冲压模具设计和制造实例

1、冲压模具设计与制造实例例：图1所示冲裁件，材料为A3,厚度为2mm大批量生产 试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加 工工艺规程。零件名称：止动件生产批量：大批材料： A3材料厚度： t=2mm一、 冲压工艺与模具设计1. 冲压件工艺分析 材料：该冲裁件的材料 A3钢是普通碳素钢，具有较好的 可冲压性能。 零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。 尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，0 0 0 0 0可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔边距12mm的公差为，属 11 级精度。查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65 mm 24 mm 30

2、mm R30 mmR2 mm+零件内形：0 10 mm孔心距： 37 0.31mm结论：适合冲裁。2. 工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺 方案： 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 落料 - 冲孔复合冲压，采用复合模生产。 冲孔 - 落料连续冲压，采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成0零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需 求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合 冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸 12 mm 有公差要 求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定 用复合冲裁方 式进行生产。工件尺寸可知

3、，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所 以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方 式。3. 排样设计 查冲压模具设计与制造表 2.5.2 ，确定搭边值： 两工件间的搭边： a=2.2mm工件边缘搭边： a1=2.5mm步距为： 32.2mm条料宽度 B=D+2a1=65+2*=70确定后排样图如 2 所示一个步距内的材料利用率n为：n =A/BSX 100%=1550-( 70x)x 100%=%查板材标准，宜选 900mM 1000m m的钢板，每张钢板可剪 裁为14张条料(70mn 1000mm,每张条料可冲 378个工件， 则n为：n =nA1/LBx 100%=378 x

4、1550/900 x 1000 x 100%=%即每张板材的材料利用率为 %4. 冲压力与压力中心计算冲压力落料力F总=T=xx 2X 450=（KN）其中t按非退火 A3钢板计算。冲孔力F冲=T=X 2nX 10X 2X 450=（KN）其中：d为冲孔直径，2n d为两个圆周长之和卸料力F卸=K卸F卸=X=（ KN）推件力F推=口推F推=6XX=（ KN）其中 n=6 是因有两个孔。总冲压力：F 总= F 落+ F 冲+ F 卸+ F 推=+= （ KN）压力中心如图 3 所示：由于工件 X 方向对称，故压力中心 x0=32.5mm=13.0mm其中：L1=24mm y1=12mmL2=60

5、mm y2=0mmL3=24mm y1=12mmL4=60mm y4=24mmL5=60mm y5=27.96mmL6=60mm y6=24mmL7=60mm y7=12mmL8=60mm y8=12mm计算时，忽略边缘 4-R2 圆角。由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（，13）5. 工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制； 冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制 即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。 刃口尺寸计算见表 16. 工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb ( 15mmH= X 65=凹模边壁厚：c (2) H

6、=(2)X=( ) mm 实取 c=30mm凹模板边长： L=b 2c=65 2X 30=125mm查标准 JB/T ：凹模板宽 B=125mm故确定凹模板外形为：125X 125X 18 (mm。将凹模板作成 薄型形式并加空心垫板后实取为：125X 125X 14( mm。凸凹模尺寸：凸凹模长度： L=h1+h2+h=16+10+24=50( mm)其中：hi-凸凹模固定板厚度h2- 弹性卸料板厚度h-增加长度(包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等)凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃 口最小壁厚为7mm根据强度要求查冲压模具设计与制造 表296知，该壁厚为4.9mm即可

7、，故该凸凹模侧壁强度足 够。冲孔凸模尺寸：凸模长度：L凸=h1+h2+h3=14+12+1440mm其中：hi-凸模固定板厚 h2-空心垫板厚h3-凹模板厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。7. 其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点：凹模板尺寸并查标准JB/，确定其它模具模板尺寸列于表 2:序号名称长X宽X厚(mr)材料数量1上垫板125X 125X 6T8A12凸模固定板125X 125X 1445钢13空心垫板125X 125X 1245钢14卸料板125X 125X 1045钢15凸凹模固定板125X 125X 1645钢16下垫板125X 125X 6T8A1根据模具零

8、件结构尺寸，查标准GB/选取后侧导柱125X 25标准模架一副。8. 冲床选用根据总冲压力F总=352KN模具闭合高度，冲床工作台面尺 寸等，并结合现有设备，选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下：公称压力：63KN滑块行程：130mm行程次数：50次/分最大闭合高度：360mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后X左右）：480mnX 710mm二、 模具制造1、主要模具零件加工工艺过程制件：柴油机飞轮锁片材料： Q235料厚： 1.2mm该制件为大批量生产，制品图如下：（一）冲裁件的工艺分析1、冲裁件为Q235号钢，是普通碳素钢，有较好的冲压性能，

9、由设计书查得t =350Mpa。2、该工作外形简单，规则，适合冲压加工。3、所有未标注公差尺寸，都按 IT14 级制造。4、结论：工艺性较好，可以冲裁。方案选择： 方案一：采用单工序模。 方案二：采用级进模。 方案三：采用复合模。单工序模的分析 单工序模又称简单模，是压力机在一次行程内只完成一个工 序的冲裁模。工件属大批量生产，为提高生产效率，不宜采 用单工序模，而且单工序模定位精度不是很高，所以采用级 进模或复合模。级进模的分析 级进模是在压力机一次行程中，在一副模具上依次在几个不 同的位置同时完成多道工序的冲模。因为冲裁是依次在几个 不同的位置逐步冲出的，因此要控制冲裁件的孔与外形的相 对

10、位置精度就必须严格控制送料步距，为此，级进模有两种 基本结构类型：用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进 模。另外级进模有多个工序所以比复合模效率低。 复合模的分析复合模是在压力机一次工作行程中，在模具同一位置同时完 成多道工序的冲模。它不存在冲压时的定位误差。特点：结 构紧凑，生产率高， 精度高， 孔与外形的位置精度容易保证， 用于生产批量大。复合模还分为倒装和正装两种，各有优缺 点。倒装复合模但采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料 账力较大，正装复合模的优点是：就软就薄的冲裁件，冲出 的工件比较平整，平直度高，凸凹模内不积存废料减小孔内 废料的胀力，有利于凸凹模减小最小壁厚。经比较分析，该

11、制件的模具制造选用导料销加固定挡料销定 位的弹性卸料及上出件的正装复合模。（二）排样图设计及冲压力和压力中心的计算由3-6 , 3-8表可查得：a1 = , a=,A二查书391. 料宽计算：B=（D+2a）=62+2*=64mm2. 步距： A=D=a1=62+=62.8mm3. 材料利用率计算：n =A/BS X 100%=n R2- （n R2+12*）/*64=*312-*+/*64X 100%=%（其中a是搭边值，al是工作间隙，D是平行于送料方向冲 材件的宽度，S是一个步距内制件的实际面积，A是步距，B是料宽，R1是大圆半径，R2是小圆半径，12X是方孔的面 积，n为一个步距内的材料的利用率）4. 冲裁总压力的确定：L=2*31+2*+12+2*=（周边总长）计算冲裁力：F=KLt t查设计指导书得t =350MpaF=*350 180KN落料力：F 落=t =* （2*31 ） *350=卸料力：F卸=kF落=*=冲孔力：F 冲=* t +* （12+2*） *350=顶件力：F顶=-k2F落=*=冲裁总压力：FX =F落+F卸+F冲+F顶=+=F 压=（）FX =246KN说明：K为安全系数，一般取；k为卸料力系数