁件周边长度（ mm）； K—— 冲压系数，一般取 K=； K 值与冲裁间隙、模具刃口锋 利成度、压力机状况、模具润滑情况及模具设计安全系数等有关。 t—— 材料厚度（ mm）； τ —— 材料抗剪强度（ Mpa）。 （ 2）卸料力（ F 卸 ） 卸料力：指将箍在凸模上的材料卸下时所需的力。 F 卸 =K 卸 F(N) 式中： K 卸 —— 卸料力系数。 教师姓名 杨秋明 授课班级 授课形式 讲课 授课日期 授课时数 2 授课章节名称 凸、凹模结构设计 教学目的 掌握凸、凹模结构设计的原理与方法 教学重点 凸、凹模结构设计的原理 教学难点 凸、凹模结构类型的选择 更新、补充、删节内容 使用教 具 课外作业 课后体会 授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计 凸、凹模结构设计 凸模 (punch)结构设计 1．凸模的结构型式 分类：按断面形式分为圆形凸模和非圆形凸模。 （ 1）圆形凸模 指凸模端面为圆形的凸模。 常见的圆形凸模的结构形式 适用于冲裁直径 d=1~20mm 范围的圆形凸模，其结构特点是台肩处做成圆滑过渡式或中间加过渡段。 适用于冲裁直径 d=8~30mm 范围的圆形凸模。 适用于冲制孔径与材料厚度相近的小孔的圆形凸模，其采用保护套结构。 适用于冲 大孔或落料的圆凸模。 （ 2）非圆形凸模 基本类型可分为圆形类、矩形类和直通式 若固定端为圆形时，凸模安装定位时需加骑缝销，以防止凸模工作时产生转动。 现广泛使用直通式凸模。 原因在于其加工方便。 2．凸模长度的确定 原则：在满足使用要求的前提下，凸模越短越好。 （ 1）采用固定卸料板的冲裁模凸模长度 L=h1+h2+h3+(15~20)mm 式中 h1—— 凸模固定板厚度； h2—— 卸料板厚度； h3—— 导尺厚度； L—— 凸模长度。 15~20mm—— 包含凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到 凸模固定板间的距离。 3．凸模强度的校核 主要是针对细长凸模或板料厚度较大的情况 凹模 (die block)结构设计 （ 1）凹模刃口形式 Ⅰ型：柱孔口锥形凹模 刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。 常用于冲裁形状复杂或精度要求较高的制件 加工。 Ⅱ型：柱孔口直向形凹模 适用于冲裁小直径制件。 Ⅲ 型：直通形凹模 刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。 多用于有顶出装置上出料的模具。 Ⅳ型：锥形凹模 冲裁件容易漏下，凹模磨损量较小，但刃口强度不高，刃磨后刃口尺寸变化较大，制造较困难。 适用于冲制自 然漏料、精度要求不高、形状简单的制件。 Ⅴ型：锥形柱孔凹模 孔口不易积存制件或废料，刃口强度略差。 适用于形状简单、精度要求不高的制件的冲裁。 （ 2）凹模外形尺寸 凹模厚度： H=Kb 凹模壁厚：小凹模 C=(~2)H 大凹模 C=(2~3)H 式中 b—— 凹模孔的最大宽度 (mm) K—— 系数； H—— 凹模厚度，一般取 15~20mm； C—— 凹模壁厚，一般取 26~40mm。 凸凹模 (blanking punch piercing die) 最小壁厚： 不积聚废料： C= 冲裁软材料： C≈ t 刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变，加工简单，工件容易漏下。 教师姓名 杨秋明 授课班级 授课形式 讲课 授课日期 授课时数 2 授课章节名称 工艺尺寸计算 教学目的 掌握拉深工艺尺寸计算的方法 教学重点 拉深工艺尺寸计算的方法 教学难点 型面分割 更新、补充、删节内容 使用教具 课外作业 课后体会 授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计 排样 (layout) . 1 冲裁排样的方式 排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。 （ 1）按有无废料分 1）有废料排样：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有余料存在。 特点：冲裁件质量易于得到保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低。 案例分析 2）少废料排样和无废料排样：指制件与制件之间、制件与条料边缘之间存在较少、或没有余料。 特点：材料利用率较高，但由于冲裁时凸模单边受力，易于遭到破坏。 案例分析 （ 2）按排列形式分 1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。 案例分析 2）斜排法：适用于椭圆形、 T 形、Г形、 S形制件。 案例分析 3）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、 T 形、Ш形、Ц形制件。 案例分析 4）混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。 案例分析 5）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。 案例分析 6）整裁余料 (搭边 )法：适用于尺寸较小且形状较简单的制件。 案例分析 7）分次裁切余料 (搭边 )法：适用于尺寸较小且形状较复杂的制件。 案例综合分析，得出排样方式 搭边 (scrap allowance) 搭边：指冲裁时制件与制件之间、 制件与条料边缘之间的余料。 （ 1）搭边的作用 ①能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件； ②能保持条料具有一定的刚性，便于送料； ③能起到保护模具的作用。 （ 2）搭边值的选取 查表 案例分析，确定搭边值 材料利用率的计算 （ 1）条料宽度尺寸的确定 1）有侧压装置： B=(L2a)Δ 2）无侧压装置： B=(L+2a+C) Δ 3）采用侧刃 B=(L++nF) Δ 式中： L—— 制件垂直于送料方向的基本尺寸； n—— 侧刃数； Δ —— 条料的宽度公差； a—— 侧面搭边值； C—— 送料 保证间隙： B≤ 100， C=~；B＞ 100， C=~。 （ 2）材料利用率的计算 %100%1000  BA SSS 式中： A—— 在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离 (mm)； B—— 条料宽度 (mm)； S—— 一个步距内制件的实际面积 (mm2)； S0—— 一个步距所需毛坯的面积 (mm2)； 案例材料利用率计算 教师姓名 杨秋明 授课班级 授课形式 讲课 授课日期 授课时数 2 授课章节名称 冲压排样设计 拉深模工作部分的尺寸设计 拉深模结构 设计 教学目的 掌握连续拉深排样设计的方法 掌握拉深模结构设计要点 教学。