冲裁模设计案例

设计案例冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算、模具设计和模具主要零件的加工工艺。案例1冲裁模设计如图1所示零件：托扳生产批量：大批量材料：08F t=2mm设计该零件的冲压工艺与模具 。 图1 托板零件图（一）冲裁件工艺分析1. 材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将所有90清角改为R1的圆角。3. 尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、140.22、170.22、3.5+0.3结论：可以冲裁（二） 确定工艺方案及模具结构形式经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。（三） 模具设计计算1排样 计算条料宽度及确定步距首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值b=2,侧边按圆形取搭边值a=2。连续模进料步距为32mm。条料宽度按相应的公式计算：B=(D+2a)- 查表 =0.6B=(58+22)-0.6=62-0.6画出排样图，图2 图2 排样图2计算总冲压力由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：P0=P+PtP=P1+P2而式中 P1-落料时的冲裁力P2-冲孔时的冲裁力按推料力公式计算冲裁力：P1=KLt 查=300MPa=2.22（58-16）+2（30-16）+16*2*300/10000=12.6 (t)P2=2.2*4*3.5*2*300/10000 =3.4(t)按推料力公式计算推料力Pt：Pt=nKtP 取n=3，查表2-10，Kt=0.055Pt=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t) 计算总冲压力PZ：PZ=P1+P2+Pt =12.6+3.4+2.475 =18.475(t)3确定压力中心：根据图3分析，因为工件图形对称，故落料时P1的压力中心在O1上；冲孔时P2的压力中心在O2上。设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡原理得：P1X=(32-X)P2由此算得X=7mm图3 压力中心4冲模刃口尺寸及公差的计算刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表1 中。在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为0.250.36mm。为了保证R8与尺寸为16的轮廓线相切，R8的凹模尺寸，取16的凹模尺寸的一半，公差也取一半。在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为0.250.36mm。表1 冲模刃口尺寸冲裁性质工作尺寸计算公式凹模尺寸注法凸模尺寸注法落料58-0.7438-0.6230-0.5216-0.44R857.6+0.1837.7+0.1629.7+0.1316.8+0.11R7.9+0.06凸模尺寸按实际尺寸配置，保证双边间隙 0.250.36mm冲孔3.5+0.3凹模尺寸按凹模实际尺寸配置，保证双边间隙0.250.36mm3.65-0.08在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的1/8。据此，冲孔凹模和凸模固定板孔中心距的制造尺寸为：L14=140.44/8=140.055L17=170.44/8=170.0555. 确定各主要零件结构尺寸（1）凹模外形尺寸的确定凸模厚度H的确定：H= P取总压力=184750NH=26mm凹模长度L的确定 W1=2.1H=31；工件b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mm凹模宽度B的确定B= 步距+工件宽+2W2取：步距=32；工件=30；W2=1.5HB2=32+30+2*39 =140mm（2）凸模长度L1的确定凸模长度计算为：L1=h1+h2+h3+Y其中 导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18; 凸模修磨量Y=18则L1=8+12+18+18=56mm选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=18.475t;最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-25开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。（3）设计并绘制总图、选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。绘制模具总装图。如图4，单排冲孔落料连续模。按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内见表2。并将各零件标出统一代号。图4 单排冲孔落料连续模1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角螺钉 23-圆柱销 24-螺钉表2 零件明细表序 号名 称数 量材 料热处理标准件代号备注页次1簧片165Mn2螺钉145HRC40453下模座11HT2004凹模1T10AHRC58625螺钉445HRC40456承导料1457导料板245HRC40458始用挡料销1459导柱220渗碳HRC566010导套220渗碳HRC586211挡料钉14512卸料板1Q235(A3)13上模座1HT20014凸模固定板14515落料凸模1T8AHRC566016冲孔凸模1T8AHRC566017垫板145HRC404518定位销145HRC404519导正销145HRC404520模柄1Q235(A5)21防转销145HRC404522内六角螺钉M12701045HRC404523圆柱销12n6100645HRC404524内六角螺钉M1270145HRC4045（五）绘制非标准零件图本实例只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样，供初学者参考。见图5至图8。图5 凸凹模 图6 落料凹模图2-16 凸模固定板图7 固定板 图8卸料板 (六) 模具主要零件加工工艺规程的编制1凸凹模加工工艺规程的编制（表3）2落料凹模加工工艺规程的编制（表4）表3凸凹模加工工艺规程工序号工序名称工序内容设备工序简图12345678表4落料凹模加工工艺规程工序号工序名称工序内容设备工序简图1234567