实例讲解一：冲裁模设计实例

实例讲解一：冲裁模设计实例1.冲裁模设计步骤2.冲裁模设计实例1.冲裁模设计步骤（1）设计前的准备工作（2）冲裁件的工艺性分析（3）冲裁工艺方案的确定（4）模具总体设计（5）必要的工艺计算（6）模具零件的详细设计（7）设备的选择与校核（8）模具图纸的绘制（9）模具设计说明书的编写冲裁模设计步骤流程图冲制图示零件，材料Q235，料厚1mm，抗剪强度350MPa，大量生产，试完成其冲裁工艺与模具设计。2.冲裁模设计实例图1

零件图1.零件的工艺性分析

（1）结构工艺性，该零件结构简单，形状对称，悬臂、凹槽宽度均大于1.5料厚，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。

（2）精度，由GB/T13914-2013可知，该零件的尺寸精度均不超过ST4等级，因此可以通过普通冲裁方式保证零件的精度要求。

（3）原材料，Q235是常用冲压材料，具有良好的塑性（δ=21~25%），屈服极限为240MPa，适合冲裁加工。

综上所述，该零件具有良好的冲裁工艺性，适合冲裁加工。

2.工艺方案确定

该零件只需要一道落料工序即可完成，因此采用单工序落料模进行冲压。

3.模具总体设计

（1）模具类型的确定，这里选用正装下出料的结构。

（2）模具零件结构形式确定1）工作零件：凹模采用整体结构，凸模采用两边带台阶结构。2）送料及定位方式：采用手工送料，导料板导料，固定挡料销挡料。3）卸料与出件方式：采用弹性卸料装置卸料。4）模架的选用：选用对角导柱导向的滑动导向钢板模架。4.工艺计算

（1）排样设计，根据工件的形状，这里选用有废料的单排排样类型，查表3-3得搭边a1=1.5mm，侧搭边a=2mm，则条料宽度B=68+2×2=72mm，进距S=57+1.5=58.5mm，于是得到图2所示的排样图。图2

排样图这里选用的钢板规格为1800mm×1180mm，采用横裁法，则可裁得宽度为72mm的条料1800÷72=25条；每条条料可冲出零件（1180-1.5）÷58.5≈20个。由图1可计算出该零件的面积为：A=2558.43mm2，则材料利用率为：图1

零件图（2）冲裁工艺力计算因为采用弹性卸料和下出料的模具结构，这里需要计算冲裁力、卸料力和推件力。卸料力推件力（3）初选设备，由前述计算出的冲裁工艺力，在确定了模具结构形式后，可得到总的冲压力F总为：这里选择J23-25压力机，由GB/T14347-2009查得其主要参数如下：

公称压力：250KN。

最大闭合高度：230mm，闭合高度调节量：50mm。

工作台尺寸：700mm×400mm。

模柄孔尺寸：Φ40mm×60mm。

（4）压力中心的计算1）建立图3所示坐标系。2）由于工件外形以y轴对称，因此其压力中心应在y轴上，仅需计算y坐标值yc。将图形分成1、2、3……18共18条线段和圆弧，计算各冲裁线段和圆弧的长度及各段压力中心坐标，列于表1。图3压力中心计算3）将上述各值代入压力中心计算公式得到压力中心坐标：

即压力中心坐标为（0，23.31），见图3所示。

5.模具零件详细设计

（1）工作零件设计，工作零件包括凸模、凹模，其模具采用分别加工法制造，以凹模为基准。1）模具间隙，由于零件无特殊要求，精度一般，这里选用iii类冲裁间隙，查得：c=（7~10）%t，即：，2）凸、凹模制造公差和分别按照IT6级和IT7级查GB/T1800.1-2009，磨损系数由查表得到，图1中未注公差尺寸35、25、R5、57按ST7级精度查GB/T13914-2013得偏差值。落料凹模和冲孔凸模刃口尺寸计算见表2。3）落料凹模采用整体式结构，外形为矩形，首先由经验公式计算出凹模外形的参考尺寸，再查阅标准得到凹模外形的标准尺寸，见表4所示。4）落料凸模为两边带台阶式结构，凸模高度由模具结构决定，取105mm。（2）其他板类零件的设计，当落料凹模的外形尺寸确定后，即可根据凹模外形尺寸查阅有关标准或资料得到模座、固定板、垫板、卸料板、导料板的外形尺寸了。查GB/T23565.3-2009得：中间导柱模架160×125×165-IGB/T23565.3-2009。查GB/T23562.3-2009得：中间导柱下模座160×125×40GB/T23562.3-2009。材料45钢，硬度24~28HRC。查GB/T23566.3-2009得：中间导柱上模座160×125×32GB/T23566.3-2009。材料45钢，硬度24~28HRC。

查JB/T7643.2-2008得：矩形固定板160×125×16JB/T7643.2-2008。查JB/T7643.3-2008得：矩形垫板160×125×6JB/T7643.3-2008。查表3-36得卸料板的厚度为14mm，则卸料板的尺寸为：160×125×14。由于采用导料板导料，因此卸料板应该是台阶结构，台阶高度为6-1+0.1×1=5.1mm（这里6是导料板高度，1是板料厚度）。查JB/T7650.6-2008得：圆柱头内六角卸料螺钉M10×50JB/T7650.6-2008。材料45钢，硬度35~40HRC。（3）导料板、挡料销的选用查JB/T7648.5-2008得：导料板125×40×6JB/T7648.5-2008。材料45钢，硬度28~32HRC。查JB/T7649.10-2008得：固定挡料销A6JB/T7649.10-2008。材料45钢，硬度43~48HRC。（4）导柱、导套的选用，查GB/T2861.1-2008和GB/T2861.3-2008得：滑动导向导柱A22×150GB/T2861.1-2008。材料20Cr，硬度60~64HRC（渗碳）。滑动导向导柱A25×150GB/T2861.1-2008。材料20Cr，硬度60~64HRC（渗碳）。滑动导向导套A22×85×33GB/T2861.3-2008。材料20Cr，硬度58~62HRC（渗碳）。滑动导向导套A25×85×33GB/T2861.3-2008。材料20Cr，硬度58~62HRC（渗碳）。（5）模柄的选用，根据初选设备J23-25模柄孔的尺寸，查JB/T7646.1-2008得：压入式模柄A40mm×110mmJB/T7646.1-2008。材料选用Q235A。（6）螺钉、销钉的选用，由凹模的厚度选M6内六角螺钉，直径为Φ6mm的圆柱形销钉，上、下模螺钉直径相同，但长度不同，销钉规格一致，分别是：上模部分：内六角圆柱头螺钉M6×55GB/T70.1-2008。材料45钢，头部硬度43~48HRC。下模部分：内六角圆柱头螺钉M6×50GB/T70.1-2008。材料45钢，头部硬度43~48HRC。销GB/T119.26×40。材料T10A，硬度56~60HRC。（说明：上述各零件材料及硬度要求由GB/T14662-2006推荐使用）6．设备的校核

主要校核平面尺寸和闭合高度。由标记为“中间导柱下模座160×125×40GB/T23562.3-2009”可知，下模座平面的最大外形尺寸为：315mm×125mm，长度方向单边小于压力机工作台面尺寸（700-315）/2=192.5mm，因此满足模具安装和支撑要求。模具的闭合高度为：40+16+105+6+40-1=206mm，小于压力机的最大闭合高度230mm，因此所选设备合适。7.绘图当上述各零件设计完成后，即可绘制模具总装配图和各设计件的零件图了，分别如图4~图9所示。图4模具装配图图5凹模图7凸模固定板图6凸模图中带&号的尺寸与凸模按H7/m6配做图8垫