4冲裁模具设计教学内容：确定模具类型，设计计算凸凹模刃口的形状、尺寸、精度、配合间隙以及选择定位、卸料方式等。

教学要求：了解各种类型冲裁模具的结构形式、使用范围及其特点。

掌握冲裁模具的设计步骤。

根据工艺方案所定的工艺顺序、工序性质和设备选用情况设计一般的冲裁模具。

普通冲裁模设计基本原则：(1)模具与制件的尺寸精度及生产批量适应(2)模具与压力机适应(3)模具与工艺适应(4)尽量选用标准模架和模具零件(5)模具工作与存放安全无导向开式简单冲裁模特点：结构简单，重量轻，尺寸小，制造容易，成本低。

但调整麻烦，寿命低，冲裁件精度差，操作不够安全。

·86 ·冲压工艺与模具设计应用：精度要求不高、形状简单、批量小的冲裁件。

图无导向开式简单冲裁模导板式落料冲裁模特点：有导板导向，但压力机行程要短(一般不大于20mm)。

·86 ·第 4 章冲裁模具设计·87·图导板导向式冲裁模设计实例导柱导套式落料冲裁模特点：导柱、导套进行精确导向定位应用：精度要求较高、生产批量较大的冲裁件·87··88 ·冲压工艺与模具设计图导柱导套式落料模设计举例·88 ·第 4 章 冲裁模具设计·89·图 4.4 制件图材料Q235 ，大批量生产1) 冲裁件工艺分析外形简单， 一次冲裁加工即可成形。

大批量生产， 采用单工序、后侧导柱导套式冲裁模进行加工。

制件尺寸较厚， 采用固定卸料板刚性卸料和下出料的方式。

2) 工艺计算(1) 冲裁力、卸料力、推件力计算及初选压力机查 表Q235 的b375MPa ～460MPa ， 取b460MPa 。

表 4-1部分碳素结构钢力学性能牌屈服强度伸 长率 抗拉强度 号 s/ MPa/%b/ MPaQ215165～215 26～ 31 335～ 410 Q235 185～23521～ 26 375～ 460Q255 205 ～ 255 19 ～ 24 ～510 Q275410 225～275 15～ 20 490～ 610计 算 冲裁 力 ：·89··90 ·冲压工艺与模具设计F 1 πDtbπ 40 3 460N 173 328N查表 K 推 0.045 ；表 4- 2卸料力、推件力和顶件力系数料厚 /mmK 卸 K 推 K 顶 ≤～4～～8钢～ ～6～～5～3～ ～ 铝、铝合金 — 纯铜、黄铜～ ～—由取凹模刃口高度 h 8mm ，故在凹模口内同时存h 8 个有冲孔废料的个数 n 3t3推料力： F 2nK 推 F 1 3 0.045 173 328 230399(N )总F 2(173 328 23 399) 196 727(N)总力： F F 1初选： 公称压力为 250kN 的开式压力机。

(2) 确定模具压力中心本例产品为对称形状制件， 压力中心位于制件的几何中心。

(3) 计算排样由表 4.3 取搭边值 a 12 （便于进距取整）， 条料宽度为 45mm ，进距为 42mm 。

表 4- 3最小工艺搭边值(单排 ) ·90 ·第 4 章冲裁模具设计·91·材料厚度t / mm工件间沿边 a/mma1/mm＜～～～～～～～～(4)冲裁摸间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算查表， Z min 0.46mm ， Z max 0.64mm 。

表 4-4 冲裁模初始双面间隙z ( z = 2c ) (单位： mm)材料板料厚度08、 10、 35、40、 50 65Mn/mm Q235Zmin ZmaxZminZmaxZminZmax————·91··92 ·冲压工艺与模具设计—— — — — — — — — ———查表， p 0.02mm ， d 。

表 4- 5 规则形状 (圆形、方形 )冲裁凸模、凹模的极限偏差(单位： mm)基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d≤18 －＋18～ 30 － ＋ 30～ 80 － ＋ 80～ 120 － ＋ 120～ 180 － ＋ 180～ 260 － ＋ 260～ 360 － ＋ 360～ 500－ ＋查表， x0.5 。

表 4-6 磨损系数 x材 料工件公差 / mm （ 为上偏差减下偏差）厚度非圆形 圆形 t/mm x=1x= ＜1＜～ ≥ ＜ ≥≥＜≥ ～ 2＜ ～1≥＜≥～ 4＜～2·92 ·第 4 章冲裁模具设计·93·＞4 ＜～≥ 0.60 ＜ 0.30 ≥由于p d 0.05mm ， Z max Z min 0.18mm ，满足 Z max Z min≥p d故凸、凹模采取分别制造的方法。

凸、凹模尺寸：D d (D x )0 d 0.25)00.03mm 0 mmD p ( D d Z min )p0.46)0 mm 0mm3)有关模具零件设计计算(1)凹模、凸模、凸凹模尺寸取凹模厚 30mm ，外圆直径110mm 。

（校核）凸模采用圆形冲孔凸模，采用固定板固定方式。

(2)选择上、下模板及模柄采用—1990 后侧滑动导柱导向模架。

根据凹模外形尺寸110mm 选相近规格标准模板L B ，为160mm 125mm，上模板厚40mm，下模板厚50mm。

选用 GB/T2861.1 — 1990 导柱25mm 180mm，—1990导套25mm 95mm 38mm。

根据压力机模柄孔尺寸，选择A40 110—1994 压入式模柄。

(3)其他结构尺寸垫板：110mm6mm凸模固定板：110mm 45mm·93··94 ·冲压工艺与模具设计刚性卸料板： 110mm 12mm导料板： 110mm 8mm凸模长度：H，取 86mmp (45 20 12 8 0.5)mm 85.5mm4) 模具闭合高度H 0(40 6 45 20 12 8 30 50)mm211mm所选压力机闭合高度H max250mm ， H min(250 70)mm 180mm 。

满足H max5mm ≥ H 0≥ H min10mm5)绘制模具总图及零件图·94 ·第 4 章冲裁模具设计·95·图冲裁模装配图图工作零件图·95··96 ·冲压工艺与模具设计连续模连续模——在一次冲压行程中，在几个不同的工位上同时完成多道工序的冲裁的冲模，又称级进模。

图侧刀定距边连续冲裁模·96 ·第 4 章冲裁模具设计·97·正装式复合模正装式复合模：落料凹模在下模布置。

图正装式冲孔落料复合冲裁模倒装式复合模倒装式复合模：落料凹模在上模布置的复合模。

·97··98 ·冲压工艺与模具设计图冲孔落料倒装式复合冲裁模·98 ·第 4 章冲裁模具设计·99·优点：废料能直接从压力机落料孔落下，操作方便，生产效率较高，应用广泛。

特殊冲裁模设计拼块式冲裁模模具凸模或凹模采用拼块的方法组成。

图拼块上螺钉、销钉的布置图嵌入法·99··100 ·冲压工艺与模具设计(a) 冲大件拼块落料模平面结构(b) 冲大件拼块落料上模图冲大件拼块落料模结构·100 ·第 4 章冲裁模具设计·101·厚料冲孔模图厚料冲孔模结构图小孔冲裁模对于一般的软钢，其最小极限孔径 d min等于板料厚度t，即 d min t 。

小孔冲模的结构特点主要是保护凸模不被折断。

通常采用凸模全长导向方式，或采用超短凸模方式。

图 4.14 所示小孔冲模。

工件厚度 2mm，Q235 钢板，冲两个 2mm 孔。

·101··102 ·冲压工艺与模具设计图对凸模采用全长导向的小孔冲模结构·102 ·第 4 章冲裁模具设计·103·图 4.15 活动护套与固定护套结构图图 4.16 凸模导向组件在工作始末情况·103··104 ·冲压工艺与模具设计悬臂式冲孔模与侧向冲孔模图悬臂式冲孔模结构图两同心件落料模图同心件落料复合模结构·104 ·第 4 章冲裁模具设计·105·图同心件零件图硬质合金冲裁模硬质合金冲裁模——用硬质合金作为凸模和凹模材料的冲裁模。

特点：模具寿命比一般合金钢模具寿命高20 倍～30 倍。

模具成本比一般合金钢模高 3 倍～4 倍。

材料：含钴量在 8%～30% 的钨钴类合金，YG15、YG20、YG25。

·105··106 ·冲压工艺与模具设计图硬质合金连续冲裁模结构·106 ·第 4 章冲裁模具设计·107·(a) 零件图(b) 排样图图零件图及排样图棒料切断模(a)正视图·107··108 ·冲压工艺与模具设计(b) 俯视图图棒料切断模结构图非金属冲裁模(a) 冲孔的刃口(b) 落料的刃口(c) 复合模图尖刃冲裁模结构·108 ·第 4 章冲裁模具设计·109·精密冲裁模整修整修——将普通冲裁后所得的毛坯放在整修模中进行一次或数次整修加工，去掉粗糙不平的断面与锥度，得到光滑平整的断面。

整修工艺示意图，如图 4.25 所示。

图整修工艺示意图图尖角的整修光洁冲裁1)小间隙圆角刃口冲裁·109··110 ·冲压工艺与模具设计图带椭圆角或圆角的凹模2)负间隙冲裁图负间隙冲裁图负间隙冲裁凸模尺寸分布·110 ·第 4 章冲裁模具设计·111·精冲工艺特点：压力下塑性变形，阻止与推迟裂纹产生。

图精冲模具结构简图模具结构：·111··112 ·冲压工艺与模具设计图落料冲孔精冲模·112 ·第 4 章冲裁模具设计·113·图凸模活动式复合精冲模习题1.简述题(1)试分析无导向开式冲裁模、导板式冲裁模与导柱式冲裁模各自特点(2)正装复合模与倒装复合模各有何特点？如何选择？(3)滚动模架和滑动模架相比，在结构特点上有什么·113··114 ·冲压工艺与模具设计不同？(4)非金属冲裁的特点和金属冲裁的特点有什么不同？非金属冲裁的凸、凹模刃口形状和金属冲裁的凸、凹模刃口形状有什么不同？(5)整修的冲裁原理和普通的冲裁原理有什么不同？整修的精度可以达到多少？(6)采用精冲和采用负间隙冲裁有何异同？(7)简述精冲工艺原理，并分析精冲模具的结构特点。