4冲裁模具设计汇总

1、4冲裁模具设计 教学内容：确定模具类型，设计计算凸凹模刃口的形 状、尺寸、精度、配合间隙以及选择定位、 卸料方式等。 教学要求：了解各种类型冲裁模具的结构形式、 使用 范围及其特点。掌握冲裁模具的设计步 骤。根据工艺方案所定的工艺顺序、 工序 性质和设备选用情况设计一般的冲裁模 具。 4.1 普通冲裁模设计 基本原则： (1) 模具与制件的尺寸精度及生产批量适应 (2) 模具与压力机适应 (3) 模具与工艺适应 (4) 尽量选用标准模架和模具零件 (5) 模具工作与存放安全 4.1.1 无导向开式简单冲裁模 特点：结构简单，重量轻，尺寸小，制造容易，成本 低。但调整麻烦，寿命低，冲裁件精度差，

2、 操作不够安全。 86 冲压工艺与模具设计 应用：精度要求不高、形状简单、批量小的冲裁件。 4.1.2 导板式落料冲裁模 特点：有导板导向，但压力机行程要短（一般不大于 20mm）c -87 第4章冲裁模具设计-87 -89 图4.2导板导向式冲裁模 IW 1 4.1.3 设计实例 4.1.3.1 导柱导套式 落料冲裁模 特点：导柱、导套进行精确导向定位 应用：精度要求较高、生产批量较大的冲裁件 91 冲压工艺与模具设计 -100 卸料板 导柱 凹模 顶杆 橡皮 屮 I 顶件块 档料销 卸料螺钉 卸料弹簧 凸模固址板 图4.3导柱导套式落料模 4.132设计举例 1) 冲裁件工艺分析 外形简单

3、， 一次冲裁加工即可成形。 大批量生产， 采用单工序、后侧导柱导套式冲裁模进行加工。 制件尺寸较厚， 采用固定卸料板刚性卸料和下出料的方式。 2) 工艺计算 (1)冲裁力、卸料力、推件力计算及初选压力机 查 表 Q235 的 =375MPa460MPa ,取 6 =460MPa。 表4-1部分碳素结构钢力学性能 牌 号 屈服强度 os / MPa 伸长率 /% 抗拉强度 o-b / MPa Q215 165215 26 31 335410 Q235 185235 21 26 375460 Q255 205255 佃24 410510 Q275 225275 15 20 490610 计 算 冲

4、 裁 力 -# 第4章冲裁模具设计-91 Fi 二 dDt 匚 b = n 40 3 460N = 173 328N 查表K推二0.045 ； 表4- 2卸料力、推件力和顶件力系数 料厚/mm K卸 K推 K顶 0.1 0.5 0.045 7 055 0.063 8 0.0 钢0.5 2.5 0.04 0.05 0.055 6 0.0 2.5 6.5 0.03 0.04 0.045 5 0.0 6.5 0.02 0.03 0.025 3 0.0 铝、铝合金 0.025 7 08 0.03 0.07 - 纯铜、黄铜 0.02 0.06 0.03 0.09 - 由取凹模刃口高度h=8mm，故在凹模

5、口内同时存 有冲孔废料的个数n=8七个 t 3 推料力： F2 =nK推F! =3X0.045 073 328 =230399(N ) 总力:总 F =Fi +F2 =(173 328 +23399) =196 727(N) 初选：公称压力为250kN的开式压力机。 (2) 确定模具压力中心 本例产品为对称形状制件，压力中心位于制件的 几何中心。 (3) 计算排样 由表4.3取搭边值ai =2 (便于进距取整)，a =2.5条料 宽度为45mm，进距为42mm。 表4- 3最小工艺搭边值(单排) Zmin = 0.46mm ,Zmax = 0.64mm。 表4-4 冲裁模初始双面间隙 z (

6、z = 2c )(单位：mm) 板料厚度 /mm 材 料 08、 10、 35、 Q235 40、 50 65Mn Zmin Z max Z i min Z max Zmin Zmax 0.5 0.040 0.060 0.040 0.080 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 I 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 f 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0

7、 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 - 1.5 0.132 0.240 0.170 i 0.230 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 2.1 0.260 0.380 0.280 0.400 2.5 0.360 0.500 0.380 0.540 , 2.75 0.400 0.560 0.420 0.600 3.0 0.460 0.640 0.480 0.660 查表， 、p =0.02mm ,“ = 0.03mm。 表4-

8、 5规则形状（圆形、方形）冲裁凸模、凹模的极限偏差 （单位：mm） 基本尺寸 凸模偏差耳 凹模偏差& 0.36 V 0.16 0.16 12 V 0.20 0.21 0.41 0.42 V 0.20 0.20 24 V 0.24 0.25 0.49 0.50 V 0.24 0.24 -95 第4章冲裁模具设计105 4 V 0.30 0.31 A 0.60 V 0.30 A 0.30 0.59 由于尊 + 抵=0.05mm , Zmax Zmin =.18mm，满足 Zmax Zmin A 、p 、d 故凸、凹模采取分别制造的方法。 凸、凹模尺寸： Dd = (D x总):色=(40 0.5汇

9、 0.25)f.03mm = 39.8纤.03mm Dp = 0 - ZmG總(39.88 - 0.46)：.02mm = 39.42Q.02mm 3) 有关模具零件设计计算 (1) 凹模、凸模、凸凹模尺寸 取凹模厚30mm，外圆直径*110mm。(校核) 凸模采用圆形冲孔凸模，采用固定板固定 方式。 (2) 选择上、下模板及模柄 采用GB/T2851.3 佃90后侧滑动导柱导 向模架。 根据凹模外形尺寸姑0mm选相近规格标准模板 L B，为160mm 125mm，上模板厚40mm，下模板厚50mm。 选用 GB/T2861.1 1990 导柱 25mm 180mm ， GB/T2861.6-

10、1990导套 25mm 5mm 38mm 。 根据压力机模柄孔尺寸，选择A4050 JB/T7646.1 佃94压入式模柄。 (3) 其他结构尺寸 垫板 :110mm 汇 6mm 凸模固定板 :110mm 汇 45mm 刚性卸料板：110mm x12mm 导料板: 4110mm 8mm -101 凸模长度: H p = (4520 12 8 0.5)mm = 85.5mm ,取 86mm 4) 模具闭合高度 H0 =(40 +6 +45 +20 +12 +8+30 +50)mm =211mm 所选压力机闭合高度Hmax =250mm ， H min =(250 70)mm =180mm。 满足

11、 Hmax -5mm H Hmi10mm 5) 绘制模具总图及零件图 图4.5冲裁模装配图 装厉懈平 (a)凸槐零件图 (b)凹模零杵图 图4.6工作零件图 4.1.4 连续模 连续模 在一次冲压行程中，在几个不同的工位上 同时完成多道工序的冲裁的冲模，又称级 进模。 图4.7侧刀定距边连续冲裁模 4.1.5 正装式复合模 正装式复合模: 落料凹模在下模布置 顶件块 落料凹模 Li 凸凹模 卸料扳 冲礼凸模 图4.8正装式冲孔落料复合冲裁模 4.1.6 倒装式复合模 倒装式复合模： 落料凹模在上模布置的复合模 图4.9冲孔落料倒装式复合冲裁模 优点：废料能直接从压力机落料孔落下，操作方便， 生

12、产效率较高，应用广泛。 4.2特殊冲裁模设计 4.2.1拼块式冲裁模 模具凸模或凹模采用拼块的方法组成。 图4.10拼块上螺钉、销钉的布置图4.11嵌入法 1:模座 (a)冲大件拼块洛料模平面结构 1/1 J (b)冲大件拼块落料上模 图4.12冲大件拼块落料模结构 422 厚料冲孔模 图4.13厚料冲孔模结构图 I T o 4.2.3 小孔冲裁模 对于一般的软钢，其最小极限孔径 上等于板料厚度t, 即 dmin = _ 1、孔冲 模的结构 特点主要是保护凸模不被折 亍断。通常 采用 1 凸 模全长导向方式，或采用 寸超短凸模 方式。 图4.14所示小孔冲模。工件厚度2mm： Q235钢板，

13、冲两个2mm孔。 图4.14对凸模采用全长导向的小孔冲模结构 固宦护套 央持板 沾动护仓 压料板 -卸料板 -凹模 凸模 /十凸模両定板 第4章冲裁模具设计 103 图4.15活动护套与固定护套结构图图4.16凸模 导向组件在工作始末情况 -107 第4章冲裁模具设计115 4.2.4 悬臂式冲孔模与狈0向冲孔模 -制件 友座 橡胶 定位螺钉 -105 图4.17悬臂式冲孔模结构图 4.2.5 两同心件落料模 IT I 图4.18同心件落料复合模结构 426 硬质合金冲裁模 硬质合金冲裁模一一用硬质合金作为凸模和凹模材 料的冲裁模。 特点：模具寿命比一般合金钢模具寿命高 20倍30 倍。 模具

14、成本比一般合金钢模高3倍4倍。 材料：含钴量在8%30%的钨钴类合金，YG15、 YG20、YG25。 陋刃凸模 冲孔凸模 L凸樓囿定板 蒋料凸模 凹模J|】模同疋盛 侧圧装置 A-A 图4.21硬质合金连续冲裁模结构 (a)零件图(b)排样图 图4.22零件图及排样图 4.2.7 棒料切断模 W.k (a)正视图 调整 円定切刀 闕權爍母 4.2.8 (b)俯视图 图4.23棒料切断模结构图 非金属冲裁模 落料 推料弾赛 推料村一 推件板 落料1川模 冲孔門模 J7L (c) 复合模 (a)冲孔的刃口 (b)落料的刃口 图4.24尖刃冲裁模结构 429精密冲裁模 4.2.9.1 整修 整修一

15、一将普通冲裁后所得的毛坯放在整修模中进 行一次或数次整修加工，去掉粗糙不平的 断面与锥度，得到光滑平整的断面。整修 工艺示意图，如图4.25所示。 笫一次整修 /第二次整修 图4.25整修工艺示意图图4.26 尖角的整修 429.2光洁冲裁 1）小间隙圆角刃口冲裁 第4章冲裁模具设计-119 -iii 图4.27带椭圆角或圆角的凹模 2）负间隙冲裁 图4.28负间隙冲裁图4.29负间隙冲裁凸模尺寸分布 429.3 精冲 模具结构： 上柱塞 上模座 齿圈爪扳 凸凹模 导料悄 落料凹模 推板 冲扎凸模 I 顶杆 图4.31落料冲孔精冲模 a 113 冲孔凸模 落料卩啾 匸作台 推杆 齿圈压板 推板 顶杆 H 凸|叫模朋 FT.fr：台 题 习 图4.32凸模活动式复合精冲模 1.简述题 第4章冲裁模具设计 (1) 试分析无导向开式冲裁模、导板式冲裁模与导柱 式冲裁模各自特点 (2) 正装复合模与倒装复合模各有何特点？ 如何选 择？ 滚动模架和滑动模架相比，在结构特点上有什么 第4章冲裁模具设计-115 不同？ 非金属冲裁的特点和金属冲裁的特点有什么不 同？非金属冲裁的凸、凹模刃口形状和金 属冲裁的凸、凹模刃口形状有什么不同？ (5) 整修的冲裁原理和普通的冲裁原理有什么不同？ 整修的