冲压件工艺分析工艺方案及模具结构类型排样设计冲压力

冲压模具设计与制造实例

例：图1所示冲栽件，材料为A3,厚度为2所，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

①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。

②零件结构：该冲栽件结构简单，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的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工

件尺寸的公差。孔边距12mm的公差为-0.11,属11级精度。查公差表可得备

尺寸公差为：

mmmlimm

零件外形：65、”mm24、$230：52R30^152R2句25iTun

零件内形：10f36mm

孔心距：37±0.31mm

结论：适合冲裁。

2.工艺方案及模具结构类型

该零件包括溶科、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：

①先落科，再冲孔，采用单工序模生产。

②落科一冲孔复合冲压，采用复合模生产.

③冲孔一落料连续冲压，采用级进模生产.

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12^1］所有公差要求，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，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假装

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,

两工件间的搭边：a=2.2mm；

工件边缘搭边:为=2.5mm；

步距为:32.2mm；

条料宽度B=（D+2aj）_A

=(65+2X2.5)t

=70

确定后排样图如图2所示.

一个步距内的材料利用率n为:

A

=—X100%

BS

=15504-(70X32.2)X100%

=68.8%

查板材标准，宜选900mmX1000mm的钢板，每张纲板可剪裁为14张条料（70mjnX

1000mm）,每张条料可冲378个工件，则打白为:

于=Mxioo%

6LB

卫出空xl。。％

900x1000

=65.1%

即每张板材的材料利用率为65.1%.

4.冲压力与压力中心计算

(1)冲压力

落料力F总=1.3LtT

=1.3X215.96X2X450

=252.67(KN)

其中T按非退火A3钢板计算.

冲孔力F产1.3LtT

=1.3X2兀X10X2X450

=74.48(KN)

其中:d为冲孔直径,2兀d为两个孔圆周长之和.

卸料力FBFK.F河

=0.05X252.67

=12.63(KN)

推件力F*nK】Fx

=6X0.055X37.24

=12.30(KN)

其中n=6是因有两个孔.

总冲压力：

F,-F簿+FF*,+F/

=252.67+74.48+12.63+12.30

=352.07(KN)

（2）压力中心

如图3所示：

由于工件x方向对称，

故压力中心xo=32.5nm

图3压力中心

^LnYn

_3-1

yo~~-----

2-1

24x12+60x0+24x12+145x24+3861x2797+145x24+31.4x12+31.4x12

24+60+24+14.5+38.61+145+354+31.4

_3105,52

-238.41

=13.OjMh

其中：

Ll=24mjny1=12mm

L2=60mmy2=0mm

L3=24mmy3=12mm

L4=60mmy4=24mm

L5=60JTUTIy5=27.97nun

L6=60mjny6=24mm

L7=60mmy7=12min

L8=60]nmy8=12mm

计算时，忽略边缘4-R2扇角.

由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（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。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。

刃口尺寸计算见表lo

表1刃口尺寸计算

睇•«teiK

基本尺寸及分类菖公式

间隙神稣

〃=64.63/”

Dmax-A

o相应凸模尺寸按

=65-0.74

凹模尺寸配作，保

2mm=0.246

证双面间隙在

落Z30.36制件精0.246~0.36之间

料0度为：A

D『23.7端M13

凹Dmax一口广川虫-*.）。'△/4

ET14级，

税07-7故x=0.5同上

max.min

=24R52

.-Un.JQoCnU./OQJIbC

Dmax:A=0.11mmD-29.7端I，

。同上

=3。R52

A

D4=29.74,13

DmaxDd=8max-xA）o'

相应凸模尺寸凹

=30%

32同上A/4

模尺寸酉酢，保证

单面间隙在

0.123-0.18之间

同上A

D^l.88^063

Dd=81Mx=△）；*

A/4

同上

冲

d,=10.18%9

孔

凸相应凹才更尺寸按

j+八

dmin0

模d产（dmin+xA）\凸模刃口尺寸配

同上A/4

作，保证双面间隙

G。产T

在0.246~0.36之

间

孔制件精

Lp=11.97^jQ28

边S=度为

吗二（心+必）］

距同上IT11级，A/4

12%i故乂=

0.75

孔1Ld=37±0.078

L±%=-△

心8

距37±0.31同上x=0.5Ld^^+O.SA）

=-X0.62

8

=0.078

6.工作零件结构尺寸

落料凹模板尺寸：

凹模厚度：H=kb(，l5mm)

H=0.28X65=18.2mm

凹模边壁厚：(1.5-2)H

=(1.5〜2)X18.2

=(27.3〜36.4)mm实取c=30mn

凹模板边长:L=b+2c

=65+2X30

=125mjn

查标准JB/T-6743.1-94：凹模板宽B=125mm

故确定凹模板外形为：125X125X18(mm)。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后

实取为：125X125X14(nun).

凸凹模尺寸：

凸凹模长度:L=hi+hz+h

=16+10+24

=50(mm)

其中：片一凸凹模固定板厚度

h—弹性卸料板厚度

h—噌加长度(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:L凸=h]+hz+h3

=14+12+14

=40nun

其中：h]Y模固定板厚电一空心垫板厚

h3一凹模板厚

凸模强度校核:该凸模不属于细长杆,强度足够.

模具零件结构尺寸

依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（丽）材料数量

1上垫板125X125X6T8A1

2凸模固定板125X125X1445钢1

3空心垫板125X125X1245钢1

4面料板125X125X1045钢1

5凸凹模固定板125X125X1645钢1

6下鎏板125X125X6T8A1

依据模具零件结构尺寸，查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125X25标准模架一副。

8.冲床选用

依据总冲压力F总=352KN,模具闭合高度，冲床，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：630KN

滑块行程：130【nm

行程次数：50次/分

最大闭合高度：360mm

连杆调整长度：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

卷件名称止动件零件号_______________

（连封面共5页）

（另附对照表页）

1

工艺室主任______________车同主任_____________

主管工艺员______________总工艺邪______________

年月日批减

工作程序材料毛科将英零件名称第2页

A3破U止动件共5页

工序8杵工作地设备组别工作II^SS

替级

1切料戴床

井式双林可帙

冲截J23-63

2冷床

3去毛利

4检鸵带标卡尺等

更改隼404釜字日剧更我单号09签字an工£分隼阳主任

xztfife主旨工沙

工Z文主任

车间切料图表型别零件名除零件号工序号第3页

止动津1共5页

物料A3侵度

分类设备名称四床

技术条件强备盟别

***■3

凸编考内容尺码Sfi

4-

1原料尺寸1000X900mm

2分成条料尺寸900X70mm

3分成条料的数量14

4条科制成番件的效空28

5材料利用率％65.1%

•

知号釜字日朝更蒸隼号答字日隼团主俣

工名组&主任工X前

“百任

1

1噱旬i45#G870-86M8X25

导科销245#；B/T?649,JO-94

■1幽都就45算HRC24〜28J8/T:650.A94

)4下垫板]T8A抠C54~58JB/T7643.AM125X125X6?

・、△凹模固定板]45#HRC24~28JB/T"643.卜94125X125X149

))雷骤4SOSiMnAHRC40〜48JB/T7187.6-95

21卸料板145#25X125X105

20凹模板]Crl2HRC24~28JB/T7643.1-94125X125X1。4

245#CB)19-864>10X62

18145#HRC24~28JB/T7643.3-9425X125X1210

17145*HRC24〜28JB/T7643.1-94125X125X"8

16■看割E1me。CB/T2855.5-9012SX125X302

15防转销]45#CBI19-8644X14

14推杆1458HRC24~28

13模；10235-A.FJB/T7646.1-94

12莫2TIDAHRC56~6OGB/T5825-9]12

11担u牛玉R]45*)2

10柱销245#CB]19-866)0X35

普包45*

:-算套4G370-86M8X6O

R2GCrl5HRC62~64GB/T2861.6-9O022X80

7导_正.2GCT15HRC62〜64CB/T286),1-904)22X150

6上罂夜JT8AHRC54〜586

5gWi]45#HRC4a8GB/T7649,】Q-94

41凹模JGrl2HRC58~62]]

；主婿

31员J245*CB]19-86S10X45

2螺钉A45*CB70-85M8X40

1]HT200CB/T2855-90125X125X353

名称।敏量材料族处理(HK)距■熊

止动件冲孔落料

标记

复合模第版

描图

设计型别害组件号设备

校对型号

审核IW1

标检车间

批上f成都航院1

图4模具装配图

11.模具零件图

其余&

“K形

技术要求

1.上、下面光滑无毛刺，泮行度为0.02。

2.材料为T10A,需淬火HRC60-64.

3.带*号的尺寸按时应尺寸及间隙值配作。

----------描图凸凹模成都航院

设计科同1赦运比例好奥

标记1：111

图5凸凹模

t3,

其余V

困

6

石

江

n=藏

—描图

—凸模

材料数£比例第页

标记更改单号校对T1CA11:1

其余芍7

0^D-D

目1

0.8

2.HRC60-64o

横图凹模板成都航院

而村料翅量比例部艮

标记更衣第号丽TGrl2]1:14

图7落料凹模板

图8上模座板

图9下模座板

图10上垫板

2.需淬火，54〜58HRC.

下垫板成都航院

MMaw鼠p

标2用声单弓T8A1i：i7

图11下垫板

图12凸模固定板

图13空心垫板

技术要求

1.上、下面平行度为0・02,粗糙度为1.6。

2材料为45,，调质24〜28HRC

块成都航院

1571

图14推件块

技术要求

1.上、下面平行度为。,02,粗糙度为1.6・

2.材料为45，,调质24〜28RRC.

二:］卸料板|成都航院

图15卸料板

T-I

k

技术要求

L上、下面平行度为0,0，粗糙度为】.6。

?.材料为4“新.无帚热处理。

工带*号尺寸按凸凹横实测尺寸，弃保证与凸凹模

星H7/m6&合配作。

口凸凹模国定敏I成都航院

mM同■:■・!!■二H-⑷

03名注4”

图16凸凹模固定板

、模具制造

1.主要模具零件加TT.艺过程

落料凹模加工工艺过程材料:Grl2硬度：60〜64HRC

序号工序名工序内容

1备料锻件（退火状态）:130X130X16mm

2粗铳钱六面到尺寸125.3X125.3X15,注意两大平面与两相邻侧面用标

准角尺测量达基本垂直

3平面磨磨光两大平面厚度达14.6mm,并磨两相邻侧面达四面垂直，垂直度

0.02mm/100mm

4钳①划线划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸

②钻孔钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模洞口穿线孔

③茨孔较销钉孔到要求

④攻丝攻螺纹丝到要求

5热处理淬火使硬度达60〜64HRC

6平面磨磨光两大平面，使厚度达14.3mm

7线切割割凹模洞口，并留0.01〜002mm研余量

8钳①研磨洞口内壁侧面达0.8际

②配推件块到要求

9钳用空片层保证凸凹模与凹模间隙均勺后，凹模与上模座配作销灯

孔

10平磨磨凹模板上平面厚度达要求

11钳总装配

冲孔凸模加工工艺过程材料：T10A硬度：56〜60I1RC

序号工序名称工序内容

1备料锻件（退火状态）漳15X55mm

2热处理退火，硬度达180〜220HB

3车①车一端面，打顶尖孔，车外圆至612mln;掉头车另一端面，长

度至尺寸50mm；打顶尖孔.

②双顶尖顶，车外圆尺寸611.4±0.04mm,力10.6±O.04mm至要

求；车尺寸5mm至要求。

4检验检验

5热处理淬火，硬度至56〜60HRC.

6磨削

磨削外圆尺寸。11丽，市10・18）0“所至要求。

7线切割

切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至401mm要求.

8磨削磨削端面至Ra0.85m«

9检验

10钳工装配（钳修并装配，保证）

凸凹模加工工艺过程材料:Grl2硬度：60〜64IIRC

序号工序名工序内容

1备料锻件（退火状态）:70X40X55mm

2粗铳铳六面见光

3平磨磨高度两平面到尺寸51mm

4钳①划线在长度方一侧留线切割夹位6mm后，分中划凸模轮廓线

并划两凹模洞口中心线

②钻孔按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔

③锢扩凹模落料沉孔到要求，拓螺纹底孔并攻丝到要求

5热处理淬火硬度达60〜64HRC

6平磨磨高度到50.4mm

7线切割割凸模及两凹模，并单边留0.01〜0.02mm研磨余量

8钳①研配研凸凹模并配入凸模固定板

②研各侧壁到0.8Hm

9平磨磨高度到要求

10钳总装配

凸模固定板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HRC

序号工序名工序内容

1备料气割下料130X130X16mm

2热处理调质硬度24〜28HRC

3粗铳钱六面达125.3X125.3X14.8mm,并使两大平面和相邻两恻面相

互基本垂直

4平磨磨光两大平面厚度达14.4mm;并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度

0.02mm/100mm

5钳①划线凸模固定孔中心线,销灯孔中心线，螺纹过孔中心线，销钉

过孔中心线

②钻孔凸模固定孔穿丝线,螺纹过孔和销钉过孔到要求

6线切割割凸模安装固定孔单边留0.01〜0.02皿研余量

7钱钱凸模固定孔背面沉孔到要求

8钳讦配凸模

9平磨磨模厚度到要求

10钳总装配用透光层使凸模，凹模间隙均匀后,与上模座板配作销孔

凸凹模固定板加工工艺过程材料：45#硬度：24〜28HRC

序号工序号工序内容

1备料气割下料130X130X18mm

2热处理调质硬度24〜28HRC

3粗铁钱六面达125.3X125.3X16.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基

本垂直

4平磨磨光两大平面，厚度达16.4mm,并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直

度0.02mm/100mm

5钳①划线螺纹孔中心线，螺纹过孔中心线，销打孔中心线，凸凹模固

定孔轮廓线

②钻孔螺纹底孔，螺纹过孔到要求,凸凹模固定孔线切割穿线孔

③攻丝攻螺纹底丝到要求

6线切割割凸凹模安装固定孔，单边留研余量0.01~0.02imi

7钳肝配将凸凹模配入安装固定孔

8平磨磨厚度到要求

9钳装配与下模座配作销钉孔

卸料板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HRC

序号工序名工序内容

1备料气割下料130X130X12mm

2热处理调质硬度24〜28HRC

3粗铳钱六面达125.3X125.3X10.8mm，并使两大平面和相邻两侧面基

本垂直

4平磨磨光两大平面，厚度达10.4mm;并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直

度0.02mm/100mm

5钳①划线螺纹孔中心线，定位钉孔中心线及中间型孔轮廓线

②钻孔螺纹底孔，定位灯底孔生孔穿线孔

③茨孔，攻丝较定位钉底孔到要求，螺纹孔攻丝到要求

6线切割制型孔到要求

7钳①型孔与凸凹模装配

②定位灯与定位钉装配

③螺纹孔与螺钉装配

8平磨磨厚度到要求

9钳总装配

上垫板加工工艺过程材料:T8A硬度：54〜58HRC

序号工序名工序内容

1备科锻件（退火状态）：130X130X10mm

2粗钱钱六面达125.3X125.3X7m项并使两大平面和相邻两侧面基本垂

直

3平磨磨光两大平面，厚度达6.6mm;并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度

002mm/100mm

4钳①划线螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线

②钻孔钻螺纹过孔,销钉过孔至!要求

5热处理淬火硬度:54〜58HRC

6平磨磨两大平面厚度达要求

7钳总装配

下垫板加工工艺过程