模具第二章冲裁模

1、第二章第二章 冲裁模冲裁模l第一节第一节 冲裁模的设计基础冲裁模的设计基础l第二节第二节 冲裁模设计示范冲裁模设计示范第一节第一节 冲裁模的设计基础冲裁模的设计基础l冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序,主要包括落料和冲孔。经过冲裁得到的制件,可以用它作为零件或为弯曲、拉深、成形等工序准备毛坯。从板料冲压所需形状的零件（或毛坯）称落料,在工件上冲出所需形状的孔称为冲孔。 l一一、冲裁件的工艺分析、冲裁件的工艺分析l冲裁件的工艺性：工件在冲裁中的难易程度。l良好的冲裁工艺性应保证：材料消耗少、工序数目少、模具结构简单寿命长、产品质量稳定、操作简单等。l 影响冲裁件工艺性的因素：很多, ,如冲裁

2、件的形状特点如冲裁件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求和材料性能等。1、冲裁件的形状和尺寸、冲裁件的形状和尺寸l冲裁件的形状应尽量简单、对称,最好由圆弧和直线组成。并应避免冲裁件上有过长的悬臂和狭槽,其最小宽度要大于料厚t的两倍,即b2t,冲裁件上的孔与孔,或孔与边缘的距离b、b1(见下图)其值也不能过小,一般取b1.5t, b1t。 为了防止冲裁时凸模折断或压弯为了防止冲裁时凸模折断或压弯,冲孔的尺寸不能太小冲孔的尺寸不能太小,有关要求见下表有关要求见下表 (一一)一般冲孔模可冲压的最小孔径值一般冲孔模可冲压的最小孔径值 (mm)注注:tt材料厚度材料厚度材料钢700MPa钢=40

3、0700MPa钢40.50.60.70.60.70.80.70.81.00.81.01.2 短边长度短边长度/mm精度等级精度等级1336610101818303050508080120120180180260260360360500500较高精度较高精度一般精度一般精度2304231302301152113050115401305025402030152512201015 表表2-7 一般冲裁件剪断面表面粗糙度一般冲裁件剪断面表面粗糙度l注:如果冲压件剪断面表面粗糙度要求高于本表所列,则需要另加整修工序。 各种材料通过整修后的表面粗糙度Ra: 黄铜0.4m, 软钢 0.40.8m, 硬钢0.

4、81.6m。材料厚度材料厚度t/mmt/mm112233445剪切断面表面粗糙度剪切断面表面粗糙度Ra/Ra/m m3.26.312.525503、尺寸标注、尺寸标注l冲裁件的尺寸标注应符合冲压工艺要求。如上图a的尺寸标注方法不合理,这样标注,两孔的中心距会随着模具磨损而增大。应为图b的标注方法,则两孔的中心距与模具磨损无关,其公差值也可减少。二、模具类型的确定二、模具类型的确定l常见的模具形式：常见的模具形式：单工序模、复合模、级进模（三种）。单工序模、复合模、级进模（三种）。l确定模具形式的基本方法：确定模具形式的基本方法：应以冲裁工作的要求，生产批量、模应以冲裁工作的要求，生产批量、模具

5、加工条件等为主要依据。具加工条件等为主要依据。三、冲裁间隙（一）三、冲裁间隙（一）l冲裁间隙冲裁间隙：冲裁模凸、凹模刃口部分尺寸之差。且有双面冲裁间隙与单面间隙之别。l其双面冲裁间隙用Z表示，单面间隙为Z/2，如右图所示。l冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量、冲裁力、模具寿命等影响很大，所以冲裁间隙是冲裁模设计中一个很重要的工艺参数。冲裁间隙（二）冲裁间隙（二）合理间隙合理间隙l考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常要选择一个适当的范围作为合理间隙（最小合理间隙、最大合理间隙），只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的零件。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造考虑到模具在

6、使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙值。新模具时应采用最小合理间隙值。l间隙Z的确定：1、直接查表210。 2、利用下述经验公式计算。l Z=mt 式中t材料厚度 m系数，与材料性能及厚度有关。l当t3时： 软钢、纯铁 m=15%19% 铜、铝合金 m=16%21% 硬钢 m=17%25%四、凸、凹模刃口尺寸的计算四、凸、凹模刃口尺寸的计算 冲裁件的尺寸精度取决与凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的冲裁件的尺寸精度取决与凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正合理间隙也靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确地确定刃口部

7、分尺寸是相当重要的。确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。1、尺寸计算原则、尺寸计算原则（在决定模具刃口尺寸及制造公差时）：l1）落料件的尺寸取决于凹件尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上。设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。l2）考虑到冲裁时，凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，则反之。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。l3）在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数

8、值。一般模具制造精度应比工件精度高34级。若零件没有标注公差，则可通过查表确定。2、 尺寸计算方法尺寸计算方法l由于模具加工和测量方法的不同，凸模和凹模刃口部分尺寸的计算公式和制造公差的标注也不同，基本上可分为两类（分开加工、配合加工）：l1)凸模和凹模分开加工凸模和凹模分开加工 采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，它适用于圆形或简单形状的工件。为了保证间隙值，必须满足关系式：凸凸+凹凹ZmaxZmax- -ZminZmin。式中： 凸凸凸模的制造公差； 凹凹凹模的制造公差； 凸凸、 凹凹已有标准见表。l下面对冲孔和落料两种情况分别进行讨论。l（1）冲孔）冲孔设工件孔的尺寸为

9、 。根据刃口尺寸计算原则，冲孔时应首先确定凸模刃口尺寸。由于基准件凸模刃口尺寸在磨损后会减小，因此，应使凸模的基本尺寸接近工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。凸模的制造取负偏差，凹模取正偏差。其计算式为: l l 式中:d凸、d凹冲孔凸、凹模基本尺寸(mm); 工件制造公差(mm); X因数，见表2-130d0凸凸xdd凹凹凸凹0min0minZxdZddl冲孔时各部分尺寸公差的分配位置如右图a)l（2）落料落料 设工件尺寸为D-。根据刃口尺寸计算原则，落料时应首先确定凹模刃口尺寸。由于基准件凹模的刃口尺寸在磨损后会增大，因此应使凹模的基本尺寸接近工件轮廓的最小极限

10、尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值Zmin。仍然是凸模取负偏差,凹模取正偏差。落料时各部分尺寸公差的分配位置如右图b)l其计算公式如下： D凹=(D-X)+凹 D凸=(D-Zmin)-凸 =(D-X-Zmin)-凸l式中D凹、 D凸落料凹、凸模基本尺寸(mm)。l)凸模和凹模配合加工凸模和凹模配合加工 对于形状复杂或料薄的冲裁件，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先加工好其中的一件，（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。l这种加工方法的特点是：l（）模具间隙是在配制中保证的，因此不需要校核凸+凹Zmax-Zmin，

11、所以加工基准件时可以适当放宽公差，使其加工容易。l（）尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅标注基本尺寸并注明配做所留间隙值。(因此目前工厂大多采用这种方法，但此方法制造的凸、凹模不能互换)l由于复杂形状工件，其各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损情况也不同，所以基准件的刃口尺寸需要按不同方法计算。如右图为一落料件，应以凹模为基准件，凹模的磨损情况可分为三类：第一类：凹模磨损后增大的尺寸（图中A类尺寸）第二类：凹模磨损后增小的尺寸（图中B类尺寸）第三类：凹模磨损后没有增减的 尺寸（图中C类尺寸）l同理，对于图的冲孔件，应以凸模为基准件，可根据凸模的磨损情况，按图示方法将尺寸分成AB

12、C三类。当凸模磨损后，其尺寸的增减情况也是增大、减小、不变这一同样的规律。因此，对于复杂形状的落料件或冲孔件，其模具基准件的刃口尺寸均可按下式计算:lA A类：类：A Aj j(A(Amaxmax-X-X) )+ +/4/4lB B类类: :B Bj j(B(Bminmin+X+X) )- -/4/4lC C类类: :C Cj j(C(Cminmin+0.5+0.5) )/8/8 式中Aj.Bj.Cj基准件尺寸(mm); Amax.Bmin.Cmin工件极限尺寸(mm); 工件公差(mm)。对于与基准件相配合的非基准件凸模或凹模的刃口尺寸和公差一般不在图样上标注,而是仅标注基本尺寸,并注明其公

13、差按基准件凹模或凸模的实际尺寸配做,并保证应留的间隙值。另外,如果由于加工的需要,希望对落料件以凸模为基准件,对冲孔件以凹模为基准件,则模具基准件的刃口尺寸可按右式计算:A类：类： Aj(Amax-X-Zmin)-/4B类类:Bj(Bmin+X+ Zmin)+/4C类类:Cj(Cmin+0.5)/8五五冲压力的计算冲压力的计算 计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具 1冲压力的计算冲压力的计算 采用平刃口凸模和凹模冲裁时,其冲裁力的计算为 F0=Lt 式中:F0 -冲裁力(N); L-冲裁件的周长(mm); t-材料厚度(mm); -材料抗剪强度(MPa),见教材附录A。 考虑到凸

14、凹模刃口的磨损,模具间隙的波动,材料力学性能的变化以及材料厚度偏差等因素,实际所需的冲裁力还需增加30%,故选择冲床时的冲裁力(N)应为: F=1.3FF=1.3F0 0LtLtb b 式中: b -b -材料的抗拉强度(MPa),其值见附录A。 2、降低冲裁力的方法、降低冲裁力的方法l1）采用斜刃口模具（落料时凹模斜；冲孔时凸模斜）。 2）采用阶梯形布置的凸模：）采用阶梯形布置的凸模：l为了提高模具寿命，避免小冲头折断，一般都把小冲头做短一些。阶梯形布置的凸模间高度差H取决于材料厚度，一般为： t3时，H=t； t3时，H=0.5t。l采用阶梯凸模冲材时，选用冲床的冲裁力为： F=1.3F0

15、 式中F0阶梯模中同一高度凸模冲裁力之和的最大值（N）。 3）材料加热红冲。3 、 卸料力、推件力和顶出力的计算卸料力、推件力和顶出力的计算l 由于冲裁中由于冲裁中材料的弹性变材料的弹性变形及摩擦的存在，形及摩擦的存在，冲裁后带孔冲裁后带孔部分的部分的材料会紧箍在材料会紧箍在凸模上，凸模上，而落下部分的而落下部分的材料会紧卡在凹材料会紧卡在凹模洞口中。模洞口中。从凸模上卸下紧箍着的材料所需的力称为卸料力卸料力；把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力称为推件力推件力；逆着冲裁方向顶出来的力称为顶出力顶出力。如下图： 1）影响卸料力推件力和顶出力的因素（很多）： 如材料的种类，材料厚度，冲材间隙

16、，零件形状尺寸以及润滑情况等。2）卸料力推件力和顶出力的计算：卸料力： F卸= K卸F 推件力： F推=nK推F 顶出力 ： F顶=K顶F 式中 ： F冲裁力（N）； n卡在凹模洞口中的工件（或废料）的数目； K卸.K推.K顶分别为卸料力推件力顶出力因数，其值见下表：卸料力卸料力推件力和顶出力因数推件力和顶出力因数料厚料厚/mmK卸卸K推推K顶顶钢钢0.10.06 0.090.10.140.1 0.50.04 0.070.0650.080.5 2.50.0250.060.050.062.5 6.50.02 0.050.0450.056.50.015 0.040.0250.03铝、铝合金铝、铝合

17、金0.03 0.080.03 0.07纯铜、黄铜纯铜、黄铜0.02 0.060.03 0.09注：卸料力因数K卸在冲多孔、大搭边和轮廓复杂的工件时取上限值；冲裁间隙取大时，因数数值可取小些。 选择冲床时，要根据不同的模具结构，选择冲床时，要根据不同的模具结构，计算出所需的总冲压力。计算出所需的总冲压力。l采用弹性卸料和上出料方式的总冲压力： F总=F+F顶+F卸l采用刚性卸料和下出料方式的总冲压力： F总=F+F推l采用弹性卸料和下出料方式的总冲压力： F总=F+F推+F卸l采用弹性卸料和刚性出料方式的总冲压力： F总=F+F卸六、排样六、排样l排样：冲压件在条料、带料或板料上的布置方法。l

18、1、排样的方式、排样的方式：多种多样，常见的如图a、b、c、d分别为直排、斜排、直对排和混合排。（属于有废料排样，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都留有搭边）其特点：能保证冲裁件的质量，冲模寿命长，但材料利用率低。如图e、f分别为少废料和无废料排样。其特点：节省材料；并有利于一次冲裁多个工件，提高生产率；因冲裁周边减少，故可简化冲模结构和降低冲裁力。但工件的质量和精度较低；又因为采用单边冲裁，也影响断面质量及模具寿命。2、材料的利用率、材料的利用率 排样时，在保证工件质量的前提下，主要考虑如何提排样时，在保证工件质量的前提下，主要考虑如何提高材料的利用率。高材料的利用率。l材料的利用率的计

19、算：材料的利用率的计算：l一个进距的材料利用率：=nA/bh=nA/bh100%100% 式中：A-冲裁件面积（包括内形结构废料）； n-一个进距冲裁件数目； B-条料宽度； H-进距。l一张板料上总的利用率：总总= =n n总总A/LBA/LB100%100% 式中： n总-一张板料上冲裁件总数目； L-板料长； B-板料宽。3、搭边、搭边l搭边搭边：排样时工件之间、工件与条料侧边之间留下的余料。l搭边的作用搭边的作用：补偿条料的定位误差，保证冲出合格工件；还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。l搭边是废料搭边是废料，故其值应越小越好。但又不能过小，过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低

20、模具寿命，影响冲裁件的减切表面质量。l搭边值的确定搭边值的确定：一般情况下，搭边值由经验确定，亦可查表。（见下表）冲裁金属材料的搭边值冲裁金属材料的搭边值 （mm） (冲非金属材料时，搭边值应乘1.5 2)料厚料厚手送料手送料自动送料自动送料圆形圆形非圆形非圆形往复送料往复送料aa1aa1aa1aa111.51.521.5321 221.52.523.52.5322 32.5232.543.53 432.53.5354434 5435465545 6546576656 8657687768以上76879887七、凸模与凹模的设计七、凸模与凹模的设计l1、凸模、凸模l1）凸模形式）凸模形式l凸模

21、的结构形式，主要根据冲裁件的形状和尺寸而定。常见的凸模结构形式如上图所示常见的凸模结构形式如上图所示，图，图中a、c适用的冲裁直径d=120mm，为避免应力集中和保证强度与刚度方面的要求，而做成圆滑过度的阶梯形或在中部增加过度阶段。图b适用的冲裁直径d=830mm。图d适用于冲制孔径与料厚相近的小孔。采用保护套结构既可以提高抗弯能力，又能够节省模具钢。图图e适用于冲大孔或落料用的凸模，为减少磨削面积，凸模外径与端面都加工成凹进形状。l下图为非圆形凸模。下图为非圆形凸模。与凸模固定板配合的固定部分可做成圆形或矩形。如图a、b。如采用线切割加工时，固定部分和工作部分的尺寸应一致，如图c。 上图为快

22、换凸模结构上图为快换凸模结构。 用于大型冲模中冲小孔的易 损凸模。2）凸模的长度）凸模的长度l对采用弹性卸料板的冲裁模，其凸模的长度应根据模具的具体结构确定。l采用固定卸料板的冲裁模，基本结构如右图所示，凸模的长度 L=t t1 1+t+t2 2+t+t3 3+l +l 式中：t t1 1-凸模固定板的厚度（mm）； t t2 2-卸料板的厚度（mm）； t t3 3-导尺的厚度（mm）； l l-附加长度，包括：凸模进入凹模的深度0.5 1mm；总修磨量612mm；凸模固定板与卸料板之间的 安全距离L1= 1520mm。3）凸模强度的校核）凸模强度的校核l一般情况下，凸模强度不用校核，但对特

23、别细长的凸模或一般情况下，凸模强度不用校核，但对特别细长的凸模或板料厚度较大的情况下，应进行压应力和弯曲应力的校核，板料厚度较大的情况下，应进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求。l（1）压应力的校核）压应力的校核l圆形凸模按d dminin4t4t/ /压压进行压应力校核。l非圆形凸模按A AmininF/F/压压进行压应力校核。 式中：dmin-凸模最小直径（mm）； Amin -凸模最小截面的面积（mm2）； t-料厚； -材料的抗剪强度（MPa）； F-冲裁力（N）； 压-凸模材料的许用压应力（MPa）。压的

24、值取决于材料、热处理和冲模的结构，如T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具钢淬火硬度为5862HRC时，取10001600MPa；当有特殊导向时，可取20003000MPa。（2）弯曲应力的校核）弯曲应力的校核l凸模的抗弯能力，根据模具结构特点， 可分为无导向装置和有导向装置凸模 两种情况，如图所示。l无导向装置的圆形凸模：Lmax （mm）；l 非圆形凸模： （mm）；l带导向装置的圆形凸模： （mm）；l 非圆形凸模非圆形凸模： （mm）。l式中： Lmax-允许的凸模最大自由长度（mm）；l d-凸模的最小直径（mm）；l F-冲裁力（N）； I-凸模最小横截面的惯性矩（mm

25、4）。Fd295FIL425maxFdL2max270FIL1200max2、凹模、凹模l1）凹模的刃口形式）凹模的刃口形式 图a为锥形刃口凹模。冲裁件或废料容易通过，凹模磨损后的修磨量较小。但刃口强度较低，刃口尺寸在修磨后略有增大。适用于形状简单，精度要求不高，材料厚度较薄工件的冲裁。当t2.5mm时，=15；当t=2.56mm时，=30；当采用电火花加工凹模时， =420。图b、c为柱形刃口筒形或锥形凹模。刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。但孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大。适用于形状复杂或精度要求较高工件的冲裁。当t0.5mm时，h=35mm；当t=0.55mm时，h=510mm

26、；当t=510mm时，h=1015mm，=35。l几种常见的凹模刃口形式l2）凹模外形尺寸）凹模外形尺寸凹模厚度的确定：H=Kb凹模壁厚（指凹模刃口与外边缘的距离）的确定： 小凹模 c=（1.52）H 大凹模 c=（23）H式中：b-凹模孔的最大宽度（mm）； K因数（其值见表2-17）； H凹模厚度，其值为1520mm； c凹模壁厚，其值为2640mm。3）凸凹模的最小壁厚）凸凹模的最小壁厚l复合模的结构特点是一定有一个凸凹模。凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。l凸凹模的最小壁厚值m一般可按经验数据决定。不积聚废料的凸凹

27、模最小壁厚值m见： 冲裁硬材料时m=1.5t； 冲裁软材料时mt。积聚废料的凸凹模，由于胀力大，故最小壁厚值要比上述数据适当加大。3、凹模和凸模的镶拼结构、凹模和凸模的镶拼结构l镶拼结构：镶拼结构：把凸模或凹模按一定形状分割成若干块分别制作，然后再把它们组合拼装在一起的方法。l在设计镶拼凸模或镶拼凹模时，应注意所分镶块的形状要便于机械加工和热处理，容易维修、更换和调整，要考虑镶块组合拼装时的定位和固定，防止相对移动等问题。常见的镶拼凸模和镶拼凹模的镶拼形式和分块方法，见下图：八、冲裁模各主要零、部件的尺寸八、冲裁模各主要零、部件的尺寸九、模具压力中心的计算（一）九、模具压力中心的计算（一）l对

28、称形状的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心O点，如图a、b。l等半径圆弧段的压力中心，位于任意角2的角平分线上，且距离圆心为x0的点上。如图c所示。X0=rsin/，角以弧度计。l冲裁模的压力中心冲裁模的压力中心 -冲裁力合力的作用点。l冲压时，模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。故在设计模具时，必须要确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。九、模具压力中心的计算（二）九、模具压力中心的计算（二）l对于复杂工件或多凸模冲裁的压力中心，可利用力矩原理用计算法求得，即各分力对某坐标力矩之和等于其合力对该坐标轴的力矩。计算步骤如下：l1）按比例画

29、出工件的轮廓形状， 如右图。l2）在任意处作坐标轴xOy。l3）将工件轮廓线分成若干基本线段L1、L2.L6。因冲裁力F与冲裁线段长度l成正比，故l可代表冲裁力的大小。l4）计算各基本线段的重心位置到y轴的距离x1、x2.x6和到x轴的距离y1、y2.y6。l5）据力矩原理得到压力中心c点到x轴和y轴的距离公式： xc=（L1x1+L2x2+.+L6x6）/ （L1+L2+.+L6） Yc=（L1y1+L2y2+.+L6y6）/ （L1+L2+.+L6）l根据以上的原理和步骤，可推导出计算压力中心的一般公式： xc=（L1x1+L2x2+.+Lnxn）/ （L1+L2+.+Ln） Yc=（L1

30、y1+L2y2+.+Lnyn）/ （L1+L2+.+Ln） 第二节第二节 冲裁模设计示范冲裁模设计示范l一、无导向落料模一、无导向落料模零件简图： 生产批量：小批量。 材料：08钢。 材料厚度：2.5mm。l1、冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析l因该冲压件外形简单，精度要求也不高，批量又小故可采用单工序、无导向落料模进行加工。l无导向模的特点：结构简单，质量轻、尺寸小，模具制造简单，成本低廉。 但凸、凹模的间隙配合由压力机滑块的导向精度决定。使用时调整麻烦，模具寿命低，冲裁件质量差。l该类模具适用于精度要求不高，形状简单，小批量。该类模具适用于精度要求不高，形状简单，小批量。2、排样、排样l查

31、表216得最小搭边值a=2.5mm，a1=2mm，计算冲裁件的面积：lA=152mm2+/9（202-152）mm2=767.55mm2l采用斜排的排样方式，如图： 条料宽度：b=39mm 进距：h=32mml一个进距的材料利用率： =nF/bh100% =1767.55mm2/39mm32mm=62%3 3、计算冲压力计算冲压力 该模具采用刚性卸料和下出料方式。1）冲裁力 F=Ltb（）=（107.682.5380）=1021032）推件力 F推=nK推F 取凹模刃口形式a），n=1；查表K推=0.05 故 F推=（10.05102103）=5100。选择冲床时的总冲压力：F总=F+K推=1

32、07k 4、确定模具压力中心、确定模具压力中心l选定坐标系xOy，如图：l因冲压件对称于x轴，所以yc=0。lL1=（320/360）30mm=83.73mm；lx1=15sin（320/2）/ （40/2）（/180）mm=3.16mm。lx2=-20sin（40/2）/ （40/2）（/180）mm=-17.71mm。l5 5、计算凸、凹模的刃口尺寸l查表210得间隙值Zmin=0.29 Zmax=0.35l查表212得凸、凹模的制造公差凸=0.02mm 凹=0.025mml校核: Zmax-Zmin=0.06 凸+ 凹=0.045; 满足Zmax-Zmin 凸+ 凹条件,可采用分开加工的

33、方法.l对零件图中未注公差尺寸，由附录D查出各尺寸的极限偏差：l查表213得系数x=0.5, l凸模的刃口尺寸： l计算出凹模的厚度和外径分别为：H17mm，86mm。052. 0052. 020,30R凹凹0 xDDmmmmmm025. 00025. 0074.2952. 05 . 03030凹mmmmmmR025. 00025. 0074.1952. 05 . 02020凹0min凸凹凸ZDDmmmmmm002. 0002. 045.2929. 074.2930凸mmmmmmR002. 0002. 045.1929. 074.1920凸6、模具总体设计和主要零、部件设计l模具的上下部组成见

34、右图。两侧的导尺控制送料的方向，挡料销保证条料的送料进距。该挡料销设置在下模座上并为可调结构，本冲压件的批量较小，以后经过调整还可用于其它冲裁件的挡料。l上模座厚度：30mm 下模座厚度：35mm l凸模固定板厚度：18mm 凹模厚度：17mml固定卸料板厚度：5mm 导尺厚度：7mm另外，凸模的修磨量为5mm ，凸模进入凹模深度为1mm ，因此，凸模的全长为：18mm 20mm 5mm 7mm 1mm 5mm 56mm 。模具的闭合高度H模30mm 18mm 20mm 5mm 7mm 17mm +35mm =132mm 7 7、冲压设备的选择 选择单柱固定台压力机 J11-16公称压力 16

35、0KN 滑块行程 670mm 最大闭合高度 226mm 闭合高度调节量45mm垫板厚度 50mm 模柄孔尺寸40mm 55mm三、正装下顶出落料模l零件简图：如图所示 l生产批量：大批量l材料：30钢l材料厚度：0.3mml1、冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析l分析该零件的尺寸精度，其两孔中心距的尺寸及公差为820.2mm,查表得用一般精度可达到的两孔中心距离公差为0.15mm，即可满足零件的精度要求。从零件的形状，尺寸标注及生产批量等情况看，也均符合冲裁的工艺要求，并且只需一次落料即可，故采用单工序落料进行加工。 l2 2、排样、排样l采用直排有废料排样方式，如右图。l计算冲裁件的面积A:l

36、A=（11682）17172/22141772mm2=3190mm2l按表216查得最小搭边值：a=2mm, a1=1.5mm 条料宽度：b=120mml进距：h=34mm+1.5mm=35.5mm 一个进距的材料利用率：lnA/bh100(13190mm2 ) /(120mm35.5mm) 100%=75%3、计算冲压力、计算冲压力 该模具采用弹性卸料和上出料方式l1)冲裁力冲裁力 F=Ltb (N)其中L=（116214）826172717 mm369.34mm t=0.3 b =500MPa l故F=369.34mm0.3mm500MPa =55.41000Nl2)2)卸料力卸料力 F卸

37、=K卸F K卸0.05lF卸0.0555.41000N2770Nl3)3)顶出力顶出力 F顶=K顶F K顶0.08lF顶0.0855.41000N4432Nl选择冲床时的总压力：F总F+ F顶+F推=62.6KNl4 4、确定模具压力中心确定模具压力中心 按比例画出工件形状，将工件轮廓线分成L1、L2L5的基本线段，并选定坐标系xOy，如上图。因工件左右对称，其压力中心一定在对称轴y上，即xc=0。故只计算yc。lL1116mm-214mm=88mm; y1=0lL2=6(34-17)mm=102mm; y2=（1/2）（3417）mm=8.5mmlL3=27mm44mm; y3=17mm+7sin(/2）/（/2）mm=21.4mmlL4=217/2mm=53mm; y4=17mm+17mmsin(/4）/（/4）cos （/4） mm=27.69mmlL5=82mm; y5=34mmlyc=(L1y1+L2 y2L3y3L4y4L5y5）/（ L1L2L3L4L5）=16.44mm5、计算凹、凸模的刃口尺寸、计算凹、凸模的刃口尺寸l通过查表210分别得到：间隙值Zmin=0.03，Zmax=0.05。因数x=0.5。l对零件图中未注公差尺寸，由书末附录D中查出其极限偏差为： l本例零件因形状比较复杂，且为薄材料，为了保证凸、凹模之间的间隙值，必须采用凸、凹模配合