哈尔滨职业技术学院教案 第 页 课程题目 模块二电机定子冲裁模 课题 ....doc

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1、课程题目模块二 电机定子冲裁模课题一 冲裁模基础课 时4教学目的： 了解冲裁变形及冲裁间隙 学习凸、凹模刃口尺寸及冲裁力、压力中心的计算教学重点与难点： 冲裁间隙对冲裁工艺的影响 凸、凹模刃口尺寸计算教学方法与手段： 1、采用“模块化”的教学模式，改变了传统的教学模式，具有以下教学特色和效果 2、工学交替，“教、学、做”一体化的教学模式。教学内容与课时分配：1、图例讲解 40分钟2、演示课件 30分钟3、课堂答疑 20分钟教具： 多媒体、课件、黑板、实习车间作业与思考：冲裁间隙对冲裁工艺的影响教学后记： 基本掌握了冲裁间隙及凸、凹模的计算思路和方法模块二 电机定子冲裁模本模块设计任务课题一 冲

2、裁模基础一、落料与冲孔冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。分为落料和冲孔。图2-1 光平垫落料：若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料；(a) 落料 (b) 冲孔图2- 落料与冲孔 冲孔：若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，则称为冲孔。二、冲裁变形过程 1.冲裁时板料的变形过程(1)弹性变形阶段(图2-3)(2)塑性变图2-3 冲裁变形过程(3)断裂分离阶段(图2-3、)材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。已形成的上下微裂纹随凸模继续压入沿最大切应力方向不断向材料内部扩展，当上

3、下裂纹重合时，板料便被剪断分离。随后，凸模将分离的材料推人凹模洞口。2.冲裁件质量及其影响因素 (1) 冲裁件断面质量及其影响因素由于冲裁变形的特点，冲裁件的断面明显地分成四个特征区，即圆角带a、a)冲孔件 b）落料件图2-5 冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况光亮带b、断裂带c与毛刺区d，如图2-5所示。圆角带a：该区域的形成是当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙的结果；光亮带b：该区域发生在塑形变形阶段，当刃口切入材料后，材料与凸、凹模切刃的侧表面挤压而形成的光亮垂直的断面。通常占全断面的1/2-1/3；断裂带c：该区域是在断裂阶段形成。是由刃口附近的

4、微裂纹在毛刺区d：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，在普通冲裁中毛刺是不可避免的，普通冲裁允许的毛刺高度见表2.1。在四个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。但四个特征区域的大小和断面上所占的比例大小并非一成不变，而是随着材料性能、模具间隙、刃口状态等条件的不同而变化。影响断面质量的因素有： (2)冲裁件尺寸精度及其影响因素a 冲模的制造精度：冲模的制造精度对冲裁件尺寸精度有直接影响。冲模的精度愈高，冲裁件的精度亦愈高。当冲裁模具有合理间隙与锋利刃口时，其模具制造精度与冲裁件精度的关系。需要指出的是冲模的精度与冲模结构、加工、装配等多方面因素有关。b间隙对冲裁件尺寸精度的影响当间隙较小时，由

5、于材料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。当凸 凹模间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁结束后，因材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体方向收缩，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径(图2-7)。尺寸变化量的大小与材料性质、厚度、轧制方向等因素有关。(3) 冲裁件形状误差及其影响因素用普通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高。金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14IT10，要求高的可达到IT10IT8级。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。三、冲裁间隙裁间隙Z是指冲裁模中凹模刃口

6、尺寸DA与凸模刃口尺寸dT的差值，即：Z=DA-dT (2-1)如图2-8所示。Z表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示，如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。Z值可为正，也可为负，但在普通冲裁中，均为正值。1冲裁间隙对冲裁工艺的影响(1) 间隙对冲裁件质量的影响间隙是影响冲裁件质量的主要因素之一。(2) 间隙对冲裁力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著， (3)间隙对模具寿命的影响间隙是影响模具寿命诸因素中最主要的因素之一。冲裁过程中，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利。 而较大的间隙可

7、使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并减缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的寿命。2冲裁间隙值的确定（1）理论确定法Z=2(th0)tan=2t(1-h0/t)tan 式中：t材料厚度；h0产生裂纹时凸模压入材料的深度；h0/t产生裂纹时凸模压入材料的相对深度；裂纹与垂线方向的夹角。（2）经验确定法查表法经验公式法软材料：t1mm, Z= Z(6%8%)tt = 1 3mm,Z = (10% 16%)t t = 3 5mm ,Z=(16% 20%)t 硬材料：t 1mm,Z= ( 8% 10% )t t = 1 3mm, Z = (12% 16% )t = 3

8、 8mm, Z = ( 16% 26%)四、 凸模和凹模的刃口尺寸计算1刃口尺寸计算的基本原则(1)设计冲裁模应先确定基准模刃口尺寸 落料件以凹模为基准模，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得；冲孔件以凸模为基准模，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。(2)考虑冲模在使用过程中刃口尺寸的磨损规律 冲裁过程中，凸、凹在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关，用X表示，其中为工件的公差值，X为磨损系数，其值在0.之间，可查表2-1，可根据工件制造精度进行选取：工件精度IT10以上 X=1工件精度IT11IT13 X=0.75工件精度I

9、T14 X=0.5表2-1 磨损系数X材料厚度t非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30(3) 不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。(4) 选择模具刃口制造公差一般冲模精度较工件精度高24级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按ITIT级来选取；也可查表面2-6选取。对于形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨

10、损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。(5) 工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。2凸模、凹模刃口尺寸的计算方法刃口尺寸的计算方法可分为两类。(1)为了保证初始间隙值小于最大合理间Zmax，分开加工必须满足下列条件： ATZmax - Zmin (2-3)或取: T0.4(Zmax-Zmin) (2-4)A0.6(Zmax- Zmin) (2-5)即：新制造的模具应该是AT+ ZminZmax，否则制造的模具间隙已超过允许变动范围Zmin Zmax。(a) 落料 (b)冲孔图2-7 冲模刃口尺寸及公差与工件尺寸及公差的分布 下面

11、对单一尺寸落料和冲孔两种情况分别进行讨论。a 落料 b 冲孔 c 孔心距孔心距属于磨损后工件尺寸基本不变的尺寸。 在同一工步中，在工件上冲出孔距为个孔时，其凹模型孔中心距 可按下式确定。 五、冲裁力和压力中心的计算1冲裁力的计算FKtL 2. 辅助力的计算卸料力FKF推料力F1n1F 顶件力 F2F 3压力机公称压力的选取 采用弹压卸料装置和下出件的模具时： FzFFF (2-19)采用弹压卸料装置和上出件的模具时： FzFFF2 (2-20)采用刚性卸料装置和下出件模具时： FzFF (2-21)4降低冲裁力的措施 (1) 阶梯凸模冲裁将凸模设计成不同长度，使工作端面呈阶梯式布置，凸模间的高

12、度差H与板料厚度t有关，即 t3mm Htt3mm H0.5t (2) 斜刃冲裁斜刃冲裁时，会使板料产生弯曲。因而，斜刃配置的原则是：必须保证工件平整，只允许废料发生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃，冲孔时则凹模应为平刃，凸模为斜刃， (a) 凸模阶梯布置 (b) 斜刃落料 (c) 斜刃冲孔图2-8 减小冲裁力的设计5压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。课程题

13、目课题二 电机定子冲裁工艺课 时2教学目的： 了解电机定子冲裁工艺性 学习冲裁件排样及材料利用率教学重点与难点： 冲裁的工艺性 冲裁件的排样教学方法与手段： 1、采用“模块化”的教学模式，改变了传统的教学模式，具有以下教学特色和效果 2、工学交替，“教、学、做”一体化的教学模式。教学内容与课时分配：1、图例讲解 40分钟2、演示课件 30分钟3、课堂答疑 20分钟教具： 多媒体、课件、黑板、实习车间作业与思考：1.冲裁变形过程分为哪三个阶段？裂纹在哪个阶段产生，首先在什么位置产生？2.冲裁件的断面分成哪四个特征区？教学后记： 材料利用率的提高对成本节约起重要作用。课题二 电机定子冲裁工艺一、

14、冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性， 1.冲裁件的结构工艺性(1) 冲裁件的形状 冲裁件的形状应力求简单、对称， (2) 冲裁件内形及外形的转角 冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡， (3) 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽 尽量避免冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽， (4) 冲裁件的孔边距与孔间距 为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小。(5) 在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断。 (6)冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度和刚度的限制，不宜太小，否则容易折断和压弯。冲孔最小尺寸取决于材料的机械性能、凸模

15、强度和模具结构。用无导向凸模最小尺寸d：钢： 铜、铝： 钢： 铜、铝： t冲裁件厚度2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 (1) 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。如果工件要求的公差等级高于IT9 级。(2) 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.53.2m。二、材料利用率 式中：材料利用率； A一个冲裁件的实际面积； S送料进距 (相邻两个制件对应点的距离)； B条料宽度。 若考虑到料头、料尾和边余料的材料消耗，则一张板料

16、 (或带料、条料)上总的材料利用率(图2-22)： 式中：A一个冲裁件的实际面积； L板料长度W板料宽度。值越大，材料的利用率就越高，在冲裁件的成本中材料费用一般占60以上，可见材料利用率是一项很重要的经济指标。三、冲裁件的排样冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。1排样方法 (1) 有废料排样法 (2) 少废料排样法：沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在制件之间(或制件与条料侧 边之间 )留有搭边，材料利用率有所提高。(3) 无废料排样法：无废料排样法就是无工艺搭边的排样，制件直接由切断条料获得。是步距为两倍制件宽度 的一模两件 的无废料排样。2搭边排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间

17、留下的工艺废料叫搭边。搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同搭边的大小主要取决于：(1) 材料的力学性能： (2) 材料厚度：(3) 冲裁件的形状与尺寸： (4) 送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。(5) 卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。搭边值通常是由经验确定。4条料宽度的确定 (1) 有侧压装置时条料的宽度 (图2-10)有侧压装置的模具，能使条料始终沿基准导料板送料，因此条料宽度可按下式计算：B(D+2a+)- 式中B条料宽度的基本尺寸(mm)； D条

18、料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm)； a侧面搭边，查表2-8(mm)； 条料下料剪切公差，查表 2-8(mm) 1-导料板 2-凹模图 2-10 有侧压装置时条料的宽度的确定 (2) 无侧压装置时条料的宽度 (图2-11) 1-导料板 2-凹模图 2-11 无侧压装置时条料的宽度的确定 无侧压装置的模具，其条料宽度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个条料可能的摆动量。故条料宽度为：BD+2(a+c)- 式中 c条料与导料板之间的间隙(即条料的可能摆动量)， (3) 有定距侧刃时条料的宽度-冲方孔 -冲圆孔 -落料1-前侧刃 2-前侧刃

19、档块 3-后侧刃档块 4-后侧刃图 2-12 侧刃定位的条料宽度当条料用定距侧刃定位时，条料宽度必须考虑侧刃切去的宽度。此时条料宽度B可按下式计算：B(2nb)(Danb)- 导料板之间的距离 (图316)为： 01c 022yDay 式中b侧刃余料，金属材料取.5mm，非金属材料取1.5mm(薄材料取小值，厚料取大值 )；n侧刃个数； y侧刃冲切后条料与导料板之间的间隙，常取0.10.2mm。薄料取小值，厚料取大值。5排样图 图2-13 排样图 在确定条料宽度之后，还要选择板料规格，并确定裁板方法(纵向剪裁或横向剪裁) 课程题目课题三 电机定子冲裁模结构设计课 时6教学目的： 学会冲裁模的零

20、件设计及总体设计 了解冲裁模具的设计步骤教学重点与难点： 成型零件的设计 模具总体设计教学方法与手段： 1、采用“模块化”的教学模式，改变了传统的教学模式，具有以下教学特色和效果 2、工学交替，“教、学、做”一体化的教学模式。教学内容与课时分配：1、图例讲解 40分钟2、演示课件 30分钟3、课堂答疑 20分钟教具： 多媒体、课件、黑板、实习车间作业与思考：1.影响断面质量的因素有那些？2.影响冲裁件尺寸精度的因素有那些？3.什么叫做搭便？其有何作用？教学后记： 冲裁模结构设计与所加工的冲裁件息息相关。课题三 电机定子冲裁模结构设计一、冲裁模简介1冲裁模分类冲裁模的结构型式很多，为研究方便，对

21、冲裁模可按不同的特征进行分类：(1) 按工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等； (2) 按工序组合方式可分为单工序模、复合模和级进模； (3) 按上、下模的导向方式可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模、导筒模等。 (4) 按凸、凹模的材料可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模、聚氨脂冲模等；(5) 按凸、凹模的结构和布置方法可分为整体模和镶拼模，正装模和倒装模。 (6) 按自动化程度可分为手工操作模、半自动模、自动模。2单工序冲裁模结构单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模，如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模等。(1) 落料模a

22、无导向的敞开式落料模 其特点是上、下模无导向，结构简单，制造容易，冲裁间隙由冲床滑块的导向精度决定。可用边角余料冲裁。常用于料厚而精度要求低的小批量冲件的生产。图2-14是无导向简单落料模图2-15 导板式落料模 将凸模与导板间(又是固定卸料板)选用H7h6的间隙配合，且该间隙小于冲裁间隙。回程时不允许凸模离开导板，以保证对凸模的导向作用。它与敞开式模相比，精度较高，模具寿命长，但制造要复杂一些，常用于料厚大于 0.3mm的简单冲压件(图2-29)。这种冲模的主要特征是凸、凹模的正确配合是依靠导板导向。为了保证导向精度和导板的使用寿命，工作过程不允许凸模离开导板，为此，要求压力机行程较小。根据

23、这个要求，选用行程较小且可调节的偏心式冲床较合适。c 导柱式单工序落料模 图2-16是导柱式落料模。这种冲模的上、下模正确位置利用导柱14和导套13的导向来保证。凸、凹模在进行冲裁之前，导柱已经进入导套，从而保证了在冲裁过程中凸模12和凹模16之间间隙的均匀性。1 上模座 2凸模 3卸料板 4导料板 5凹模 6下模座 7定位板图2-14无导向简单落料模图2-28 无导向单工序落料模1下模座 2销 3导板 4销 5档料销 6凸模 7螺钉 8上模座 9销 10、垫板11凸模固定板 12螺钉 13导料板 14凹模 15螺钉图2-15 导板式落料模条料沿导料螺栓2送至挡料销3定位后进行落料。箍在凸模上

24、的边料靠弹压卸料装置进行卸料，弹压卸料装置由卸料板15、卸料螺钉10和弹簧4组成。1螺帽 2导料螺钉 3挡料销 4弹簧 5凸模固定板 6销钉 7模柄 8垫板9止动销 10卸料螺钉 11上模12凸模 13导套 14导柱 15卸料板16凹模 17内六角螺钉 18下模座图2-16 导柱式单工序落料模2.级进模是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的冲模。整个制件的成形是在级进过程中逐步完成的。级进成形是属工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性成形、落料等多种工序在一副模具上完成。级进模可分为普通级进模和多工位精密级进模。多工位精密级进模我们将作为一专题在

25、后续章节中讨论。由于级进模工位数较多，因而用级进模冲制零件，必须解决条料或带料的准确定位问题，才有可能保证冲压件的质量。根据定距方式不同，级进模有两种基本结构类型：用导正销定距的级进模与用侧刃定距的级进模。导正销定距的级进模1模柄 2螺钉 3冲孔凸模 4落料凸模 5导正销 6固定导料销7始用导料销图2-17 用导正销定距的冲孔落料级进模1内六角螺钉 2销钉 3模柄 4卸料螺钉 5垫板 6上模座 7凸模固定板 8、9、10凸模 11导料板 12承料板 13卸料板 14凹模 15下模座 16侧刃17侧刃挡块图2-18 双侧刃定距的冲孔落料级进模侧刃定距的级进模图2-34是双侧刃定距的冲孔落料级进模

26、。它以侧刃16代替了始用挡料销、挡料销和导正销控制条料送进距离（进距或俗称步距）。侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的料边。由于沿送料方向上，在侧刃前后，两导料板间距不同，前宽后窄形成一个凸肩，所以条料上只有切去料边的部分方能通过，通过的距离即等于步距。为了减少料尾损耗，尤其工位较多的级进模，可采用两个侧刃前后对角排列。3.复合模复合模是一种多工序的冲模。是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。（1）正装式复合模（又称顺装式复合模）1凸凹模 2冲孔凸模 3落料料凹模图2-19 复合模的基本结构从正装合复模模工作过程

27、可以看出，正装式复合模工作时，板料是在压紧的状态下分离，冲出的冲件平直度较高，因此正装合复模较适用于冲制材质较软或板料较薄的工件，同时冲裁件平直度要求较高。还可以冲制孔边距离较小的冲裁件（凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂）。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦，尤其孔较多时，从而影响了生产率。（2）倒装式复合模图2-37为倒装式复合模结构。凸凹模18装在下模，落料凹模17和冲孔凸模14和16装在上模。倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，刚性推件装置由打杆12、推板11、连接维杆10和推件块9组成

28、。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便，但如果采用直刃壁凹模洞口，凸凹模内有积存废料，胀力较大，当凸凹模壁厚较小时，可能导致凸凹模破裂。板料的定位靠导料销22和弹簧弹顶的活动挡料销5来完成。非工作行程时，挡料销5由弹簧3顶起，可供定位；工作时，挡料销被压下，上端面与板料平。由于采用弹簧弹顶挡料装置，所以在凹模上不必钻相应的让位孔。但这种挡料装置的工作可靠性较差。采用刚性推件的倒装式复合模，板料不是处在被压紧的状态下冲裁，因而平直度不高。这种结构适用于冲裁较硬的或厚度大于0.3mm的板料。倒装式不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用

29、压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，故应用十分广泛。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。1下模座 2导柱 3、20弹簧 4卸料板 5活动挡料销 6导套 7上模座8凸模固定板 9推件块 10连接推杆 11推板 12打杆 13模柄 14、16冲孔凸模 15垫板 17落料凹模 18凸凹模 19固定板 21卸料螺钉 22导料销图2-20 倒装落料-冲孔模结构二、模具零件设计1模具零件的分类图2-21 冲压模具零件分类2凸模与凸模组件的结构设计(1）凸模的结构形式及其固定方法圆形凸模

30、的结构形式及其固定方法 按标准规定，圆形凸模有以下4种结构形式及其固定方法式如图2-22所示。图2-22a用于平面尺寸大于mm的凸模，可以直接用销钉和螺栓固当凸模直径小于mm时，可采用台阶式的凸模，台阶式的凸模强度刚性较好，装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得；与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。图2-22b较大直径的凸模，图2-22c用于较小直径的凸模，它们适用于冲裁力和卸料力大的场合。图2-39d是快换式的小凸模，维修更换方便。图2-22 圆形凸模的结构形式及其固定方法式非圆形凸模凸模的结构形式及其固

31、定方法 在实际生产中广泛应用的非圆形凸模，如图2-23所示。图2-23a和图2-23b是台阶式的。凡是截面为非圆形的凸模，如果采用台阶式的结构，其固定部分应尽量简化成简单形状的圆形几何截面。图2-23 非圆形凸模的结构形式及其固定方法式图2-23(a)是台肩固定；图2-23(b)是铆接固定。这两种固定方法应用较广泛，但不论哪一种固定方法，只要工作部分截面是非圆形的，而固定部分是圆形的，都必须在固定端接缝处加防转销。以铆接法固定时，铆接部位的硬度较工作部分要低。图2-23(c)和图2-23(d)是直通式凸模。直通式凸模用线切割加工或成形铣、成形磨削加工。截面形状复杂的凸模，广泛采用这种结构。(3

32、) 凸模长度的确定(图2-25）凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。当采用固定卸料板和导料板时(图2-25a），其凸模长度按下式计算： 当采用弹压卸料板时(图2-42b），其凸模长度按下式计算： 式中： h1、h2、h3分别为凸模固定板、卸料板、导料板的厚度；t为材料厚度；h为附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离,一般为1520mm。(4)凸模技术要求凸模材料 模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的硬度与适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模可选用 T8A、T1

33、0A等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选 Cr12、r12MoV、CrWMn等制造，HRC取5862，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。凸模的图纸技术规范如图2-25所示图2-25 凸模的图纸技术规范(5) 凸模强度和刚度F/Amin 故非圆凸模 Amin F/ 对圆形凸模 dmint 凸模抗弯能力校核凸模冲裁时稳定性校验采用杆件受轴向压力的欧拉公式。根据模具结构的特点，可分为无导向装置和有导向装置的凸模进行校验。图2-26 凸模的自由长度 凸模无导向装置时， 对于其它各种断面的凸模 凸模有导向装置时， 对于其它各种断面的凸模 式中：凸模不失稳弯曲的最大自由长度（mm）凸

34、模的最小直径（mm）冲裁力（N）凸模最小断面的惯性矩（mm），直径为d 的圆凸模 。3.凹模的结构设计(1) 凹模刃口形式一般复合模和上出件的冲裁模用 a、c型下出件的用b或a型。d、e型是锥筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小。但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大 (如30时，刃磨0.1mm，其尺寸增大0.0017mm)。图2-27 凹模刃口形式凹模锥角、后角和洞口高度 h，均随制件材料厚度的增加而增大，一般取1530、 2、h10mm。(2) 凹模外形结构及其固定方法1凹模 2模板(座) 3凹模固定板 4垫板图2-28 凹模固定方式 (3) 凹模的外形尺寸冲裁时凹模承受冲裁力和侧向

35、挤压力的作用。由于凹模结构形式个固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能理论方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定。凹模厚度H： HKb1（15mm) (2-42)垂直于送料方向的凹模宽度B：Bb1+(2.54)H (2-43)(窄料取小值，但应有足够的螺孔、销孔位置，即孔至凹模边缘及孔壁的距离应大于孔径的1.5倍)送料方向的凹模长度L：L=L1+2C （2-44）式中：b1垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离（mm）； K系数，考虑板料厚度的影响，查表2-10；L1送料方向的凹模型孔壁间最大距离（mm）；C 送料方向

36、的凹模型孔壁与凹模边缘的最小距离（mm），查表2-11。计算出凹模外形尺寸的长和宽后，可在冷冲模国家标准手册中选取标准凹模板。 (4) 凹模技术要求凹模材料选择一般与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模，HRC取6064。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。型孔的表面有粗糙度的要求 Ra0.80.4m。4 凸凹模凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表2-12。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。 5 定位零件的设计冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂

37、直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。 (1) 送料方向的定位零件属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。图2-29 导料板结构导料销一般设两个，并在位于条料的同侧。导料销可设在凹模面上（一般为固定式的；也可以设在弹压卸料板上（一般为活动式的），见图2-37。固定式和活动式的导料销可选用标准结构。导料销导向定位多用于单工序模和复合模中。为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。图 2-31所示为常用的几种结构。图2

38、-31a是弹簧式侧压装置，图2-30侧压装置(2) 送料步距的定位零件属于送料定距的定位零件有用挡料销、导正销、侧刃等；挡料销国标中常见的挡料销有三种形式。固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。固定挡料销安装在凹模上，用来控制条料的进距。图2-31 固定挡料销图2-32 活动挡料销常用的有圆形和钩形挡料销。活动挡料销常用于倒装复合模中。始用挡料销用于级进模中开始定位。 (3) 毛坯定位零件属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板，其作用是保证前后工序相对位置精度或保证工件内孔与外轮廓的位置精度的要。其定位方式有两种：外缘定位和内孔定位， 图 2-34 外轮廓定位用定位板和定位钉图 2-35 孔

39、定位用定位钉和定位板6.卸料与推件零件的设计(1) 卸料零件设计卸料零件的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，保证下次冲压正常进行。常用的卸料方式有：图 2-36 固定卸料板刚性卸料刚性卸料是采用固定卸料板结构，如图2-36所示。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取 (0.20.5)t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。1凸模 2卸料螺钉 3弹性元件 4卸料板 5凹模 6推件块 7推杆图 2-37 弹性卸料装置弹压卸料板 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用在冲裁料厚在 1.5mm以下的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件 (弹簧或橡皮)、卸料螺钉组成弹压卸料装置。如图2-37所示。卸料板与凸模之间的单边间隙选择(0.10.2)t，若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。弹性元件的选