冲压模具设计和制造实例

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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、编制模具零件得加工工艺规程.

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

①材料:该冲裁件得材料A3钢就是普通碳素钢,具有较好得可

冲压性能。

②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比

较适合冲裁。

③尺寸精度：零件图上所有未注公差得尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸得公

差。孔边距12mm得公差为-0、II,属11级精度。查公差表可得各尺寸公差为：

零件外形:65°mm24°mm3(fmmR3C°mm°R2mm

用Atnh4fz16°、-°、-°、-°、-°、

零件内形：10mm

,、-52525252

孔3I心距:37±0.31mm

结论：适合冲裁差

2、工艺方案如具结构类型

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：

①先落料，再冲孔,采用单工序模生产.

②落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。

③冲孔一落料连续冲压，采用级进模牛.产.

方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件得加工，生产效率较低,

难以满足零件大批量生产得需求。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。-0'

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小喇上,为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹

性卸料与定位钉定位方式.

3、排样设计

杳《冲压模具设计与制造》表2.5。2,确定搭边

值：

两工件间得搭边:a=2.2mm

工件边缘搭边:a1=2。5mm

步距为:32。2mm

条料宽度^=。+2al

=65+2*2、5

=70

确定后排样图如2所示

一个步距内得材料利用率Q为：

图2排样图

n=A/BSxl00%

=1550+(70x32、2)xlOO%

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=68、8%

查板材标准，宜选900mmx1000mm得钢板，每张钢板可剪裁为14张条料(70mmx1

000mm)，每张条料可冲378个工件，则n为：

r|=nA1/LBxlOO%

=378x1550/900x1000x100%

=65、1%

即每张板材得材料利用率为65、1%

4、冲压力与压力中心计算

⑴冲压力

落料力F总=1、3Ltr

=1、3x215、96x2x450

=252、67(KN)

其中T按非退火A3钢板计算。

冲孔力F冲=1、3Lti

=1、3x2涯10x2x450

=74、48(KN)

其中：d为冲孔直径,2代为两个圆周长之与.

卸料力F卸=1＜卸F卸

=0、05x252、67

=12、63(KN)

推件力F推力^：推F推

=6x0、055x37、24

=12、30(KN)

其中n=6就是因有两个孔。

总冲压力：

F总=F落+F冲+F卸+F推

=252、67+74、48十12、63+12>30

=352、07(KN)

⑵压力中心

如图3所示：

由于工件X方向对称，故压力中心x

0=32.5mm

图3压力中心

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^LnYn

_2-1

y。一-«—

2-1

24x12+60x0+24x124-14.5x24+38.61x27.97+14.5x24+31.4x12+31.4x12

24+60+24+14.5+38.61+N5+31.4+31.4

3105.52

-238.41

=13。0mm

其中：

L1=24mmyl=l2mrr.

L2=60mmy2=0mm

L3=24mmy1=12min

L4=60mmy4=24mm

L5=60mmy5=27.96mm

L6=60mmy6=24mm

L7=60mmy7=12mm

L8=60mniy8=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得坐标为（32、5,13）

5、工作零件刃口尺寸计算

落料部分以落料凹模为基桂计算，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。却以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。

刃口尺寸计算见表1

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表1刃口尺寸计算

姆3辘i+M

基本尺寸及分类it®红

间障救练

Dmax上An-edo-*0185

D[-64.63Q

=6554相应凸模尺寸按

Zs=5246凹模尺寸配作，保

证双面间原在

落2咏=536制件精0.246-0.36之间

料度为：A

Dmax匕D.=23.74产3

D/=C'-xA)4A/4

凹IT14级，(1MX0

模7-7故x=0.5同上

=24如2nwxnun

=0.36-0.246

Dmax:4=0.11mmDd=29.74产3

同上

=30%

013

Dmax\D<f=29.74j

Dd=81Mx-xA)。,

相应凸模尺寸凹

=30如2同上△/4

模尺寸配作，保证

单面间隙荏

0.123—0.18之间

D4=1.88；一

同上A

D(/=®nwx_xi；l0*

△/4

同上

冲

df=10.18\09

孔

凸相应凹程尺寸按

j+A

dmm0

模&=(df+xA)，凸模刃口尺寸配

同上24

作，保证双面间隙

E。产-4

在0.246~0.36之

间

孔制件精

Lp=11.97%£)28

边巴=度为

距同上"11级，%=(心+码)A/4

煌,故*=

0.75

孔L±%=1Ld=37±0.078

-A

心8

距同上=iX0.62

37±0.31x=0.5Ld=Q1nm+0.5A)

8

=0.UT8

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6、工作零件结构尺寸

落料凹模板尺寸：

凹模厚度:H=kb(*5mm)

H=0、28x65=18、2、mm

凹模边壁厚：吟(1、5〜2)H

=(1、5〜2)x18、2

=(27、3—36、4)mm实取c=30mm

凹模板边长：L=b+2c

=65+2x30

=125mm

查标准JB/T-6743、1—94:凹模板宽B=125mm

故确定凹模板外形为:125'125x18(mm).将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取

为:I25X125X14(mm).

凸凹模尺寸：

凸凹模长度：L=hl+h2+h

=164-1024

=50(mm)

其中：hl—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2。9„6知，该壁厚为4。9mm即可，故该凸凹模侧壁强

度足够。

冲孔凸模尺寸：

凸模长度:1＞凸=hl+h2+h3

=14+12+14

40mm

其中:hl-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/T—6743、1-94,确定其它模具模板尺

寸列于表2:

序号名称长x宽x厚(mm)材料数量

1上垫板125x125x6T8A1

2凸模同定板125x125x1445钢1

3空心垫板125xi25xl245钢1

4卸料板125x125x1045钢1

5凸凹模固定板125x125x1645钢1

6下垫板125xl25x6T8A1

根据模具零件结构尺寸,查标准GB/T2855、5-90选取后侧导柱125、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

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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）:480mmx710mm

9.冲压工艺规程

车间产品型别

版次

工艺规程

零件名称_止动件零件号________________

（连封面共5页）

（另附对照表页）

1

工艺驻任车间主任

主首工艺员怠工艺师

年月日批准

军间工作程序学别材料毛科肿类零件名麻零件号第2页|

A3止动件共5页

工序号工作地«SS§]工作

等磔

1切料典床

开式双拄旬候J23-63

冲截

2冲床

3去毛利

4游标卡尺等

»♦签字日照更的单号釜字日朝工£价察间主任

工苫晔叟缶工之师

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切料图表#别零件名裕零件号工序号第3贝

止动牛1共5页

材料A3硬度

分芟设备名称

技术条件设务51别

内容尺码

原料尺寸1000X900mm

分成条料尺寸900X70mm

分成条料的数黛

条科制成零件的数篦28

材料利用率％651%

更改革0釜字EW曼改嚷号SB9筌字日期工X员年间支任

工名组长主W工机

工之喜主任

零件名腕粤伸号加号第岬|

止动科4共5U

A3

项目号格胎内容稻髭工具

1各主要尺寸游标卡尺

t-^rra

更改单♦签字an里我单q0Q釜字日照工z员军间主任

工名里收x®rsff

rsii«

第7页共34页

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10.模具总装配图

A-A

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27|螺包145#CB7O-86M8X25

导料销245升；B/T7649.10-94

.445算HRC24〜28JB/T7650.5-94

)4、空也]T8AIRCX~58JB/T76"A"125X125X67

■、△凹模固定板145#HRC24~28JB/T764工T4125X125X149

>))弹46DSiMnAHRC40〜48JB/T7187.6-95

21知小t板]45#25X125X105

.一20J1板1CM2HRC24〜28JB/T7643.T4125X125X1。4

1Q2耳柱销245#CB)19-864>JOX62

18空心、垫板145#HRC24~28JB/T76C.3-9425X125X1210

.7凸模liJ45#HRC24〜28JB/T76"194125X125X148

16上模i71HT2DCCB/T2855.5-90125X125X302

15防转销145#CB)19-86小4X14

14推杆]454HRC24~28

130235T.F

西]JB/T7646.1-94

122Tl&AHRC56〜60GB/T5825-9J12

11推k:块145*]2

10|n?柱卒245#CB)19-86力】0X35

c445#GB7O-86M8X6O

S2GO15HRC62〜6。CB/T286I.6-904-22X80

7导柱2CCT15HRC62~64GB/T286I.1-90中22X)50

6上罂饭]T8AHRC”~58A

5145#HRC4a48GB/T7649.10-94

4八r1Grl2HRC58~621]

3।员।七E柏245*GB)19-864)]0X45

2E^Kiiq45#CB70-85M8X40

1下模座板]HT200G8/T2855-90125X125x353

笈秣敏盘材料燃过现(HTC)

止动件冲孔落料

标记复合模第版

描图

设计型制零组件号设备

校对

审核R例1：1蚊12页|第顷

标检车间£1^

她冶■可孰1成都航院

图4模且装配图

第9页共34页

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11.唳具零件国

技术要求

1.上.下面光滑无毛阚L平行度为0・02

2.材料为T10A,高洋火HRC6OY4.

3.带*号的尺寸技对应尺寸及间隙值配作.

俄都肮院

■1EXJLEI

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任5七上里

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£€百孔3左

D

L

技术要求

1.表面光滑无毛刺.

2.HRC60-64.

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国7落忙工唉收

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国S二套至杈

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国9f填至收

技术要求

1.和火・54-58HRC.

SI——上整板|成都航程

，“RUA

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310二工柩

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国11也

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图12凸煲固定收

£13空心M校

L-L

技术要求

l.±.T®平行度力aoa铝值度为1.6・

2.MT3为48，调质228HM.

第18页共34页

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£u推件次

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£15支〜板

尺寸杼AM模K楞尺寸・萍掠Q焉AMd

口△ern.”帙用机院

国I蹙再■豆坪仔

国1€已H膜售M板

模具制造

1、主要模具零件加工工艺过程

落陀■U模B二二艺过程材椁：Grl2疆爱:60-WHRC

序号3名U1MW

1击料限件（退火状态）130X130X16mm

2祖铁铳六面料尺寸1253X1253X15,注意两大平面与两相邻豺面用标

港角火测量达基本垂直

3¥®e唐光两大平面厚度达146mm.开磨两相邻例而达四面垂■.垂直度

002mnVIOOmm

4的①划线划出各孔役中心线并划出凹慢福口轮麻尺寸

②情孔结蝇蚊底孔.销灯底孔凹镇洞口穿线孔

③较孔蝇灯孔到要求

④改丝改蛉纹丝到要求

5热处理浮火使谑度达6—64HRC

6平面茗磨光两大平面,使厚度达143tam

7统切韵翻凹黑洞口,开菖001〜OUMim册案今

8的①研磨涓口内壁创面达Q84

②配推件块到要求

9的用结片层•呆证凸凹模与凹横间隙均匀后四横与上横座馒作销灯

孔

10平磨磨凹澳板上平面瞟度达要求

11钳息笠配

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片孔公安之二H艺近程巨科：T10A染斐：56-60SN

序号工^称工序内容

1爸科取件＜退火状杳）。15X55"

2热处理退火，避度达18吐22OHB

3窣①车一顺•打顶尖孔・窣夕阳至。12«*，掉头军另一靖面，长

度至尺寸50M，打顶尖孔.

②双顶尖血，车夕圈尺寸。11.4±0.04必。10.6±0.042至要

求，车尺寸5、3＞＞至要求.

4峨12^8

5都处理浮大，馒度至56—60HRC.

酶

6颗聆圈尺寸。。10.18、皿》至要求.

7线般

切除工作蜒顶尖孔，长度尺寸至40；1mm要求.

8Ml醒自财面至RaO8Mm.

9皿

10钳工««（的方并装说，保证）

会芭卷二二二M之隹行〜：Grl2St:€0-c4HRC

序号工序名TW5S

1西科锻件（退火伏击）70X40X55mm

2粗铁使大面见光

3平磨磨高度两平面到尺寸51mm

4钳①划线在长度方一M骼妓场却夹位6nm后.分中划凸侵轮廓线

并划两凹腹涓口中心处

②钻孔按凹模温口中心祐线切割弃丝孔

③钳犷凹模落料沉孔到要求，钻纥蚊底孔弁攻丝到要求

5融处理海火鳏达6-64匹C

6平磨81蒿度到504mm

7线切勤翻凸模及两凹横.并由边雷0.01〜002m研磨余宣

8钳①W研凸凹覆并配入凸模固定板

（W各知里到。8心

9平18序高度到要荻

10钳总娥

公套EW快工二二之近程对性:45«耍童:24-2SHRC

序号比名

1备料气割下料BOX130X16mm

2热处理调西酸度24〜28HRC

3粗钱钱六面达1253X1253X148mm.并使两大平面和相锦两恻面相

互基本垂■

4平磨廛光两大书厚度达144mm.并警两相锦伪面使四面垂直，垂・度

002mnVlOOmm

5但gBJ疑凸模固定孔中心线能仃孔中心蛀劳侬孔中心纥伽I

过孔中心线

②钻孔凸模固定孔穿丝线续蚊过孔和铜灯过孔到要求

6蛀切都翻凸模安荣固定孔华边气001-002nm研余餐

7往铁凸横固定孔背面沆孔到要求

8钳研配凸模

9平居磨模厦度总要求

10钳总啜配用透光层使凸横回模质腺均匀后,与上横座板配作镐孔

第21页共34页

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已E玄宜运技七二二M江理口〜：4a法皇：24—2£Hy.C

序号TJW

1语科/UF科130X130X18mm

2热处理调防硬要24〜28HRC

3用铳钱六面达1253X1253X168mm，并使两大平面和相知两制而基

本季直

4平第号光两大平面厚度达164mm，并磨两相邻伸面便四面垂直,垂■

度0-02min/!00mm

5钳(Dfiitt鳄蚊孔中心妓慈蚊过孔中心也倘T孔中心妓a凹模固

定孔轮廓法

②《孔绿坟底孔绿统过孔到要求A凹模固定孔蛀的翻算姥孔

③玳丝攻就纹底丝到要求

6战切却却凸凹横安豪固定孔岸边留研余量001~002mn

7钳赚将凸凹横配入安妾固定孔

8平房整厚度到要求

9祖装配与下横座配作箱灯孔

受七技H二二艺注理比七：4M谩空：24~28HSC

序号比名

1否料气翻下科130Xi30X|2mm

2啊?上理调度建度24—28HRC

3粗钱能六面达1253X1253X!08mm.并使两大平面和相邻两初面基

本垂・

4平息庭光两大平面弟度达104mm.并磨两相布侪面使E9面垂■.垂直

度002mm/100mm

5的函线蚪奴孔中心纥定位灯孔中心线及中间型孑说廓线

②钻孔英奴底孔.定位灯底孔型孔穿姨孔

③校孔双空较定位灯底孔刎要来利奴孔攻丝到要来

6城切都翻型孔到要求

7钳①型孔与凸凹便发配

②定位灯与定位灯钮

③线软孔与蝶灯装配

8平咨唐厚度到要求

9钳原襄配

第22页共34页

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二M快二二二力之程囱■陆：TEA赛受：力一天HF.C

序号TJ^imw

i备科薇件（退火伏态）130X130X|Qmm

2型铁钱六面达1253X1253X7m现并使两大平面和相钝两例面基本垂

■

3平笆昌光两大军面泉度达66mm,并8B两相邻倒面便四面垂■.垂■度

0OJtnin/lOOmm

4钳①划线好蚊过孔中心线,铜灯过孔中心线

②钻孔钻端妓过孔，侑打过孔刎要求

5热处理建火律度54〜58HRC

6平翦期两大平面厚度达要求

7钳同聂配

二壬区5：二工艺之程尸七：TEA生至：54—5EHJ.C

TJK

1否料醺件（退火伏态）13073070mm

2物钱钱六面达1253X1253X7mm»并使两大平面和相领两例面基本垂

K

3平达房无两大平而口度达66mm.并离两相邻情面使四面垂■.垂■度

002rran/100mm

4钳①划姓胭娇打过孔中心线.卸君娇仃过空中心线,铜灯孔中心

送招谡科孔中心疑凸凹模紧固婢仃过孔中心妓

②钻孔钻上述各孔时要求

5热处理停火硬度54〜58HRC

6平咨电两大平面厚度达要求

7笆里装配

空qH收二二二岩电、：■:乂漫发:24-2€HRC

呻3名

i备料/U梯130XI30X15mm

2热处理调脂t&S24-28HRC

3烟钱快六面达1253X1253X128mm.并使两大平面和相邻两的面星

本垂・

平咨

4离光两大平面Jt度达124mm开磨两相第倒面顿面垂■.垂直

度002mm/100mm

5钳①划妓总灯过孔中心妓，铺打过孔中心线.推件块型孔轮用线

②钻孔砧箱仃孔及露打过孔到要来

6铳钱推件块型孔到要求

7电配入推件快

8平磬磨两大平面原度达要求

9钳总耍祝

上煲至二二二艺大坦*:HTZ8

师比名

1备料按GB/T7855.5-90幽125X125模第

2的①划统媒灯过孔中心妓.铜灯孔中心合模柄孔中心妓及轮解扰

②钻孔诂露灯过孔及钳背面沆孔到雯求

3平昌