冲压模具设计

冲压模具设计方法与步骤冲压模具是制造行业中常用的一种模具，用于在金属板材上进行冲裁、压制、成形等工艺。

冲压模具的设计是冲压工艺的关键环节之一，合理的设计可以提高产品质量和生产效率。

以下是冲压模具设计的方法与步骤。

一、冲压模具设计方法1.分析产品要求：首先需要仔细分析产品要求，了解产品的形状、尺寸、材质等要求，以及要求的生产效率和成本等因素。

2.选择合适的材料：根据产品的要求选择合适的模具材料，常用的材料有合金工具钢、合金冷作工具钢等。

3.制定冲压工艺：根据产品要求，制定冲压工艺，包括冲剪顺序、成形方式、冲压力、冲头形状等因素。

4.设计模具结构：根据产品要求和冲压工艺，设计模具的结构，包括上模、下模、导向机构等部分。

5.进行模具布局：进行模具布局，合理安排模具零件的形状、位置和尺寸，以确保模具的强度和稳定性。

6.进行模具零件设计：根据模具布局，设计模具的零件，包括冲头、导柱、导套、导向板等部分。

7.进行模具装配：根据模具设计，进行模具的装配，确保各个零件之间的配合和精度。

8.进行模具调试：进行模具调试，调整模具的尺寸和位置，确保模具在冲压过程中的稳定性和精度。

9.进行模具试产：进行模具试产，对模具进行试模和试产，检验产品的质量和模具的性能。

10.进行模具改进：根据试产结果，对模具进行改进和优化，提高模具的性能和生产效率。

二、冲压模具设计步骤1.初步设计：根据产品要求，进行初步的模具设计，包括模具结构和布局。

2.详细设计：对初步设计的模具进行详细设计，包括各个零件的形状、尺寸和材料等。

3.模具制造：根据详细设计，进行模具的制造，包括加工模具零部件和进行模具装配。

4.模具调试：对制造完成的模具进行调试，调整模具的尺寸和位置，确保模具的性能和精度。

5.模具试产：进行模具的试模和试产，检验产品的质量和冲压工艺的可行性。

6.模具改进：根据试产结果，对模具进行改进和优化，提高模具的性能和生产效率。

7.模具验收：对改进后的模具进行验收，确保模具达到产品要求和生产效果。

冲压模具设计一、冲压模具设计的步骤1.确定需求：首先要明确冲压件的形状、尺寸和质量要求，以及加工工艺的要求，包括材料选材、工艺流程等。

2.分析冲压过程：了解冲压过程中的受力情况，确定冲压件的受力情况，考虑冲压件的结构和形状。

分析完成后，可以确定模具的结构和工作原理。

3.制定设计方案：设计方案是根据需求和分析决策，形成的模具设计的主要思路，包括模具的结构形式、材料选材、零件加工工艺等。

4.细化设计：在设计方案的基础上，进一步细化设计，包括每个零件的尺寸、形状和工艺要求，确保每个零件都符合设计要求。

5.制作样品：制作模具样品，进行试验和调试，验证设计方案的可行性，确定调整和改进方案。

6.定稿设计：根据试验结果，对设计方案进行调整和优化，形成最终的设计方案。

二、冲压模具设计的关键要点1.良好的受力结构：冲压模具在工作过程中要经受巨大的冲击力和挤压力，因此必须具备良好的受力结构，包括合理的分布受力、合理的受力传递和合理的受力集中。

2.优秀的耐磨材料：冲压模具的工作环境往往十分恶劣，耐磨材料可以大大延长模具的使用寿命，提高生产效率。

3.精密的加工工艺：冲压模具的加工精度直接影响到冲压件的质量，因此必须采用精密的加工工艺，确保模具的精密度和可靠性。

4.优化的结构设计：冲压模具的结构设计要尽可能简单，降低成本，提高生产效率。

同时也要考虑模具的易维护性，方便维修和更换零件。

5.可靠的试验与调试：为了保证冲压模具的质量和可靠性，必须进行全面的试验和调试，包括模具的运行测试、冲压件的检测评价等。

三、结语冲压模具设计是一个复杂而细致的工程，需要综合运用材料学、结构设计、机械加工、模具试验等多方面的知识。

只有具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，才能设计出高质量的冲压模具。

冲压模具设计是一个复杂的过程，需要设计人员深入且全面地了解冲压工艺、材料特性、机械结构、模具加工工艺等多方面知识，并且需要经验丰富的工程师进行设计。

冲压模具设计1. 引言冲压模具是指用于进行金属冲压工艺的模具，用于在金属工件上施加力量以将其形状改变。

冲压模具设计在制造业中扮演着重要的角色，它直接影响到产品的质量和生产效率。

本文将介绍冲压模具设计的基本概念、设计过程和一些常用的设计原则。

2. 冲压模具设计的基本概念2.1 冲压工艺冲压工艺是指将薄板金属材料经过剪切、冲孔、弯曲等工艺加工，以获得所需形状和尺寸的工件。

冲压工艺具有高效、精确和重复性好等特点，广泛应用于汽车制造、电子设备和机械制造等行业。

2.2 冲压模具冲压模具是用于进行冲压工艺的工具，通常由上模、下模和导向装置等部件组成。

上模和下模通过导向装置进行定位，形成模腔，金属材料在模腔中受力产生变形，从而得到所需形状的工件。

3. 冲压模具设计的过程冲压模具设计通常包括以下几个步骤：3.1 零件分析在进行冲压模具设计之前，需要对待加工的零件进行分析。

分析包括对零件的形状、材料和尺寸等方面进行研究，以确定合适的冲压工艺和模具结构。

3.2 模具结构设计根据零件的形状和要求，设计冲压模具的结构。

模具结构设计包括上模、下模、导向装置、顶出装置等部分的设计，以保证模具具有足够的刚度和稳定性。

3.3 模具零部件设计根据模具结构设计的结果，对各个零部件进行详细设计。

包括绘制各个零部件的草图、确定材料和尺寸，以及进行结构优化和强度计算等工作。

3.4 工艺路线设计根据零件的要求和工艺特点，设计出适合的工艺路线。

包括冲孔位置和尺寸、切削方式、顶出顺序等方面的确定。

3.5 模具制造和试模根据模具设计的结果，进行模具制造和试模工作。

包括制造各个零部件、装配模具、进行调试和试模等过程。

通过试模，检验模具的设计和制造是否符合要求，提出改进和优化的意见。

4. 冲压模具设计的常用原则4.1 简化结构冲压模具的结构尽量简化，以减少制造成本和提高生产效率。

避免使用复杂的零部件和工艺过程，尽量采用标准件或通用部件，方便制造和维护。

冲压件模具设计的常用公式1. 强度和刚度计算公式1.1 拉伸强度计算冲压件在工作过程中会受到拉伸力的作用，因此计算冲压件的拉伸强度是非常重要的。

拉伸强度的计算公式如下：F = σ × A其中，F表示拉伸力，σ表示材料的抗拉强度，A表示冲压件的截面积。

1.2 刚度计算刚度是指冲压件在受力下的变形程度，计算冲压件的刚度可以确定其在工作过程中是否会发生过度变形。

刚度的计算公式如下：K = (E × A) / L其中，K表示刚度，E表示材料的弹性模量，A表示冲压件的截面积，L表示冲压件的长度。

2. 冲压参数计算公式2.1 冲头压力计算冲头压力是冲压件在冲床上受到的压力，计算冲头压力可以确定冲床的最小压力要求。

冲头压力的计算公式如下：P = F / A其中，P表示冲头压力，F表示冲压件的拉伸力，A表示冲头的截面积。

2.2 厚度计算冲压件的厚度是冲压件的重要参数之一，计算冲压件的厚度可以确定其制备过程中所需的原材料量。

厚度的计算公式如下：t = V / (A × L)其中，t表示冲压件的厚度，V表示冲压件的体积，A表示冲压件的截面积，L表示冲压件的长度。

3. 离型力计算公式冲压件在离型过程中需要克服一定的摩擦力，计算离型力是确定冲压模具设计是否合理的重要指标。

离型力的计算公式如下：F = μ × N其中，F表示离型力，μ表示冲压件和模具之间的摩擦系数，N表示冲压件的法线力。

4. 寿命计算公式冲压模具在工作过程中会受到疲劳载荷的影响，因此计算冲压模具的寿命可以指导模具的选材和使用。

寿命的计算公式如下：N = (S / K) × (F / σf)^b其中，N表示模具寿命的预测次数，S表示冲压次数，K表示对应于S次冲压的磨损系数，F表示冲压力，σf表示冲压件的疲劳强度，b表示指数。

结论以上是冲压件模具设计过程中常用的计算公式。

这些公式可以帮助工程师在设计冲压模具时进行强度、刚度、参数和寿命等方面的计算，以确保模具的设计合理和稳定性。

冲压工艺及模具设计冲压工艺及模具设计是现代工业制造中常用的一种技术，它通过将金属板材或者其他形状的金属件置于模具中，然后通过冲压机的动作使得金属材料发生塑性变形以得到所需的形状和尺寸。

一、冲压工艺流程冲压工艺分为单道冲压和多道冲压两种。

单道冲压是指在一个冲压过程中完成产品的全体造型，多道冲压是指通过多次冲压工艺来完成产品的全体造型。

下面将以多道冲压为例介绍冲压工艺流程。

1.材料准备：选择合适的板材材料，进行剪切、铺料等准备工作。

2.模具设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计合适的冲压模具。

3.上料：将材料板厚按照模具规格要求剪切成对应尺寸，然后放置在模具上。

4.开模：通过冲压机的动作，使得模具上的凸模与凹模对压，使材料发生塑性变形。

5.去杂及模具保养：在冲压过程中会产生一些杂质，需要及时清理，并对模具进行保养和维护。

二、模具设计原则模具设计是冲压工艺的核心环节，它直接影响着产品的质量和成本。

在进行模具设计时，需要遵循以下原则：1.合理性原则：模具结构要合理，能够满足产品的形状和尺寸要求，并且易于加工和调整。

2.稳定性原则：模具要具有足够的刚性和稳定性，能够承受冲压机的冲击力和振动。

3.高效原则：模具设计要考虑工作效率，设计出能够实现快速冲压的模具结构。

4.经济原则：模具的设计和制造成本要较低，以降低产品的制造成本。

三、模具结构设计模具的结构设计是模具设计的重要环节，它包括模具的整体结构、分段结构、导向结构等。

下面将介绍常用的模具结构设计方法：1.整体结构设计：将模具设计为一个整体结构，具有较好的刚性和稳定性。

2.分段结构设计：根据产品的形状和尺寸要求，将模具分为多个部分，通过连接件进行连接。

3.导向结构设计：模具需要具有良好的导向性，避免材料在冲压过程中发生歪斜和偏移。

4.其他辅助结构设计：模具还需要考虑各种辅助结构，如剪断边缘结构、定位结构、脱模结构等。

冲压模具毕业设计论文范文冲压模具设计是冲压工艺中重要的一环，合理的模具设计能够提高产品质量、提高生产效率和降低生产成本。

本论文将以冲压模具设计为研究对象，探讨其设计理念和方法，以及在工程实践中的应用。

一、引言随着冲压工艺的广泛应用，冲压模具设计的重要性逐渐凸显。

良好的冲压模具设计能够提高产品的精度和质量，降低产品的成本和生产周期。

因此，冲压模具设计已成为冲压工艺中不可或缺的一部分。

二、冲压模具设计的理念1.综合运用先进技术冲压模具设计应充分利用先进的CAD/CAM/CAE技术，结合数字化模具设计和制造，提高设计效率和精度。

2.优化设计思路通过合理的设计思路，最大限度地降低模具的结构复杂度，减少零部件数量，提高模具的强度和刚度，降低模具重量和成本。

同时，建立一套适合企业实际情况的标准化设计流程，提高设计的一致性和可操作性。

三、冲压模具设计的方法1.确定工艺参数根据产品的设计要求和冲压工艺的特点，确定冲床的类型和规格，进而确定模具的结构和尺寸。

2.分析产品特点对产品的结构和性能进行分析，确定产品的冲压工艺，包括冲床的振动频率、冲击力大小等参数。

3.设计冲床结构根据冲压工艺的要求和产品特点，设计冲床的结构，包括上模架、下模架、导向装置、传动装置、夹持系统等。

4.设计模具结构根据冲床结构的要求和产品特点，设计模具的结构，包括上模、下模、导向柱、顶针、滑块、模台等。

5.进行模具制造根据模具结构设计的要求，进行模具的加工和制造，包括CAD设计、数控加工、装配等环节。

四、冲压模具设计的工程实践冲压模具设计的工程实践主要包括以下几个方面：模具设计、模具制造、调试和生产。

1.模具设计根据产品的设计要求，进行冲床和模具的结构设计，确定模具的尺寸、材料和加工工艺。

2.模具制造根据设计要求，进行模具的制造和加工，包括材料准备、数控加工、装配和调试等环节。

冲压模具设计的安全要求1.环境安全要求：冲压模具设计需要在安全、整洁、通风良好的环境中进行。

工作区域应清晰、明亮，避免过于拥挤。

2.机械设备安全要求：冲压模具设计需要使用符合安全标准的机械设备。

设备应定期维护和保养，确保其正常运行，并配备相应的安全保护装置。

材料的强度、韧性、耐磨性等性能要满足设计的要求，以确保模具的安全性和稳定性。

4.操作安全要求：冲压模具设计需要经过专业的培训和资格认证后方可操作。

操作人员需要穿戴个人防护装备，如安全帽、护目镜、防护手套等。

操作时需严格遵循操作规程，禁止在不安全的状态下工作，及时发现并及时解决安全隐患。

5.模具设计安全要求：冲压模具设计应遵循设计规范和标准，保证模具结构安全可靠，使用寿命长。

模具设计时需要考虑模具的强度、刚度、稳定性等因素，避免出现断裂、疲劳等失效现象，防止意外事故的发生。

6.模具维护安全要求：冲压模具设计后需要定期进行维护和保养，及时排除模具上的损坏、松动和变形等现象，以确保模具的正常使用。

7.废料处理安全要求：冲压模具设计会产生废料和废气，在废料和废气处理过程中要符合环保要求，避免对环境造成污染。

8.紧急救援安全要求：冲压模具设计应设立相应的紧急救援机制，如设置紧急停工按钮、紧急疏散通道、消防器材等，以应对突发事件并及时采取果断行动。

总结起来，冲压模具设计的安全要求包括环境安全、机械设备安全、材料安全、操作安全、模具设计安全、模具维护安全、废料处理安全以及紧急救援安全等多个方面。

只有在满足这些要求的前提下，冲压模具设计才能确保工作人员的安全，保障生产的顺利进行。

冲压模具任务型课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解冲压模具的基本概念，掌握模具的构造、分类和工作原理；2. 学生能掌握冲压模具设计的基本流程和关键参数，具备初步的模具设计能力；3. 学生能了解冲压模具在制造业中的应用，认识到其在现代工业生产中的重要性。

技能目标：1. 学生能运用CAD软件进行冲压模具的设计，具备一定的模具绘图能力；2. 学生能通过分析实际案例，解决简单的冲压模具设计问题，具备初步的问题分析和解决能力；3. 学生能在团队协作中发挥个人专长，与他人共同完成冲压模具设计任务。

情感态度价值观目标：1. 学生能培养对制造业的热爱，增强对工程技术的兴趣；2. 学生在课程学习中，能树立质量意识、安全意识，养成良好的工程素养；3. 学生能在团队协作中，学会尊重、沟通、合作，培养集体荣誉感和责任感。

课程性质：本课程为任务型课程，以实际案例为载体，培养学生具备冲压模具设计的基本知识和技能。

学生特点：学生为初中毕业水平，具备一定的识图能力和动手能力，对制造业有一定了解，但模具设计知识相对薄弱。

教学要求：教师需结合实际案例，引导学生掌握冲压模具设计的基本知识，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力，提高学生的工程素养。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续课程学习奠定基础。

二、教学内容1. 冲压模具基础知识：包括冲压模具的定义、分类、构造及工作原理，以课本第二章第一节内容为基础，引导学生掌握模具基本概念。

2. 冲压模具设计流程：介绍冲压模具设计的基本步骤，包括需求分析、方案设计、详细设计等，参考课本第二章第二节内容，让学生了解设计流程。

3. 冲压模具关键参数：讲解模具设计中的关键参数，如材料、尺寸、公差等，结合课本第二章第三节内容，培养学生对模具参数的理解。

4. CAD软件在模具设计中的应用：教授CAD软件的基本操作，以课本第三章内容为参考，让学生学会运用软件进行模具设计。

冲压模具设计方案引言冲压模具是用于冲压加工的工具，它可以将金属板料按照预定的形状和尺寸进行加工，广泛应用于汽车、电子、家电等制造业。

本文将针对冲压模具设计方案进行详细介绍。

模具设计的基本原则1. 性能要求冲压模具设计时需要根据具体的加工对象和产品性能要求来确定模具的材质、硬度和耐磨性等。

2. 结构合理冲压模具的结构应设计合理，易于加工和调试，并且具备足够的刚性和稳定性，以确保加工精度和生产效率。

3. 操作简便冲压模具的调试和维护应简单方便，能够降低操作者的劳动强度，提高生产效率。

5. 经济性冲压模具的设计应尽量减少材料的浪费，并且考虑到模具的制造成本和使用寿命，以维持良好的经济效益。

冲压模具设计的步骤1. 确定加工对象首先需要明确所要加工的产品的形状和尺寸要求，以及所需加工的材料种类和厚度等。

2. 制定设计方案根据加工对象的要求，进行模具结构的设计，包括上模、下模、引导柱、导向装置、顶针等的位置和尺寸等。

3. 进行模具设计计算根据设计方案，进行力学分析，计算各个部件所需的尺寸、材质、硬度等。

同时还需要进行模具在工作中可能遇到的载荷和应力的计算。

4. 绘制图纸根据计算结果，绘制出冲压模具的详细图纸，并标注相应的尺寸、公差和加工要求等。

5. 制造和组装模具根据图纸的要求，制造和组装模具，包括加工模具零部件、组装模具、进行调试和试验等。

6. 进行模具调试完成模具的制造和组装后，需要进行调试和试验，以确保模具的正常运行和加工的质量。

7. 模具维护与维修冲压模具在使用过程中需要进行定期的维护和维修，包括清洁、润滑、更换磨损部件等。

结论冲压模具设计是一个复杂而关键的工作，它直接关系到产品质量和生产效率。

在设计过程中，需要考虑性能要求、结构合理、操作简便、耐久性和经济性等方面的因素。

通过遵循设计步骤，合理制定方案，绘制详细图纸，并进行模具调试和维护，可以设计出高质量的冲压模具，提高生产效率，降低生产成本。

第2章冲裁工艺及冲裁模具设计冲裁是指利用模具在压力机上使板料产生分离的冲压工艺。

冲裁可直接冲出所需形状的零件，也可为其它工序制备毛坯。

冲裁时所使用的模具称为冲裁模。

冲裁工艺的种类很多，常用的有落料、冲孔、切断、切边、切口等，其中落料和冲孔应用最多。

从板料上冲下所需形状的零件(或毛坯)称为落料；在零件(或毛坯)上冲出所需形状的孔(冲去部分为废料)称为冲孔。

落料与冲孔的变形性质完全相同，但在进行模具设计时，模具尺寸的确定方法不同，因此，工艺上必须作为两个工序加以区分。

冲制外形D的冲裁工序为落料，如图2.1(a)所示；冲制内孔d的工序为冲孔，如图2.1(b)所示。

根据冲裁的变形机理不同，冲裁工艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。

精密冲裁断面较光洁，精度较高，但需专门的精冲设备与模具。

2.1 冲裁过程分析2.1.1 冲裁原理冲裁变形过程，如图2.2所示，大致可分为三个阶段：1.弹性变形阶段如图2.2(a)所示，当凸模下压接触板料时，材料将产生短暂的、轻微的弹性变形。

此时如果提升凸模，变形将完全消失。

2.塑性变形阶段如图2.2(b)所示，凸模继续下压，板料变形区的应力将继续增大。

当应力状态满足屈服极限时，材料便进入塑性变形阶段。

这一阶段突出的特点是材料只发生塑性流动，而不产生任何裂纹，凸模继续切人板料，同时将板料的下部挤入凹模孔内。

3.断裂分离阶段图2.1 垫圈冲裁中的落料与冲孔图2.2(c)、(d)、(e)表示了断裂分离的全过程，其中图(c)表示当凸模切入板料达到一定深度时，在凹模侧壁靠近刃口处的材料首先出现裂纹。

这表明塑性剪切变形的终止和断裂分离的开始。

图(d)表示裂纹发展与贯通的情形。

图(e)表示冲裁结束时板料被完全分裂分离的情形。

被冲入孔的一块料在落料时为工件，冲孔时为废料。

留在凹模面上的材料在冲孔时为工件，落料时为废料。

普图2.2 冲裁变形过程及冲裁件剪切断面(a)弹性变形(b)塑性变形(c)出现裂纹(d)裂纹贯通(e)板料完全断裂分离(f)剪切断面l一凸模2一板料3一凹模4一冲孔为工件，落料为废料5一落料为工件，冲孔为废料通冲裁件的剪切断面状况如图2.2(f)所示，其精度一般在IT10级以下，表面粗糙度Ra可达3.2 ~50µm。

如图2.2(f)所示，断面明显分4个特征区：a为圆角区，即塌角；b为光亮带，表面光滑，表面质量最好；c为剪裂带，表面粗糙并略带斜度，不与板面垂直；d为毛刺。

在4个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。

但4个特征区在其整个断面上所占比例大小随材料种类、状态、板厚、冲裁条件(冲裁间隙、刃口形状、冲裁速度)等不同而变化。

2.1.2 冲裁件的质量及其影响因素冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。

断面状况尽可能垂直、光洁、毛刺小。

尺寸精度应该保证在图样规定的公差范围之内。

零件外形应该满足图样要求；表面尽可能平直，即拱弯小。

1.尺寸精度冲裁模的制造精度对冲裁件尺寸精度的影响最直接，冲裁模的制造精度愈高，冲裁件的精度愈高。

由于在冲裁过程中材料产生一定的弹性变形，冲裁结束后发生“回弹”现象，使落料件尺寸与凹模尺寸不符，冲孔的尺寸与凸模尺寸不符，从而影响其精度。

对于比较软的材料，弹性变形量较小，冲裁后的回弹值也较小，因而零件精度较高。

硬的材料，情况正好相反。

材料相对厚度t／D(t─板厚，D─冲裁件直径)越大，弹性变形量越小，因而冲裁零件尺寸精度就高。

冲裁间隙对冲裁件的精度影响很大。

落料时，如间隙过大，材料除受剪切外还产生拉伸弹性变形，冲裁后由于“回弹”将使冲裁件尺寸有所减小，减小的程度也随着间隙的增大而增加。

如间隙过小，材料除受剪切外还产生压缩弹性变形，冲裁后由于“回弹”而使冲裁件尺寸有所增大，增大的程度随着间隙的减小而增加。

冲孔时，情况与落料时正好相反，即间隙过大，使冲孔尺寸增大，间隙过小，使冲孔尺寸减小。

冲裁件尺寸越小，形状越简单其精度越高。

2.断面质量对于断面质量起决定作用的是冲裁间隙。

如间隙选的合理，冲裁时上、下刃口处所产生的裂纹就能重合，如图2.2所示。

所得工件断面虽不很光滑，且带有一定锥度，但已满足要求。

当间隙值过小或过大时，就会使上，下裂纹不能重合。

间隙过小时，凸模刃口附近的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离。

上、下两裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行，将被第二次剪切，在断面上形成第二光亮带。

间隙过大时，凸模刃口附近的裂纹较合理间隙时向里错开一段距离，材料受很大拉伸，使断面光亮带减小，毛刺，圆角和锥度都会增大。

3.毛刺凸模或凹模磨钝后，其刃口处形成圆角。

在冲裁时，冲裁件的边缘就会出现毛刺。

在冲裁工作中，产生很大的毛刺是不允许的，应查明原因加以解决。

如有不可避免的微小的毛刺出现，应在冲裁后设法消除。

2.2 排样设计2.2.1 排样冲裁件在条料或板料上的布置方式称为排样。

排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式都有重要影响。

1.排样设计原则(1)提高材料利用率冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的60%以上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。

在不影响零件性能的前提下，应合理设计零件外形及排样，提高材料利用率。

(2)改善操作性冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。

一般说来，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻动次数，在材料利用率相同或相近时，应选用条料宽度及进距小的排样方式。

(3)使模具结构简单合理，使用寿命高。

(4)保证冲裁件质量。

2.排样的分类按照材料的利用率，排样可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种，如图2.3所示。

废料是指冲裁中除零件以外的其它板料，包括工艺废料和结构废料。

(a) (b) (c)图2.3 排样方式(1)有废料排样有废料排样是指在冲裁件与冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间均有工艺废料，冲裁是沿冲裁件的封闭轮廓进行的，如图2.3(a)所示。

(2)少废料排样少废料排样是指只在冲裁件之间或只在冲裁件与条料侧边之间留有搭边，如图2.3(b)所示。

冲裁只沿冲裁件的部分轮廓进行，材料利用率可达70%~90%。

(3)无废料排样无废料排样是指在冲裁件与冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间均无搭边存在，冲裁件实际上是直接由切断条料获得的，如图2.3(c)所示。

材料利用率可高达85%~90%。

采用少废料、无废料排样时，材料利用率高，不但有利于一次行程获得多个冲裁件，还可以简化模具结构、降低冲裁力，但受条料宽度误差及条料导向误差的影响，冲裁件尺寸及精度不易保证，另外，在有些无废料排样中，冲裁时模具会单面受力，影响模具使用寿命。

有废料抖样时冲裁件质量和模具寿命较高，但材料利用率较低。

所以，在排样设计中，应全面权衡利弊。

3.排样的形式根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对排斜排等多种排列方式，见表2.1。

4.排样设计在排样设计中，除选择适当的排样方法外，还包括确定搭边值的大小，计算条料宽度及送料进距，画出排样图，必要时还需计算材料利用率。

表2.1 排样方式2.2.2 搭边2.2.2.1 搭边定义冲裁件与冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料称为搭边。

搭边的作用是避免因送料误差发生零件缺角、缺边或尺寸超差；使凸、凹模刃口受力均衡，提高模具使用寿命及冲裁件断面质量；此外利用搭边还可以实现模具的自动送料。

冲裁时，搭边过大，会造成材料浪费，搭边太小，则起不到搭边应有的作用，过小的搭边还会导致板料被拉进凸、凹模间隙，加剧模具的磨损，甚至会损坏模具刃口。

搭边的合理数值主要取决于冲裁件的板料厚度、材料性质、外廓形状及尺寸大小等。

一般说来，材料硬时，搭边值可取小些；软材料或脆性材料，搭边值应取大些；板料厚度大，需要的搭边值大；冲裁件的形状复杂，尺寸大，过渡圆角半径小，需要的搭边值大；手工送料或有侧压板导料时，搭边值可取小些。

搭边值通常由经验确定，表2.2列出了低碳钢冲裁时，常用的最小搭边值。

2.2.2.2 送料进距模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离称为送料进距或步距。

当单个进距内只冲裁一个零件时，送料进距的大小等于条料上两个零件对应点之间的距离，如图2.3所示。

A=D+a l（2—1）式中A──送料进距，单位mm；D──平行于送料方向的冲裁件宽度，单位mm；a1──冲裁件之间的搭边值，见表2.2，单位mm。

表2.2 最小工艺搭边值 mm表2.3 条料下料宽度偏差△ mm2.2.3 条料宽度的确定冲裁前通常需按要求将板料裁剪为适当宽度的条料。

为保证送料顺利，不因条料过宽而发生卡死现象，条料的下料公差规定为负偏差。

条料在模具上送进时，一般都有导料装置，有时还要使用侧压装置 (侧压装置是指在条料送进过程中，在条料侧边作用一横向压力，使条料紧贴导料板一侧送进的装置)。

当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度B 按下式计算：()002∆-++=b a L B (2—2) 当条料在有侧压装置或要求手动保持条料紧贴单侧导料板送料时，条料宽度B 按下式计算：()02∆-∆++=a L B (2—3) 式 (2—2)、(2—3)中B ──条料宽度，单位mm ；L ──冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸，单位mm ；a ──冲裁件与条料侧边之间的搭边，单位mm ；△──条料下料时的下偏差值，见表2.3，单位mm ；b 0──条料与导料板之间的间隙，见表2.4，单位mm 。

2.2.4 材料利用率材料利用率是冲压工艺中一个非常重要的经济技术指标。

其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示:(2—4)式中 S 1── 一个进距内冲裁件的实际面积，单位mm 2；S 0── 一个进距内所需毛坯面积，单位mm 2；A ── 送料进距，单位mm ；B ── 条料宽度，单位mm 。

表2.4 条料与导料板之间的间隙b 0若考虑到料头、带尾和边余料的材料消耗，则一张板料（或带料、条料）上总的材料利用率总η为：(2—5)n ── 一张板料(或带料、条料)上冲裁件的总数目；S ── 一个冲裁件的实际面积，单位mm 2；L ── 板料的长度，单位mm ；B ──条料宽度，单位mm 。

%100⨯=LB nS 总η%100%100101⨯=⨯=AB S S S η2.3 冲裁工艺计算2.3.1 冲压力及压力中心的计算2.3.1.1 冲压力冲压力是冲裁力、缷料力、推件力、和顶料力的总称。

1.冲裁力F=KLtτ(2—6)式中F──冲裁力，单位N；L──冲裁件周边长度，单位mm；K──系数，取K=1.3；τ──材料抗剪强度，单位MPa；t──材料厚度，单位mm。

图2.4 卸料力、推料力、顶料力2.卸料力、推料力、顶料力的计算(1)卸料力是将箍在凸模上的材料卸下时所需的力；(2)推料力是将落料件顺着冲裁方向从凹模洞口推出时所需的力；(3)顶料力是将落料件逆着冲裁方向顶出凹模洞口时所需的力，如图2.4所示。