一、冲压加工的重要性及优点

重要性：冲压工艺应用范围广泛，在汽车、飞机、电器、仪表、轻工等领域均占有重要比重。优点：生产率高、精度高、材料利用率高、操作简便，适合大批量自动化生产。

冲压加工三要素：冲床、模具、材料。

二、冲压工序的分类

按变形性质分为 分离 与 成形 两大类。

• 冲裁：落料（封闭线冲切，工件为冲下部分）、冲孔（封闭线冲切，废料为冲下部分）。
• 弯曲：V型/U型/Z型弯曲、卷圆、扭曲。
• 拉深：将板料压制成空心工件，变薄拉深、孔翻边、外缘翻边。
• 其他：缩口、扩口、起伏、胀形、旋压、整形、压印、正/反/复合挤压等。

三、冷冲模类型与特点

单工序模：一个工位，一类工艺；复合模：一个工位，两类以上工艺；级进模：多个工位，顺序完成系列工艺。

级进模特点：效率高、操作安全、寿命长、产品质量高、设计制造难度大，适合大批量生产。

四、级进模设计流程

四个阶段：工艺设计 → 排样与概要设计 → 结构设计 → 零件设计。设计前需掌握工件材质、批量、冲床参数等数据（见表1-5、1-6）。

一、级进模结构分类

日本式：卸料板压料，压料可靠但噪音大；美国式：无卸料板，局部压料，噪音小但压料稍弱。

模具构成：模板（8块）、工作零件（凸模/入子/凹模）、导向零件、连接零件、定位零件、辅助零件等。

二、结构设计原则

• 优先选用成熟结构或标准结构
• 足够的刚性，保证寿命与精度
• 简单、实用、经济
• 送料方便、操作安全
• 零件定位准确、连接牢固
• 便于加工、安装与更换

模具基本尺寸：平面尺寸（以凹模外形为基础）、闭合高度（各模板厚度之和），需满足压力机闭合高度要求：Hmin+10 ≤ H ≤ Hmax-5。

三、工作零件设计

凸模：分类（圆凸模、机械加工凸模），导向（卸料板），闪位设计，长度确定：凸模长度=PP板+SBP板+SP板+(1～2mm)。

入子：冲子固定板入子（便于改模、防呆）、卸料板入子（便于更换、提高寿命），固定方式（倒角、靠肩）。

模仁：冲裁模仁（线割/PG加工，直刀面2～3mm，落料斜度1°或30′），冲裁间隙取(3～5%)t，固定方式（压板、斜锲、导板）。成形模仁间隙为一个料厚t。

四、辅助零件与导向零件

连接：螺钉、等高套筒；定位：定位销、导正销、定距侧刃、灌胶PIN；导料：导料板、Lifter；传力：螺塞、弹簧、传力销；检测：误送/叠料/波动检测。

导向：滑动导向（间隙配合）与滚动导向（过盈配合），连续模常用主导向（滚动导柱）与副导向（滑动或滚动）。

五、模板设计及组立

八块模板：TP、TBP、PP、SBP、SP、DP、DBP、DS，各板材质、厚度、热处理要求详见表。组立流程：下模灌胶 → 上模灌胶 → 模具组立 → 剥料板组立 → 下模板组立 → 上模板组立 → 合模 → 装弹簧等 → 全面审查。

六、跳屑及防止

• 改变废料形状（最有效）
• 点焊模仁内表面、冲子磨异形、真空吸下法
• 冲子加吹气孔/弹顶销、减小冲裁间隙
• 降低直刀面高度、退磁、减小切削油用量
• 镶拼式模仁孔圆心错开、刀口钝化研磨

一、概述

排样决定从毛坯到产品的工序过程，分为 毛坯排样、冲切刃口设计、工序排样。

二、毛坯排样

排样方案：单排、斜排、对排、无废料排样、多排、混合排样。无废料排样材料利用率高，但存在侧向力、毛刺方向不一致等问题。

搭边：侧搭边与中心搭边，搭边宽度影响材料利用率、凸模强度、条料刚性及产品品质。

步距：S = L + a（L为沿送进方向最大轮廓宽度，a为搭边值）。条料宽度：B = D + 2b（有侧压装置时B = D + 2b + △）。

材料利用率：η = A / (B·S) × 100%，是衡量排样优劣的重要指标。

三、冲切刃口设计

将复杂轮廓分解为简单几何单元，再组合。原则：简化模具、保证精度、连接平顺、避免薄弱部位。搭接形式：交接、平接、切接。

四、工序排样

类型：落料型、切边型、混合型。落料型最末工位落料，毛刺方向相反；切边型分段冲切，产品留在凹模面；混合型兼具两者优点。

空工位：提高模具强度、保证寿命。载体：无载体、边料载体、单载体、双载体、中心载体、双桥载体。

定距与导正：步距相等，粗定位（侧刃）与精定位（导正销）。导正孔在第一工位冲出，重要工位前设导正销。

排样原则：先冲孔后外形、工序分散、复杂型孔分解、保证凹模强度、精度高轮廓后冲、弯曲件考虑回弹与最小弯曲半径、拉深件设工艺切口等。

一、工艺设计内容

包括工艺方案设计、工艺性分析、工艺计算。根据产品形状、尺寸、材料、批量确定加工方案，进行工艺性分析（冲裁、弯曲、拉深等适应性），计算毛坯尺寸、排样、成形力等。

二、工艺性分析要点

冲裁件：轮廓圆角、最小孔尺寸（见表2-4）、孔间距、精度等级（表2-5、2-6）。弯曲件：最小弯曲半径（表2-8）、孔边距、最小弯边高度、切口弯曲、精度（表2-9、2-10）。

三、工艺计算

毛坯展开：弯曲件展开长度 = 直边长度 + 弯曲部分展开（中心层半径 ρ = r + x·t，x为移动系数）。

成形力：冲裁力 F=1.3·L·t·τ；弯曲力 V形 F=0.6·k·b·t²·σb/(r+t)；拉深力 Pmax=3(σs+σb)(D-d-rd)t。校正弯曲单位压力见表2-16。

一、冲裁变形机理

冲裁时凸凹模间隙产生力矩，材料在刃口附近发生弹性、塑性变形，最终断裂分离。剪切力行程曲线呈现弹性变形→塑性变形→裂纹→断裂过程。

二、剪切断面分析

冲裁断面分为 圆角带（塌角）、光亮带、断裂带、毛刺。光亮带占比与材料塑性、间隙、刃口磨损有关。增加光亮带高度需延长塑性变形阶段，减少应力集中。

三、冲裁间隙与刃口设计

冲裁间隙取单边 (3%～5%)t，根据材质、料厚、废料形状及加工方式调整。线割加工间隙比PG加工大；硬脆材料间隙适当放大；SKD11模仁间隙比硬质合金小。

模仁直刀面高度2～3mm，落料斜度线割1°、PG加工30′。固定方式：压板、斜锲、导板等。