第1篇

沖壓成形工藝

及沖壓模第1章沖壓成形概述1.1沖壓成形特點與分類1.2沖壓成形的基本理論1.3沖壓常用材料1.4沖壓設備[本章教學目的及要求]1）了解沖壓成形特點，熟悉沖壓工藝分類。2）了解沖壓成形的基本理論及基本概念。3）了解沖壓常用材料的基本要求及材料種類。4）了解沖壓常用設備的工作原理、結構組成及主要技術參數(shù)。1.1沖壓成形特點與分類1.1.1沖壓成形特點沖壓成形是指在壓力機上通過模具對金屬（或非金屬）板料加壓，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而得到具有一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法沖壓特點：（1）可以獲得其他加工方法不能或難以加工的形狀復雜的零件，如汽車覆蓋件等。（2）由于尺寸精度主要由模具來保證，所以加工出的零件質量穩(wěn)定，一致性好，具有“一模一樣”的特征。（3）材料利用率高，屬于少、無切屑加工。（4）可以利用金屬材料的塑性變形提高工件的強度、剛度。（5）生產(chǎn)率高、操作簡便，易于實現(xiàn)自動化。（6）模具使用壽命長，生產(chǎn)成本低。1.1.2沖壓工序分類（1）分離工序被加工材料在外力作用下因剪切而發(fā)生分離，從而形成具有一定形狀和尺寸的零件，如剪裁、沖孔、落料、切邊等。（2）成形工序被加工材料在外力作用下，發(fā)生塑性變形，從而得到具有一定形狀和尺寸的零件，如彎曲、拉深、翻邊等。1.2沖壓成形的基本理論1.2.1塑性、塑性變形與塑性條件1．塑性塑性是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力。2．影響塑性變形的主要因素（1）金屬的成分和組織結構（2）變形溫度（3）應力狀態(tài)3．塑性條件屈服準則：“當某點的等效應力達到某一臨界值時，材料就開始屈服”簡化式為：1.2.2真實應力—應變曲線1．加工硬化金屬變形過程中隨著塑性變形程度的增加，其變形抗力（即每一瞬間的屈服強度）增加，硬度提高，而塑性和塑性指標（δ、ψ）降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。2．真實應力、真實應變的概念真實應力：瞬間的載荷與該瞬間試棒的截面積之比3．真實應力—應變曲線1.3沖壓常用材料1.3.1沖壓常用材料的基本要求（1）沖壓件的功能要求（2）沖壓工藝的要求

沖壓成形性能：是指所沖板料對沖壓加工的適應能力。

（1）抗破裂性是指金屬薄板在沖壓成形過程中抵抗破裂的能力

（2）貼模性是指金屬薄板在沖壓成形加載過程中獲得模具形狀和尺寸且不產(chǎn)生皺紋等板面幾何缺陷的能力。

（3）定形性是指沖壓成形制件脫模后抵抗回彈，保持其在模內(nèi)既得形狀和尺寸的能力。

沖壓成形性能的好壞可以通過板料的力學性能指標進行衡量——拉伸試驗（1）屈服強度（2）屈強比

（3）延伸率

（4）硬化指數(shù)n和彈性模數(shù)E（5）塑性應變比（6）塑性應變比各向異性系數(shù)

力學性能指標：

凸耳的形成

1.3.2沖壓常用材料常用的黑色金屬材料有：（1）普通碳素鋼鋼板如Q195、Q235等。（2）優(yōu)質碳素結構鋼鋼板如08、08F、10、20等。（3）低合金結構鋼板如Q345（16Mn）、Q295（09Mn2）等。（4）電工硅鋼板如DR510-50等。（5）不銹鋼板如1Cr18Ni9Ti、1Cr13等。常用的有色金屬有：銅及銅合金；鋁及鋁合金。此外還有鎂錳合金板、錫磷青銅板、鈦合金板及鎳銅合金板等。沖壓用材料最常用的是金屬板料，大量生產(chǎn)可采用專門規(guī)格的卷料，特殊情況可采用塊料，它適用于單件小批生產(chǎn)和價值昂貴的有色金屬的沖壓。a）鋼板b）卷料1.4沖壓設備沖壓設備的種類很多，其分類的方法也很多：按驅動滑塊力的種類可分為：機械的、液壓的、氣動的等；按滑塊個數(shù)可分為單動、雙動、三動等；按驅動滑塊機構的種類又可分為曲柄式、肘桿式、摩擦式；按機身結構形式可分為開式、閉式等。1.4.1曲柄壓力機1．曲柄壓力機的結構及工作原理（1）工作機構工作機構主要由曲軸、連桿和滑塊組成。

（2）傳動系統(tǒng)

（3）操作系統(tǒng)

（4）支承部件

2．曲柄壓力機的型號3．曲柄壓力機的技術參數(shù)（1）公稱壓力（kN）（2）滑塊行程（3）滑塊行程次數(shù)（4）壓力機最大裝模高度Hmax（5）工作臺尺寸和滑塊底面尺寸（6）模柄孔尺寸1.4.2液壓機1．液壓機的結構及工作過程液壓機是根據(jù)帕斯卡原理制成的，它利用液體壓力來傳遞能量1—充液罐2—上梁3—主缸及活塞4—活動橫梁5—立柱6—下梁7—頂出缸2．液壓機型號的表示方法3．液壓機的技術參數(shù)（1）公稱壓力（公稱噸位）（2）最大凈空距（開口高度）（3）最大行程（4）工作臺尺寸（長×寬）（5）回程力（6）活動橫梁運動速度（滑塊速度（7）允許最大偏心距（8）頂出器公稱壓力及行程2.1沖裁工藝及沖裁件的工藝性2.2沖裁件工藝分析及計算2.3沖裁模的典型結構2.4沖裁模設計2.5沖裁模設計實訓

第2章沖裁工藝與沖裁模[本章教學目的及要求]1）掌握沖裁的概念。2）熟悉沖裁件的工藝要求。3）了解沖裁變形過程，熟悉沖裁件的斷面特征。4）掌握排樣設計方法、沖裁模模具刃口尺寸的計算方法。5）掌握沖裁工藝力的計算方法，了解沖裁設備的選用方法。6）掌握沖裁模的分類及結構組成，熟悉典型沖裁模的結構及工作原理。7）掌握沖裁模各組成零件的設計方法。沖裁結束的標志：凸模穿過板料進入凹模2.1.1沖裁工藝概述

2.1沖裁工藝及沖裁件的工藝性規(guī)則形狀不規(guī)則形狀封閉輪廓不封閉輪廓沖裁就是利用模具使板料沿一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的沖壓工藝。簡單地說沖裁就是利用模具使板料產(chǎn)生分離的過程。沖裁的概念主要基本沖裁工序：落料和沖孔落料與沖孔均是利用模具使板料的一部分與另一部分沿一封閉的輪廓線相分離，若分離的目的是得到封閉輪廓線以內(nèi)的部分則為落料，反之為沖孔。落料沖孔沖裁用的模具叫沖裁模沖裁模特點：凸、凹模之間有間隙。刃口鋒利。根據(jù)沖裁變形機理的不同，沖裁可分為：普通沖裁精密沖裁沖裁分類

沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。是從產(chǎn)品設計角度提出的要求。沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。沖裁件的工藝性由其結構形狀、精度要求、形位公差和技術要求等方面決定。2.1.2沖裁件的工藝性1.沖裁件的結構工藝性（1）沖裁件的結構盡可能簡單、對稱，盡可能有利于材料的合理利用。對比兩種結構（2）沖裁件的外形和內(nèi)孔應避免尖銳的清角，宜有適當?shù)膱A角。（3）沖裁件上應避免窄長的懸臂和凹槽。一般凸出和凹入部分的寬度B應大于或等于板厚t的1.5倍，即B≥1.5t。（4）孔邊距、孔間距

應大于或等于板厚t的1.5倍。（5）在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應保持一定距離。（6）沖孔時，孔的尺寸不應太小。2.沖裁件的尺寸精度共分為11級，用符號ST表示，從ST1到ST11逐級降低。普通沖裁件公差等級選用3.沖裁件的斷面粗糙度2.2.1沖裁變形過程2.2沖裁工藝分析及計算1.彈性變形階段2.塑性變形階段3.斷裂分離階段模具間隙合適時，沖裁變形過程可分為：沖頭剛接觸板料的初始階段，發(fā)生彈性變形。1.彈性變形階段初始塌角（圓角）材料翹曲內(nèi)部應力滿足塑性變形條件2.塑性變形階段更大的塌角塑性剪切——光亮帶內(nèi)部應力達到極限刃口附近出現(xiàn)微裂紋沖頭繼續(xù)下行，壓力增大，微裂紋擴展。間隙合適，上下裂紋重合，板料斷裂分離。3.斷裂分離階段產(chǎn)生粗糙而帶有錐度的斷裂帶毛刺形成重要結論：(不考慮彈性回復）落料件尺寸=凹模刃口尺寸沖孔件尺寸=凸模刃口尺寸2.2.2沖裁件的斷面特征塌角帶a：刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和拉伸變形。光亮帶b：塑性剪切變形。質量最好的區(qū)域。斷裂帶c：裂紋形成及擴展。毛刺d：間隙存在，裂紋產(chǎn)生不在刃尖，毛刺不可避免。正常間隙下，沖裁件斷面由四個部分組成：圓角帶開始于第一階段，在第二階段變大光亮帶形成于第二階段斷裂帶形成于第三階段毛刺開始于第二階段，形成于第三階段1.沖裁件的斷面特征質量最好的部分：光亮帶裂紋不對刃尖，而是在凸、凹模側面稍上一點的位置2.影響沖裁件斷面質量的因素(１)材料性能的影響(２)模具間隙的影響間隙過小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶間隙過大，斷面質量最差間隙合適，上下裂紋重合，斷面質量好間隙偏小，斷面質量較好間隙偏大，斷面質量下降2.2.3排樣設計

排樣——沖裁件在板料或條料上的布置方法。

排樣方案是模具結構設計的依據(jù)之一。在大批量生產(chǎn)中，原材料的成本占產(chǎn)品成本的60%以上

合理的排樣：提高材料利用率、降低成本，保證沖件質量及提高模具壽命。1.排樣的分類2.排樣的形式搭邊：排樣時，工件與工件之間，工件與條（板）料邊緣之間的工藝余料。有搭邊和側搭邊之分。3．搭邊用于定位；補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率；提高模具壽命。搭邊的作用搭邊值的確定確定原則：滿足作用的前提下取最小值，具體的可查閱相關的設計資料，如書中表3-3（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。4.送料步距

步距是指模具每沖裁一次，條料在模具上前進的距離。

當單個步距內(nèi)只沖裁一個零件時，送料步距的大小等于條料上兩個零件對應點之間的距離

S=L+a1

5.條料寬度B6.板料規(guī)格及裁板方式分別計算η縱、η橫,比較取大者,實際生產(chǎn)中還需考慮生產(chǎn)效率和操作方便等?？煽v裁,亦可橫裁軋制方向7.材料利用率材料利用率是指零件的實際面積與所用材料面積的百分比。一個步距內(nèi)的材料利用率8.排樣圖一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸、步距S、工件間搭邊和側搭邊。排樣圖通常畫在總裝配圖右上角。1．沖裁間隙沖裁模具間隙是指沖裁模具中凹模與凸模刃口側壁之間的距離，用符號c表示，是指單面間隙。（GB/T16743-2010）2.2.4沖裁工藝計算（1）間隙對沖裁過程的影響1）間隙C對沖裁件質量的影響

適當降低間隙值，可有效提高沖裁件的斷面質量。2）間隙C對沖裁工藝力的影響

C增大，沖裁力F沖有一定程度降低。C增大，F(xiàn)卸、F推、F頂減小，則總的沖壓力下降。反之，C減小時，各沖裁工藝力都會增加，則總沖壓力增加。3）間隙C對模具壽命的影響

C增大時，由于沖裁工藝力均減小，使得模具的磨損減小，凹模刃口漲裂減小，因此壽命提高。反之壽命縮短。

（2）合理沖裁間隙的確定——查表確定法

金屬板料沖裁間隙值（GB/T16743-2010）2.沖裁模刃口尺寸設計（1）凸、凹模刃口尺寸的計算原則１）落料時，選凹模作基準，首先設計凹模刃口尺寸，凹模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸，以保證模具磨損到一定范圍內(nèi)磨損后，仍能沖出合格零件。凸模刃口尺寸則按凹模刃口尺寸減去最小間隙值確定。2）沖孔時，選凸模作基準，首先設計凸模刃口尺寸，凸模刃口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸，以保證模具磨損到一定范圍內(nèi)磨損后，仍能沖出合格零件。凹模刃口尺寸則按凸模刃口尺寸加上最小間隙值確定。間隙通過增大凹模刃口尺寸得到。

3）凹模和凸模制造公差主要與沖裁件的精度和形狀有關。模具制造精度一般為IT6級左右。為了使新模具間隙不小于最小合理間隙，一般凹模標注成+δd，凸模公差標成－δp。1）互換加工法凸、凹模刃口尺寸計算

磨損系數(shù)x值表2.12磨損系數(shù)x材料厚度t/mm非圓形工件x值圓形工件x值10.750.50.750.5工件公差Δ/mm1<0.160.17~0.35≥0.36<0.16≥0.161~2<0.200.21~0.41≥0.42<0.20≥0.202~4<0.240.25~0.49≥0.50<0.24≥0.24>4<0.300.31~0.59≥0.60<0.30≥0.302）配合加工法中凸、凹模刃口尺寸計算a）落料件b）沖孔件A類尺寸

B類尺寸

C類尺寸

沖裁力是指沖裁時所需的壓力。這里指沖裁過程中的最大值。用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力F一般按下式計算：注：F——沖裁力；

L——剪切長度；

t——材料厚度；τ——材料抗剪強度；K——安全系數(shù)。一般取K＝1.3F3.沖裁工藝力及沖裁壓力中心的計算

(1)沖裁力的計算降低沖裁力的方法1．階梯凸模沖裁2．斜刃沖裁3．加熱沖裁（紅沖）2.卸料力、推件力和頂件力的計算從凸模或凸凹模上將制件或廢料卸下來所需的力

。從凹模內(nèi)順沖裁方向將制件或廢料推出所需的力。

從凹模內(nèi)逆沖裁方向將制件從凹?？變?nèi)頂出的力。

卸料力：推件力：頂件力：卸料力推件力頂件力F卸=K卸FF推=nK推FF頂=K頂F1）根據(jù)模具結構特征計算總的沖裁工藝力F總。采用剛性卸料裝置和下出料方式出料時，總的沖裁工藝力為：采用彈性卸料裝置和上出料方式時，總的沖裁工藝力為：采用彈性卸料裝置和下出料方式時，總的沖裁工藝力為：2）根據(jù)總的沖裁工藝力查閱設備資料，使設備的公稱壓力F設≥F總，由此初步選擇設備，并得到設備的有關參數(shù)。（3）壓力機噸位的選擇沖裁壓力中心就是沖裁力的合力作用點。

形狀對稱的沖裁件，其壓力中心位于沖裁輪廓的幾何中心上。復雜形狀工件或多凸模沖裁件的沖裁壓力中心，可按力矩平衡原理進行解析計算。3．沖裁壓力中心的計算1）按比例將沖裁工件的沖裁輪廓畫出。2）建立直角坐標系xoy。3）將沖裁件的沖裁輪廓分解為若干直線段和圓弧段L1、L2、

L3……Ln等基本線段。因為沖裁力與輪廓線長度成正比關系，故可用線段長度代替沖裁力進行壓力中心計算。4）計算各基本線段的長度及其重心到坐標軸x、y的距離y1、y2、y3……yn和x1、x2、x3……xn。5）計算壓力中心坐標xc、yc。單凸模沖壓復雜形狀沖裁件壓力中心計算2.5沖裁模的典型結構2.5.1沖裁模結構組成典型沖裁模結構—般由五部分零件組成2.5.2沖裁模的典型結構單工序沖裁模是指在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的沖裁模。1.單工序沖裁模帶剛性卸料裝置的落料模2．連續(xù)沖裁模連續(xù)沖裁模是指在壓力機的一次行程中，在模具的不同部位上同時完成兩個或兩個以上沖裁工序的模具

側刃和導正銷聯(lián)合定距的級進沖裁模

3.復合沖裁模只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時完成兩道或兩道以上的沖壓工序的模具倒裝復合模正裝復合模正裝式復合模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

倒裝式復合模工藝結構零件：工作零件：凸模、凹模、凸凹模、側刃定位零件：導料板、擋料銷、導正銷等卸料及推件零件：卸料板、推件塊、頂件塊、廢料切刀輔助結構零件：導向零件：導柱、導套、導板連接固定零件：固定板、墊板、模柄、上模座、下模座、螺釘、銷釘?shù)?.6沖裁模設計凸模凹模凸凹模側刃作用是使材料產(chǎn)生分離，得到所需沖裁件形狀和尺寸（這里根據(jù)習慣仍將側刃放在定位零件一節(jié)講授）2.6.1工作零件的設計1.凸模設計結構形式固定方式尺寸設計材料選用熱處理要求校核按截面形狀分有圓形截面凸模和異形截面凸模（1）圓凸模的結構形式及固定方法

小型圓凸模已有標準件可用，見JB/T5825-2008~JB/T5829-2008材料推薦采用：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV、CrWMn硬度要求：Cr12MoV、Cr12、Cr6WV刃口58~62HRC，頭部固定部分40~50HRC；CrWMn刃口56~60HRC，頭部固定部分40~50HRC圓柱頭縮桿圓凸模的結構及固定方式?jīng)_小孔凸模結構形式與固定方法(2）非圓形凸模的結構形式及固定方法臺階式結構：固定部分為圓形直通式結構(3）凸模長度的確定—與模具結構有關

L=H1+H2+H3+A

凹模結構形式及固定方式凹模刃口設計凹模外形設計凹模材料選用凹模熱處理要求2．凹模設計整體式組合式鑲塊式（1）凹模結構形式及固定方式JB/T7643.1-2008和JB/T7643.4-2008整體式凹模有矩形和圓形兩種整體式凹模—普通沖壓模里常用的結構推薦材料：T10A，9Mn2V，Cr12，Cr12MoV熱處理硬度：60~64HRC整體式凹模固定方式固定方式——螺釘、銷釘直接緊固于下模座中（2）凹模刃口形式確定（3）凹模外形設計1）凹模外形形狀由此得到凹模外形的計算尺寸為：2）凹模的外形尺寸凸凹模是復合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸3．凸凹模的設計單個毛坯是被“放進”模具指定位置條料是沿著一定方向被“推進”模具作用是控制條料送進模具的距離，即控制進距的.常見的結構有擋料銷，側刃，導正銷等。1.擋料零件的設計（1）擋料銷

圓頭擋料銷

彈頂擋料銷始用擋料裝置常裝于導料板內(nèi)，多用于級進模的首次送料（4）導正銷主要用于級進模的精確定位。是標準件。導正銷推薦選用9Mn2V

選用依據(jù)是預沖孔的孔徑d。

h送料方向導正銷的導正原理——先沖孔再導正標準B型導正銷的結構及固定方式

導正銷是活動的，可以上、下移動側刃：在級進模中，為了限定條料送進距離，在條料側邊沖切出一定形狀缺口的工作零件。側刃有標準件，推薦選用T10A，熱處理硬度56~60HRC。標準側刃選用方法：依據(jù)進距，側刃的刃口長度＝進距作用是控制條料的送進距離，即控制進距。（3）定距側刃

側刃定距原理標準側刃AAA—A2．導料零件的設計常見的導料零件有：導料板導料銷作用是保證條料沿正確的方向送進模具（1）導料板通常為2塊，分布在條料送進方向的2側，利用螺釘銷釘直接固定在凹模上，有兩種形式：標準結構：推薦材料45鋼，熱處理硬度28~32HRC非標準結構：導料板和卸料板為一整體作用是控制條料的送進方向導料板的固定方式（2）導料銷一般至少需設兩個，并位于條料的同側，為標準結構，材料推薦采用45鋼，熱處理硬度43~48HRC

3.定位板和定位銷利用毛坯外形或內(nèi)形進行定位利用毛坯內(nèi)形進行定位2.4.3壓料、卸料、送料零件設計卸料裝置（廢料切刀）推件裝置頂件裝置作用是壓住板料和卸下或推出制件與廢料的零件1．卸料裝置根據(jù)卸料力的來源不同分為：剛性卸料裝置彈性卸料裝置(常用）廢料切斷刀（拉深件切邊時卸料用）作用是卸下箍在凸?；蛲拱寄Ｍ饷娴闹萍驈U料。彈性卸料裝置由卸料板、彈性元件和卸料螺釘三部分組成，通常裝于上模，也可裝于下模。卸料力是由于彈性元件的被壓縮所產(chǎn)生的。這種卸料板常用于料較薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的沖壓。一般情況下，卸料板的外形和尺寸與凹模一致，如果彈性元件過多或過大，允許將卸料板尺寸加大，以便于安置彈性元件。卸料板的孔型與本次沖壓的凸模外形相吻合，兩者之間留有一定間隙，卸料板的厚度取決于所沖板料的厚度。卸料螺釘是標準件（不同于固定用螺釘，是模具中專用的），可直接從標準中選用。常用的彈性元件有彈簧和橡皮，均為標準件，可按條件選用。需要設計：卸料板，彈性元件和卸料螺釘。剛性推件裝置彈性推件裝置作用是順著沖壓方向推出卡在凹?？變?nèi)的制件或廢料。根據(jù)推件力的來源不同有：

2．推件零件設計剛性推件裝置組成零件作用是逆著沖壓方向頂出卡在凹模洞口內(nèi)的料。3.頂件裝置

導柱導套導板滑動導柱導套滾珠導柱導套2.4.4導向零件的設計作用是保證運動導向和確定上、下模相對位置，目的是使凸模能正確的進入凹模，并盡可能的使凸、凹模周邊間隙均勻?；瑒訉е讓驅е蛯椎难b配H—模具閉合高度滾珠導向裝置滾珠導向裝置滾珠導向裝置

鋼球保持架

導柱導套在模具中的安裝位置模座（架）模柄墊板固定板螺釘銷釘作用是將凸模、凹模固定于上、下模，以及將上、下模固定在壓力機上。包括：2.4.5

固定零件的設計1.模座根據(jù)導柱、導套的配合不同，標準模架有：滑動導向模架滾珠導向模架上模座下模座導柱導套標準模架不包含模柄標準模架有上模座和下模座，作用是用于裝配和支撐上?；蛳履Ｋ昧悴考?。上、下模座與導柱、導套組成標準模架

滑動鋼板導向模架模具中是否采用墊板，取決于兩個條件：凸模固定端面對模座產(chǎn)生的單位壓力超出模座允許承受的壓力，此時需要加墊板，即：σ=P/F≥[σ壓]上模中采用剛性推件裝置需要在模座中加工孔設在凸、凹模與模座之間，承受和分散沖壓負荷，防止上、下模座被壓出凹坑

2．墊板墊板設計墊板是標準件，有圓形墊板（JB/T7643.6-2008）和矩形墊板（JB/T7643.6-2008），選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸，即墊板的平面尺寸與凹模相同，厚度一般取5~12mm，材料推薦選用45鋼，熱處理硬度43~45HRC。在設計復合模時，凸凹模與模座之間有時應加裝墊板。作用是安裝并固定小型的凸?；虬寄＃⒆鳛橐粋€整體最終安裝在上模座或下模座上。是標準件，有矩形和圓形2種。3．固定板固定板的設計凸模固定板的選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸，即固定板的平面尺寸與凹模相同，厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6或H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料推薦采用45鋼，熱處理硬度28~32HRC。壓入式模柄旋入式模柄凸緣模柄浮動模柄選用原則：壓力機的模柄孔直徑常用的標準模柄有：

模柄材料推薦采用Q235A或45鋼作用是把模具的上模固定在壓力機滑塊上，通常應用于中小型模具。4．模柄a)壓入式模柄b)旋入式模柄c)凸緣模柄d)浮動模柄常用模柄的四種標準結構

模具中的緊固零件主要包括螺釘、銷釘?shù)?。螺釘最好選用內(nèi)六角螺釘，銷釘常采用圓柱銷，設計時，圓柱銷不能少于兩個。銷釘與螺釘?shù)木嚯x不應太小，以防強度降低。模具中螺釘、銷釘?shù)囊?guī)格、數(shù)量、距離尺寸等在選用時可參考國標中冷沖模典型組合進行設計。

5．螺釘、銷釘螺釘直徑的選用同一副模具中的螺釘、銷釘直徑相同。2.4.6模具的閉合高度模具的閉合高度H是指模具在工作位置下極點時，下模座的下平面與上模座的上平面之間的距離。模具閉合高度H必須與壓力機的裝模高度相適應，使之介于壓力機最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，即：

Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mmH第3章彎曲工藝與彎曲模3.1彎曲工藝及彎曲件工藝性3.2彎曲工藝分析及計算3.3彎曲模的典型結構3.4彎曲模設計3.5彎曲模設計實訓[本章教學目的及要求]1）掌握彎曲的概念，了解彎曲的應用。2）熟悉彎曲件的工藝要求。3）了解彎曲變形特點、熟悉彎曲缺陷及克服缺陷常用的措施。4）掌握彎曲件毛坯展開尺寸的計算方法。5）掌握彎曲力的計算方法，了解彎曲設備的選用方法。6）熟悉典型彎曲模結構及工作原理。7）掌握彎曲模工作零件的設計方法。彎曲是指在沖壓生產(chǎn)中，把金屬坯料彎折成一定角度或形狀的過程。

3.1彎曲工藝及彎曲件工藝性3.1.1彎曲工藝概述彎曲示例生活中的彎曲零件用模具成形彎曲件一用模具成形彎曲件二彎曲使用的模具叫彎曲模。

彎曲件的工藝性是指彎曲零件的形狀、尺寸、精度、材料以及技術要求等是否符合彎曲加工的工藝要求，即彎曲件對彎曲加工的適應性——從產(chǎn)品設計的角度提出的要求。3.1.2彎曲件的工藝性1.彎曲件的結構工藝性（1）為防止彎曲時產(chǎn)生偏移，要求彎曲件形狀和尺寸盡可能對稱（2）在局部彎曲某一段邊緣時，為避免彎曲根部撕裂，應在彎曲部分與不彎曲部分之間切槽或在彎曲前沖出工藝孔2.對彎曲件的尺寸要求（1）彎曲半徑。彎曲件的彎曲半徑不宜小于最小彎曲半徑

（2）彎曲件直邊高度。彎曲件的直邊高度應為h>r+2t

（3）彎曲件孔邊距離。彎曲直角時，lmin=r+2t

（4）壓彎處寬度。為保證彎曲變形區(qū)截面寬度方向上的精度，可預先在變形區(qū)切出工藝槽

3.對彎曲件的精度要求彎曲件的尺寸公差須符合GB/T13914-2002，角度公差符合GB/T13915-2002，未注形位公差符合GB/T13916-2002，未注形位公差尺寸的極限偏差符合GB/T15055-2007

4.對彎曲件的材料要求

彎曲件的材料要具有良好的塑性，較小的屈強比，較大的彈性模量5.對尺寸標注的要求3.2.1彎曲變形過程

3.2彎曲工藝設計及計算l0>l1>l2>lr0>r1>r2>ra）自由彎曲b）校正彎曲兩種彎曲方式

a1b1彎曲后彎曲前3.2.2彎曲變形分析寬板彎曲窄板彎曲彎曲毛坯的橫截面變化情況彎曲變形區(qū)的變形特點工件分成了直邊和圓角兩個部分，變形主要發(fā)生在圓角部分，圓角是彎曲變形的主要變形區(qū)。變形區(qū)變形不均勻：外區(qū)切向受拉伸長；內(nèi)區(qū)切向受壓縮短，出現(xiàn)應變中性層——變形前后長度不發(fā)生變化的金屬層。變形區(qū)厚度變薄，η＝t’/t≤1，變薄程度與r的大小有關。橫截面的變化：寬板不變，窄板內(nèi)區(qū)變寬、外區(qū)變窄。1.彎裂3.2.3彎裂、偏移與回彈

彎裂是指彎曲變形區(qū)外層材料產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。產(chǎn)生彎裂的主要原因是彎曲變形程度超出被彎材料的成形極限。因此只要限制每次彎曲時的變形程度，就可以避免彎裂。彎曲變形程度

r/t越小，彎曲變形程度越大，有一最小相對彎曲半徑rmin/trmin/t——保證彎曲變形區(qū)外層纖維不產(chǎn)生彎裂時所允許的最小相對彎曲半徑。r/t——表示彎曲變形程度大小。2.偏移

偏移是指彎曲過程中板料毛坯在模具中發(fā)生移動的現(xiàn)象。偏移的結果使彎曲件兩直邊的長度不符合圖紙要求，因此必須消除偏移現(xiàn)象。

產(chǎn)生偏移的主要原因：（1）彎曲件坯料形狀左右不對稱（2）坯料定位不穩(wěn)定，壓料效果不理（3）模具結構左右不對稱?？刂破频闹饕胧?/p>

1）選擇可靠的定位和壓料方式，采用合適的模具結構

2）對于小型不對稱的彎曲件采用成對彎曲再剖切的工藝

3.回彈當彎曲件從模具中取出時，其形狀和尺寸變得與模具不一致的現(xiàn)象叫彎曲回彈，簡稱回彈或彈復或回跳?；貜椀脑蚴撬苄詮澢鷷r的總變形是由塑性變形和彈性變形兩部分組成，當外載荷去除后，塑性變形保留下來，而彈性變形會完全消失?；貜椀拇笮⊥ǔＳ媒嵌然貜椓喀う?/p>

和曲率回彈量Δρ

來表示

1.影響回彈的主要因素：１)材料的力學性能:屈服極限越大、硬化指數(shù)越高，回彈量越大；

彈性模量越大，回彈越小。２)相對彎曲半徑越大，回彈越大。3)模具間隙U形彎曲模的凸、凹模單邊間隙c對Δθ影響很大，間隙越大，則Δθ也越大；c<t時，甚至可能使Δθ為負值。

4)彎曲方式：校正彎曲的回彈比自由彎曲時大為減小。5)工件形狀：

形狀越復雜、一次彎曲的角度越多，回彈越小。1）補償法即預先估算或試驗出工件彎曲后的回彈量，在設計模具時，使彎曲工件的變形超過原設計的變形，工件回彈后得到所需要的形狀。

2.減少回彈的措施校正法是在模具結構上采取措施，讓校正壓力集中在彎角處，使其產(chǎn)生一定塑性變形，克服回彈。

（2）校正法1.應變中性層的位置應變中性層是指彎曲變形前后長度保持不變的金屬層?；驈澢冃螀^(qū)切向應變?yōu)榱愕慕饘賹印?.2.4彎曲件展開長度計算ρ=r+xt

4）根據(jù)各中性層彎曲半徑ρ1、ρ1…與對應彎曲中心角α1

、α2

……計算各圓弧段展開長度l1、l2……

2．彎曲件展開長度計算(1)圓角半徑r＞0.5t的彎曲件展開長度

1)計算直線段a、b、c……的長度。2)計算r/t，根據(jù)表3.2查出中性層位移系數(shù)x值。3）按公式（3.1）計算各圓弧段中性層彎曲半徑ρρ=r+xt5）計算總展開長度L（2）圓角半徑r<0.5t的彎曲件可直接從設計手冊上查得相應公式進行計算當彎曲件的彎曲角度為90°時

L=a+b+1.57(r+xt)1.彎曲力的計算3.2.5彎曲力計算3．頂件力或壓料力頂件力：壓料力：4．壓力機噸位的確定

對于有壓料的自由彎曲，壓力機的噸位選擇需要考慮彎曲力和壓料力的大小，即：對于校正彎曲,選擇壓力機噸位時可以只考慮校正彎曲力，即：3.3.1.V形件彎曲模3.3彎曲模的典型結構L形件彎曲模3.3.2U形件彎曲模1．一般U形件彎曲模2．U形件可調(diào)彎曲模3．閉角彎曲模3.3.3帽罩形件彎曲模（四角彎曲模）帽罩形件兩次彎曲模

低帽罩形件一次彎曲成形模

高帽罩形件一次彎曲模3.3.4Z形件彎曲模兩道工序彎曲大圓首次彎曲二次彎曲1－支撐2－凸模3－擺動凹模4－頂板大圓一次彎曲模小圓兩次彎曲模小圓一次彎曲模１．形狀簡單的彎曲件：采用一次彎曲成形。形狀復雜的彎曲件：采用二次或多次彎曲成形。２．批量大而尺寸較小的彎曲件：盡可能采用級進?；驈秃夏?。３．需多次彎曲時：先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應考慮后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已成形的形狀。４．彎曲件形狀不對稱時：盡量成對彎曲，然后再剖切。3.4彎曲模設計3.4.1彎曲件的工序安排一次彎曲二次彎曲第一次彎曲第二次彎曲2.彎曲工序安排示例三次彎曲第一次彎曲第二次彎曲第三次彎曲3.4.2彎曲模中的毛坯定位1．定位銷定位2．定位尖、頂桿、頂板定位3．定位板定位1.凸、凹模間隙c凸、凹模間隙大小影響到彎曲力、彎曲模壽命和彎曲件質量。V形彎曲件的模具間隙不需要設計，可通過調(diào)整壓力機閉合高度得到鋼板c=（1.05~1.15）t

有色金屬c=（1~1.1）t當對彎曲件的精度要求較高時，間隙值應適當減小，可以取c=t。3.4.3凸凹模工作部分尺寸確定

2.凸、凹模寬度尺寸3.凸、凹模圓角半徑和凹模深度（1）凸模圓角半徑當彎曲件的內(nèi)側彎曲半徑為r時，凸模圓角半徑應等于彎曲件的彎曲半徑，即rp=r，但必須使r大于允許的最小彎曲圓角半徑。若因結構需要，必須使r小于最小彎曲半徑時，則可先彎成較大的圓角半徑，然后再采用整形工序進行整形。（2）凹模圓角半徑凹模圓角半徑的大小影響彎曲過程中的彎曲力、彎曲模壽命和彎曲件質量。（3）凹模工作部分深度

第4章拉深工藝與拉深模

4.1拉深工藝及拉深件的工藝性4.2拉深件工藝分析及計算4.3拉深模的典型結構4.4拉深模設計4.5拉深模設計實訓[本章教學目的及要求]1）掌握拉深的概念，了解拉深的應用。2）熟悉拉深件的工藝要求。3）了解拉深的變形特點、拉深缺陷及克服缺陷的措施。4）掌握無凸緣直壁圓筒形件的工藝計算方法。5）了解有凸緣直壁圓筒形件的工藝計算方法。6）了解拉深設備的選用方法。7）熟悉典型拉深模的結構及工作原理。8）掌握拉深模工作零件的設計方法。拉深是利用拉深模在壓力機的壓力作用下，將平板毛坯壓成各種開口的空心件或將已制成的空心件加工成其它形狀空心件的加工方法。不變薄拉深變薄拉深4.1拉深工藝及拉深件的工藝性4.1.1拉深工藝概述拉深用的模具叫拉深模拉深件類型a）直壁旋轉體拉深件

；b)曲面旋轉體拉深件c)盒形件；d）非旋轉體曲面形狀拉深件

4.1.2拉深件的工藝性拉深件的工藝性是指拉深件對拉深工藝的適應性。這是從拉深加工的角度對拉深產(chǎn)品設計提出的工藝要求。具有良好工藝性的拉深件，能簡化拉深模的結構，減少拉深的次數(shù)、提高生產(chǎn)效率。拉深件的工藝性主要從拉深件的結構形狀、尺寸、精度及材料選用等方面提出。

（1）拉深件形狀應盡量簡單、對稱，盡可能一次拉深成形。盡量避免急劇的外形變化。（2）標注尺寸時，應根據(jù)使用要求只標注內(nèi)形尺寸或只標注外形尺寸，筒壁和底面連接處的圓角半徑只能標注在內(nèi)形，材料厚度不宜標注在筒壁或凸緣上。

（3）拉深件的底部或凸緣上有孔時，孔邊到側壁的距離不應小于0.5t，拉深件側壁上的沖孔，孔中心與底部或凸緣的距離應滿足

1．拉深件的形狀與尺寸（4）多次拉深件的筒壁和凸緣的內(nèi)、外表面應允許出現(xiàn)壓痕。（5）非對稱的空心件應進行組合，成對拉深，然后將其切成兩個或多個零件。2．拉深件的高度拉深件的高度h對拉深成形的次數(shù)和成形質量均有重要的影響，常見零件一次成形的拉深高度為：無凸緣圓筒形件

帶凸緣圓筒形件

拉深件的底與壁、凸緣與壁的圓角半徑應滿足：rp1≥ｔ，rd1≥2ｔ，ｒc1≥3ｔ。否則，應增加整形工序。

3．拉深件的圓角半徑4．拉深件的尺寸精度拉深件的尺寸精度應符合GB/T13914-2013，未注公差尺寸極限偏差應符合GB/T15055-2007要求。由于材料的各向異性，拉深件的口部和凸緣外緣一般是不整齊的，拉深結束后需要增加切邊工序。

5．拉深件的材料選用用于拉深件的材料，應該具有良好的塑性，較小的屈強比和較大的塑性應變比。4.2.1拉深變形過程及特點拉深是材料塑性流動的過程4.2拉深工藝設計及計算拉深前：a=a=……=ab=b=……=b料厚t筒底筒壁坐標網(wǎng)格試驗

網(wǎng)格拉深前后的變化拉深前拉深后拉深時的網(wǎng)格受力拉深變形特點：（1）位于凸模下面的材料基本不變形，拉深后成為筒底，變形主要集中在位于凹模表面的平面凸緣區(qū)（即D-d的環(huán)形部分），該區(qū)是拉深變形的主要變形區(qū)。（2）變形區(qū)的變形不均勻，沿切向受壓而縮短，沿徑向受拉而伸長，越往口部，壓縮和伸長的越多。在口部板料的厚度增加。下標1、2、3分別代表坯料徑向、厚度方向、切向的應力和應變。以帶壓邊圈的直壁圓筒形件的首次拉深為例壓邊圈4.2.2拉深過程中材料的應力應變狀態(tài)4.2.3拉深過程的起皺與破裂1.起皺起皺是指拉深變形時在凸緣變形區(qū)沿切向形成高低不平的皺紋的現(xiàn)象。造成起皺的主要原因是：變形區(qū)切向壓應力σ3過大并超過此處材料所能承受的臨界壓應力，且板料較薄時，坯料就會發(fā)生失穩(wěn)彎曲而拱起。實際生產(chǎn)中防止拉深起皺最有效的措施是采用壓邊圈并施加合適的壓邊力Q

防止起皺的措施主要取決于

當筒壁拉應力超過筒壁材料的抗拉強度時，拉深件就會在底部圓角與筒壁相切處——“危險斷面”產(chǎn)生破裂。

一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應力。另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強度。2.破裂——拉深成敗的關鍵表面積相等原則:坯料形狀和尺寸確定的依據(jù)：若拉深前后料厚不變，拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等。形狀相似原則:旋轉體零件拉深前坯料的形狀與沖件斷面形狀相似。據(jù)此可知，圓筒形件所用毛坯形狀為圓形（1）確定修邊余量Δh

（2）計算拉深件的表面積1）將拉深件劃分為若干個簡單的幾何體

A1、

A2

、A3

2）分別求出各簡單幾何體的表面積3）把各簡單幾何體表面積相加即為零件總表面積（3）根據(jù)拉深前后表面積相等原則，求出坯料直徑。

4.2.4無凸緣直壁圓筒形件的拉深工藝計算1.毛坯尺寸計算……拉深系數(shù)m=（1）拉深系數(shù)m第一次拉深系數(shù)：第二次拉深系數(shù)：第n次拉深系數(shù)：拉深后的圓筒件的直徑d拉深前毛坯D（或半成品）直徑dn2.拉深次數(shù)拉深系數(shù)可以表示拉深變形程度的大小，拉深系數(shù)越

小，表示拉深變形程度越大，當拉深系數(shù)小于一定

值時，拉深件就會被拉裂，因此存在極限拉深系數(shù)。極限拉深系數(shù)［mn］：使拉深件不破裂的拉深系數(shù)的最小值。在進行拉深工藝計算和模具設計時，總是盡可能地使拉深系數(shù)值減小，以便于減少拉深次數(shù)。拉深系數(shù)的重要結論影響極限拉深系數(shù)的因素①材料方面②板料的相對厚度大，[m]可以減小。

③模具方面模具間隙大凸、凹模圓角半徑大模具表面光滑錐形凹模

極限拉深系數(shù)小是否采用壓邊圈潤滑拉深次數(shù)④拉深工作條件總的影響規(guī)律：凡是能增加筒壁傳力區(qū)危險斷面的強度，降低筒壁傳力區(qū)拉應力的因素，均會使極限拉深系數(shù)減小，反之會增加極限拉深系數(shù)。極限拉深系數(shù)值的確定表4.3是無凸緣圓筒形件各次拉深的極限拉深系數(shù)。

為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質量，實際生產(chǎn)中應采用稍大于極限拉深系數(shù)［mn］的拉深系數(shù)進行拉深。當［m總］

＞［m1］時，拉深件可一次拉成，否則需要多次拉深。多次拉深時，其拉深次數(shù)的確定有以下幾種方法：查表法（表4.4）

推算方法（2）拉深次數(shù)的確定

1）由表4.3中查得各次的極限拉深系數(shù)[mn]。

2）依次計算出各次拉深的極限直徑，即ｄ1＝[ｍ1]Ｄ；ｄ2＝[ｍ2]ｄ1；…；ｄｎ＝[ｍｎ]ｄｎ－１；

3）當ｄｎ≤ｄ時，計算的次數(shù)n即為拉深次數(shù)。推算方法計算拉深次數(shù)步驟：（1）半成品的直徑ｄｎ由表4.3查得各次拉深的極限拉深系數(shù)[mn]，適當放大，并加以調(diào)整，得到實際采用的拉深系數(shù)mn。調(diào)整的原則是：１）保證m總＝ｍ1ｍ2…ｍｎ＝２）使ｍ1＜ｍ2＜…ｍｎ＜1

最后按調(diào)整后的拉深系數(shù)計算各次工序件直徑：

ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１=d3.各次拉深后半成品尺寸的計算筒底圓角半徑rn即是本道拉深凸模的圓角半徑rp,確定方法如下：一般情況下，除末道拉深工序外，可取rpi

=rdi。對于末道拉深工序：當工件的圓角半徑r≥t，則取rpn=r；當工件的圓角半徑r<t，則取rpn>t，拉深結束后再通過整形工序獲得r。（2）半成品底部圓角半徑r的確定

根據(jù)拉深后工序件表面積與坯料表面積相等的原則，可得到如下工序件高度計算公式。計算前應先定出各工序件的底部圓角半徑。（3）半成品高度尺寸的計算

（1）壓邊力壓邊力Q是由模具中設置的壓邊裝置提供的。壓邊裝置產(chǎn)生的壓邊力Q應在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選小。拉深件拉深時是否起皺取決于：

首次拉深中不起皺的條件是：

以后各次拉深中不起皺的條件是：4.拉深工藝力的計算式中Ａ――壓邊圈下坯料的投影面積；

q――單位面積壓料力，

任何形狀的拉深件，需要的壓邊力：F壓=A·q

直壁圓筒形件首次拉深:直壁圓筒形件以后各次拉深:（ｉ＝2、3、…、ｎ）

壓邊圈F直壁圓筒形件壓邊力F壓=π[D2－（d1+2rd1）2]q/4

F壓=π（di-12－di2）q/42.拉深力的計算（ｉ＝2、3、…、ｎ）

對于圓筒形件、橢圓形件、盒形件，拉深力為：F拉——第i次拉深的拉深力，單位為N；Ls——工件斷面周長（按料厚中心記），單位為mm；Kp——系數(shù)。對于圓筒形件拉深，Kp=0.5~1.0；對于橢圓形件及盒形件的拉深，Kp=0.5~0.8；對于其他形狀工件的拉深，Kp=0.7~0.9。當拉深趨近極限時Kp取大值；反之取小值。（2）拉深力對于單動壓力機，設備公稱壓力應滿足：對于雙動壓力機，設備噸位應滿足：（3）壓力機噸位的選擇

F設＞F拉+F壓

F設內(nèi)＞F拉

F設外＞F壓注意：當拉深工作行程較大，尤其落料拉深復合時，應使工藝力曲線位于壓力機滑塊的許用壓力曲線之下。淺拉深深拉深在實際生產(chǎn)中，可以按下式來確定壓力機的公稱壓力F

設：可以看作是無凸緣筒形件拉深到中間某一時刻停止不拉時的半成品。與無凸緣筒形件的拉深相同:變形特點相同。拉深過程中出現(xiàn)的質量問題相似。4.2.5有凸緣圓筒形件的拉深寬凸緣圓筒形件小凸緣圓筒形件

dt/d≤1.1~1.4dt/d>1.41．小凸緣件的拉深小凸緣件的拉深可按無凸緣圓筒形件拉深處理，只是在最后一、二次拉深時，加工出凸緣或帶錐形的凸緣，然后校平

第一種拉深方法第二種拉深方法特別提醒：不論哪種拉深方法，凸緣尺寸一定在首次拉深時得到必須嚴格控制凸模進入凹模的高度2．寬凸緣件的拉深寬凸緣圓筒形件的工藝計算過程：（1）確定修邊余量，預算毛坯尺寸（2）計算拉深次數(shù)（3）確定半成品尺寸1）計算半成品直徑2）計算圓角半徑3）計算半成品高度

1）如果是一次拉深即能成形的淺拉深件，采用落料拉深復合工序完成。2）對于高拉深件，批量不大時可采用單工序沖壓；在批量很大且拉深件尺寸不大時，可采用帶料的級進拉深。3）如果拉深件的尺寸很大，通常只能采用單工序沖壓。4）當拉深件有較高的精度要求或需要拉小圓角半徑時，需要在拉深結束后增加整形工序。5）拉深件的修邊、沖孔工序通?？梢詮秃贤瓿伞?）除拉深件底部孔有可能與落料、拉深復合外，拉深件凸緣部分及側壁部分的孔和槽均需在拉深工序完成后再沖出。7）如局部還需其它成形工序（如彎曲、翻孔等）才能最終完成拉深件的形狀，其他沖壓工序必須在拉深結束后進行。拉深工序安排擴展閱讀：以后各次拉深的特點毛坯不同變形區(qū)的變化不同拉深力的變化不同破裂發(fā)生的時刻不同變形區(qū)的穩(wěn)定性不同拉深系數(shù)不同拉深方法可以不同首次拉深后續(xù)拉深4.3拉深模的典型結構4.3.1首次拉深模1.帶壓邊裝置的首次拉深模2.落料拉深復合模4.3.2以后各次工序拉深模4.4拉深模設計4.4.1壓邊裝置壓邊裝置的作用是防止凸緣變形區(qū)在拉深過程中起皺。生產(chǎn)中常用的有彈性壓邊裝置。

首次拉深用壓邊裝置

后續(xù)拉深用壓邊圈

Dy=D－（0.03~0.08）dy=1.001dp

dp+0.01mm≤dy≤dp+0.25mm首次拉深后續(xù)拉深4.4.2凸、凹模工作部分設計1．凸、凹模結構（1）凹模圓角半徑（2）凸模圓角半徑（3）凸、凹模間隙（4）凸、凹模工作部分尺寸及公差

2．凸、凹模尺寸設計（1）凹模圓角半徑：拉深力拉深模壽命拉深件質量需要滿足：rdi≥2t

（2）凸模圓角半徑rp

中間各道工序，取rpi等于rdi，即：

最后一道拉深：當工件圓角半徑r≥t

時，取rpn

=r當工件圓角半徑r<t時，取

rpn>t

最后校正得到工件圓角半徑r。rpi

=rdi（3）凸、凹模間隙c

間隙大小影響：拉深力拉深模壽命拉深件質量對于多次拉深中的首次及

中間各次拉深，可?。海?）凸、凹模工作部分的尺寸或:對于一次拉深或多次拉

深中的最后一次拉深或:5.1級進沖壓工藝概述5.2級進沖壓工藝設計及計算5.3級進模的典型結構5.4級進沖壓模設計第5章級進沖壓工藝與模具[本章教學目的及要求]1）了解多工位級進沖壓模具的特點及應用。2）掌握排樣設計的方法。2）了解多工位級進沖壓模具的典型結構。3）了解多工位級進沖壓模具零件的設計方法。馬達芯片多工位級進沖壓模具

5.1級進沖壓工藝概述多工位級進沖壓的概念無論沖壓件的形狀如何復雜，沖壓工序怎樣多，從理論上來說均可以用一副多工位級進模來沖制完成。多工位級進沖壓是指在壓力機的一次行程中，在送料方向連續(xù)排列的多個工位上同時完成多道沖壓工序的沖壓方法。這種方法使用的模具即為多工位級進沖壓模具，簡稱級進模，又稱連續(xù)模、跳步模、多工位級進模。多工位級進沖壓的特點1）生產(chǎn)效率高2）模具壽命長3）零件的加工精度高，模具壽命長。4）生產(chǎn)效率高，操作安全。但是結構復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，因此模具的造價高，制造周期長，對經(jīng)驗的依賴性強；級進沖壓材料的利用率較低。

沖壓順序模具工位數(shù)及各工位的作用零件在條料上的排列方式送進的步距條料的寬度載體的形式模具的基本結構5.2級進沖壓工藝設計及計算5.2.1排樣設計概述1）毛坯排樣方式的選擇2）搭邊值的確定3）進距的確定4）條料寬度的確定5）選擇板料及裁板方式的確定即毛坯在條料上的布置方式。沖孔一次彎曲二次彎曲切斷切槽毛坯是指沖壓件展開后的平板毛坯5.2.2毛坯排樣沖切刃口外形設計是指對具有復雜外形或內(nèi)孔的零件的幾何形狀進行分解或成型工序的需要，以確定零件形狀的沖壓順序，是工序排樣前必須完成的設計工作。主要是凸、凹模刃口形狀的設計，主要需要解決2個問題：輪廓的分解與重組輪廓分解時分段搭接頭的基本形式

5.2.3沖切刃口設計沖切刃口的設計原則：刃口分解與重組應有利于簡化模具結構刃口分解應保證產(chǎn)品的形狀、尺寸、精度和使用要求內(nèi)外形分解后各段間的連接應平直或圓滑注意選擇搭接點的位置有公差要求的邊或在使用中有滑動配合要求的應一次沖切復雜外形或內(nèi)孔應分解，有窄槽或細長臂的部位最好分解外輪廓各段毛刺方向有不同要求時應分解刃口分解應考慮加工方便1.輪廓的分解與重組沖切刃口外形輪廓分解的要求

輪廓分解示例

2.輪廓分解時分段搭接頭的基本形式1）交接：即毛坯輪廓沖切刃口分解與重組后，新的沖切刃口之間相互交錯，有少量重疊部分。2）平接：把零件的直邊段分兩次沖切，兩次沖切刃口平行、共線，但不重疊。3）切接：是毛坯圓弧部分分段沖切時的達接形式，即在前一工位先沖切一部分圓弧段，在后續(xù)工位上再沖去其余部分，前后兩段應相切。

三種搭接形式比較平接時的質量問題

切接示意圖主要需要解決：工序確定與排序空工位設置確定載體形式和毛坯定位方式定距形式選擇與進距精度繪制工序排樣圖5.2.4工序排樣1）先沖孔，后沖外形。（1）級進沖裁的工序排樣1.工序確定與排序2）盡量避免采用復雜形狀的凸模、凹模，即對復雜的型孔或外形進行分解，采用分段切除的辦法3）零件上有嚴格要求的相對尺寸，應放在同一工位沖出。若無法安排在同一工位沖出，可安排在相近工位上沖出。4）當工件上孔到邊緣的距離較小，而孔的精度又較高時，應分步在兩個工位上沖出，先沖外緣再沖孔。5）輪廓周界較大的沖切工藝盡量安排在中間沖切，以使壓力中心與模具幾何中心重合。

1）對于帶孔的彎曲類零件，一般應先沖孔，再沖切掉需要彎曲部分的周邊材料，然后再彎曲，最后切除其余廢料，使工件與條料分離。但當孔靠近彎曲變形區(qū)且又有精度要求時應先彎曲后沖孔，以防孔變形。

（2）級進彎曲的工序排樣2）壓彎時應先彎外面再彎里面，彎曲半徑過小時應加整形工序。3）毛刺方向一般應位于彎曲區(qū)內(nèi)側，以減少彎曲破裂的危險，改善產(chǎn)品外觀。4）彎曲線應安排在與纖維方向垂直的方位，當零件在相互垂直的方向或幾個方向都要進行彎曲時，彎曲線應與條料的纖維方向成30°～60°的角度。5）對于小型不對稱的彎曲件，為避免彎曲時載體變形和側向滑動，應盡量成對彎曲后再剖切分開。

6）對于一個零件的兩個彎曲部分有尺寸精度要求時，則應在同一工位一次成形以保證尺寸精度。7）在一個工位上，彎曲變形程度不宜過大。成對彎曲同一工位上的彎曲變形程度不宜過大（3）級進拉深的工序排樣級進拉深按材料變形區(qū)與條料分離情況，可分為：無工藝切口帶料的級進拉深有工藝切口的帶料級進拉深無工藝切口有工藝切口空工位簡稱空位，是指工序件經(jīng)過時，不做任何加工的工位。級進模中空工位的設置比較普遍。2.空工位設置載體是級進沖壓時，條料上連接工序件并將工序件在模具上穩(wěn)定送進的部分材料。3.載體設計邊料載體單側載體雙側載體中間載體(1)邊料載體：是利用毛坯搭邊廢料作為載體的一種形式，此時沿整個工件周邊都有廢料。(2)單側載體：簡稱單載體，是指在條料的一側留出一定寬度

的材料，并在適當位置與工序件連接，實現(xiàn)對

工序件的運載。(3)雙側載體：又稱標準載體，是在條料兩側分別留出一定

寬度的材料運載工序件。

有等寬雙載體和不等寬雙載體2種。（4）中心載體：載體位于條料中間。側刃定距側刃與導正銷聯(lián)合定距自動送料裝置與導正銷、側刃聯(lián)合定距（1）定距形式選擇多工位級進模的定距形式主要有三種：4．定位形式選擇當側刃單獨做定距零件時，側刃定距在料厚t=0.1mm～1.5mm，工位數(shù)不多的純沖裁級進模中是一種比較常用的定距方式。側刃可以是單側刃也可以用雙側刃（1)側刃定距。即以上模中的導正銷插入條料上的導正孔以矯正條料的位置，保證凸、凹模和工序件之間具有正確的位置。(2）側刃與導正銷聯(lián)合定距側刃沖側邊與導正銷孔的沖切均在第一工位完成。側刃起粗定位，導正銷起精確定位。注意導正銷的長度。模具的工作順序是：導正銷先導正，接著卸料板壓料，最后沖壓。

1）首先繪制一條水平線，再根據(jù)確定的進距繪出各工位的中心。2）從第一工位開始，繪制沖壓加工的內(nèi)容。3）再繪第二工位的加工內(nèi)容，此時第一工位加工好的形狀也應該繪出。4）繪制第三工位的加工內(nèi)容，即使是空位也應繪出，并且第一、第二工位所加工出的形狀也應該表達。5）以此類推，直到繪完所有工位。6）檢查各工位的內(nèi)容是否繪制正確，對不正確的地方進行修改。7）檢查完后再繪制出條料的外形。8）為便于識圖，每個工位的加工內(nèi)容可以畫上剖面線或分別涂上不同的顏色9）標注必要的尺寸，即進距、料寬、導正銷孔徑、側刃所沖料邊寬度等，并注上送料方向、工位數(shù)及各工位沖壓工序名稱。2．排樣圖的繪制級進模按其所完成的主要沖壓工序性質可分為:沖裁級進模具沖裁彎曲級進模具沖裁拉深級進模具等也可以根據(jù)其完成的功能來分，分為:級進沖壓模具多功能級進沖壓模具等。5．3級進模的典型結構5.3.1沖裁級進模5.3.2沖裁彎曲級進模5.3.3沖裁拉深級進模5.4.2工作零件設計1.凸模設計5.4級進沖壓模設計常見的小凸模及其裝配形式

成型磨削凸模異形凸模常用的固定方法凹模的結構形式:

1）整體式凹模

2.凹模設計2）鑲塊式凹模3）拼合式凹模鑲塊式凹模凹模鑲塊實物凹模鑲塊實物拼合式凹模多工位級進模對送進模具中的帶（條）料的定位包括定距、導料和抬料，即需要控制帶（條）料在模具中的x、y、z三個方向的位置。X方向y方向z方向5.4.3．定位零件設計浮頂裝置的作用是限制帶（條）料在z方向上的位置，該裝置往往和帶料的導料零件共同使用構成帶料的導向系統(tǒng)。常見的結構有：普通浮頂裝置套式浮頂裝置槽式浮頂裝置

浮頂裝置設計浮頂與導料系統(tǒng)普通浮頂銷由套式浮頂銷、彈簧和螺塞組成，這種浮頂器除了浮頂條料離開凹模平面，還兼起保護導正銷的作用，應設置在有導正銷的對應位置上套式浮頂器由槽式浮頂銷、彈簧和螺塞組成，這種浮頂器不僅起浮頂帶料離開凹模平面的作用，還對條料進行導向。槽式浮頂器常見的卸料裝置可分為剛性卸料和彈性卸料兩種，多工位級進模中多數(shù)采用彈性卸料裝置。彈性卸料裝置主要由卸料板、彈性元件（彈簧、橡膠墊、氮氣彈簧）、卸料螺釘和輔助導向零件所組成。它的作用除沖壓開始前壓緊帶料，沖壓結束后及時平穩(wěn)的卸料外，更重要的是卸料板將對各工位上的凸模（特別是細小凸模）起到精確導向和有效的保護作用。5.4.4卸料裝置設計彈性卸料裝置結構包括模架、墊板、模柄、固定板等零部件。這些零部件基本都是標準件。生產(chǎn)中廣泛采用的是鋼板模架，根據(jù)凹模周界和工件的精度要求查閱沖模滾動鋼板模架GB