冲裁件模具设计

冲裁模具设计步骤第一步工作：对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析（套图），确保各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处。

第二步：对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后向前展开，例如一产品需要量五个工序，则从加工成品开始展开，一直向前四工序、三工序、二工序、一工序，并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。

注意，这一步很重要，同时要细心。

第三步：依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。

注意：如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。

可以大大的提高设计效益。

如果进行手工计算效率太低。

第四步：模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，并且加入线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记。

尺寸的标注也是一个非常重要的工作。

第五步：校对设计实例 1冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。

零件简图：如图3-1所示．名称：垫圈生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm要求设计此工件的冲裁模。

图3-1一.冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。

根据冲模手册表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.1mm．将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证．其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。

工件为图1所示的落料冲孔件，材料为08F钢，材料厚度1。

5mm，生产批量为大批量.工艺性分析内容如下:1。

材料分析冲裁件材料为08F钢板，其中08F中F表示是沸腾钢，08表示为含碳量为万分之八,是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。

2. 结构分析冲裁件结构简单对称，但外形的直角不便于模具的加工，并且影响模具的寿命建议将90º的直角改为R1的工艺圆角.3. 精度分析：零件上有3个尺寸标注了公差要求,由公差表查得40、36、ø1８都为IT11级,所以普通冲裁可以达到零件的精度要求.由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得. (二）冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料,后冲孔。

采用两套单工序模生产。

方案二:落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产.方案三：冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产。

方案一模具结构简单,但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差,在生产批量较大的情况下不适用。

方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难.方案三也只需一副模具，生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。

欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。

所以，比较三个方案欲采用方案二生产。

（三)零件工艺计算1。

刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分别加工制造法。

（1）落料件尺寸的基本计算公式为（2）冲孔基本公式为查凸、凹模最小间隙表２。

５得最小间隙Z min=0.132mm，最大间隙Z max=0.240mm,凸、凹模分别按IT６，IT７级加工制造，根据标准公差数值表得尺寸40ｍｍ:凸模制造公差，凹模制造公差。

尺寸36ｍｍ：凸模制造公差，凹模制造公差.尺寸40ｍｍ：＝，满足间隙要求。

尺寸36ｍｍ:＝，满足间隙要求。

冲裁模设计冲裁模设计一．冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指零件对冲裁加工工艺的适应性，即加工的难易程度。

良好的冲压工艺性，是指在满足零件使用要求的前提下，能以生产率高最经济的方式加工出来。

由冲裁变形的过程分析可知，材料除剪切变形外，刃口附近的程序还存在拉伸、弯曲、横向挤压等变形，冲裁件断面具有明显的区域性特征。

所以在拟定冲裁件的工艺规程或设计冲裁件时，必须从制件结构形状、材料性能、尺寸精度及模具强度等方面分析零件的结构工艺性。

1．对结构的基本要求1) 冲裁件的形状应力求简单、规则、使排样时废料最少。

2) 制件内、外形转角处应避免设计成尖角，一般在圆角处应使R≥0.5t。

3) 冲孔制件的孔不能太小。

冲裁可冲出的最小孔径见教材。

4) 制件上孔与孔之间的距离，制件孔与边缘之距离c值不宜太小，一般要求c≥2t，并保证应大于3～4mm，连续模且对制件精度要求不高使，可适当减小但不小于板厚。

5) 制件外形应避免有长悬臂，或过窄的凹槽，悬臂和凹槽的宽度要大于料厚的1.5～2倍。

2．裁件的尺寸精度和粗糙度制件的尺寸精度以不高于IT12 级为宜。

如无特殊的要求，外形尺寸应低于IT10级，内形尺寸精度应低于IT9级。

对精度要求高于IT10级的冲裁件，应在模具结构设计方面采取措施，如提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。

制件的断面要求质量不高时，材料厚度和硬度的影响尤甚。

通常材料厚度t<1mm的制件，断面粗糙度可达Ra6.3um。

二．冲裁间隙1．冲裁间隙冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔，凸、凹模刃口部分，在垂直于冲裁力方向的投影尺寸之差，称为冲裁间隙。

间隙有两种含义：一般指凸模与凹模间每侧空隙的数值，称为单边间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，成为双面间隙。

对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙是两者直径之差，常用C来表示。

2．间隙对冲裁的影响实践证明，间隙的大小，分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命有直接的影响。

冲裁模具设计资料摘要：冲裁模具是一种用于冲压工艺的专用模具，其设计关系到产品的加工效率和质量。

本文将介绍冲裁模具的设计要点、设计步骤以及所需的设计资料，以帮助读者了解冲裁模具设计的基本知识。

一、冲裁模具的设计要点1.加工工艺要求：需要了解产品的冲压工艺要求，例如材料的厚度、强度、硬度等，以及产品的形状和尺寸要求。

这些要求将直接影响模具的设计和制造。

2.模具结构设计：模具的结构设计需要考虑冲头、模座、模板、导向装置等组成部分之间的相互配合关系，以及冲击力和工作台面的承载能力。

此外还需要设计合适的导向方式和过渡孔等结构来保证模具的稳定性和工作精度。

3.模具材料选择：模具的材料需要具备足够的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，以确保模具在长时间的工作中不会出现损坏或变形。

常见的模具材料有优质合金工具钢、硬质合金、高速钢等。

4.冲裁模具的位置和安装：冲裁模具在机床上的安装需要考虑机床的尺寸和结构限制，以及工作台面的承载能力。

正确的安装位置和方式可以提高冲裁模具的工作效率和精度。

二、冲裁模具的设计步骤冲裁模具的设计步骤通常包括以下几个步骤：1.分析产品要求：了解产品的形状、尺寸和加工要求，包括冲压工艺要求和质量要求。

2.绘制工艺图：根据产品要求绘制工艺图，包括冲压工序和冲裁模具的位置和结构。

3.确定模具结构：根据工艺图和实际生产情况，确定冲头、模座、模板等组成部分的结构和尺寸。

4.选择材料：根据冲裁模具的工作环境和要求，选择合适的模具材料。

5.设计模具零件：根据模具结构确定各个零件的尺寸和形状，包括导向装置、过渡孔等。

6.绘制模具图纸：根据模具设计要求，使用CAD软件或手绘图纸绘制模具零件图纸。

7.制造模具：根据模具图纸进行模具的制造和组装。

8.调试和试产：进行模具的调试和试产，检验模具的工作效果和生产能力。

三、冲裁模具设计所需的资料1.产品图纸：了解产品的形状、尺寸和加工要求。

2.工艺要求：包括产品的冲压工艺要求和质量要求。

2.5 冲模的设计步骤以及实例一、设计步骤一般分为冲裁工艺设计和冲裁模具设计1.剖析冲裁件的工艺性① 构造与尺寸②精度ITXX是采纳一般冲裁模，仍是采纳精细冲裁模③ 资料查明抗剪强度，延长率，并判断高低与利害经过冲裁件的工艺剖析，确立零件可否进行冲裁，并明确在冲裁工艺以及模具设计中主要解决的难点所在2.确立冲裁工艺方案在工艺性剖析的基础上，依据冲裁件的特色和要求确立合理的冲裁工艺方案。

工艺方案是指冲裁件所采纳的工序性质、工序数目、工序以及工序的组合方式，是设计制造模具和指导冲压生产的依照。

① 工序性质与数目确实定② 工序次序确实定（减少定位偏差，保证尺寸精度）③ 工序组合方式确实定工序能否组合以及组合的方式与冲压件生产批量，尺寸大小。

精度要求以及模具构造，强度、加工以及操作等要素。

先制定几种不一样的工艺方案，后做全面的剖析与研究，并确立最后的冲裁工艺方案。

3.确立模具整体构造方案① 模具种类② 操作与定位方式③ 卸料与出件方式④ 模架种类以及精度4.进行相关工艺设计计算① 排样设计与计算② 设计冲压力与压力中心，初选压力机③ 设计凸凹模刃口尺寸5.设计采纳模具零零件，绘制模具总装草图① 确立凸凹模构造形式，计算凹模轮廓以及凸模构造尺寸② 选择定位零件③ 设计、采纳卸料与出件零件④ 选模架，并确立其余模具零件的构造尺寸或标准规格⑤ 绘制模具总装草图6.绘制模具总装图和零件① 总装图② 主视图、俯视图、协助视图、冲件图、排样图、技术要求、明细表③ 模具零件图非标的零件图。

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,属11级精度.查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm零件内形：10 mm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-冲孔复合冲压,采用复合模生产.③冲孔-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 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.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倒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,确定搭边值：两工件间的搭边：a=2.2mm工件边缘搭边：a1=2.5mm步距为：32.2mm条料宽度B=D+2a1=65+2=70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为：η=A/BS×100%=1550÷70××100%=%查板材标准,宜选900mm×1000mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料70mm×1000mm,每张条料可冲378个工件,则η为：η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=%即每张板材的材料利用率为%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力 F总=τ=××2×450=KN其中τ按非退火A3钢板计算.冲孔力 F冲=τ=×2π×10×2×450=KN其中：d 为冲孔直径,2πd为两个圆周长之和.卸料力 F卸=K卸F卸=×=KN推件力 F推=nK推F推=6××=KN其中 n=6 是因有两个孔.总冲压力：F总= F落+ F冲+ F卸+ F推=+++=KN⑵压力中心如图3所示：由于工件X方向对称,故压力中心x0=32.5mm=13.0mm其中：L1=24mm y1=12mmL2=60mm y2=0mmL3=24mm y1=12mmL4=60mm y4=24mmL5=60mm y5=27.96mmL6=60mm y6=24mmL7=60mm y7=12mmL8=60mm y8=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的坐标为,135.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.即以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制.刃口尺寸计算见表16.工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb≥15mmH=×凹模边壁厚：c≥~2H=~2×=~mm 实取c=30mm凹模板边长：L=b＋2c=65＋2×30=125mm查标准JB/T ：凹模板宽B=125mm故确定凹模板外形为：125×125×18mm.将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为：125×125×14mm.凸凹模尺寸：凸凹模长度：L=h1+h2+h=16+10+24=50mm其中：h1-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：L凸= h1+h2+h3=14+12+1440mm其中：h1-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/,确定其它模具模板尺寸列于表2：根据模具零件结构尺寸,查标准GB/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×左右：480mm×710mm二、模具制造1、主要模具零件加工工艺过程制件：柴油机飞轮锁片材料：Q235料厚：1.2mm该制件为大批量生产,制品图如下：一冲裁件的工艺分析1、冲裁件为Q235号钢,是普通碳素钢,有较好的冲压性能,由设计书查得τ=350Mpa.2、该工作外形简单,规则,适合冲压加工.3、所有未标注公差尺寸,都按IT14级制造.4、结论：工艺性较好,可以冲裁.方案选择：方案一：采用单工序模.方案二：采用级进模.方案三：采用复合模.单工序模的分析单工序模又称简单模,是压力机在一次行程内只完成一个工序的冲裁模.工件属大批量生产,为提高生产效率,不宜采用单工序模,而且单工序模定位精度不是很高,所以采用级进模或复合模.级进模的分析级进模是在压力机一次行程中,在一副模具上依次在几个不同的位置同时完成多道工序的冲模.因为冲裁是依次在几个不同的位置逐步冲出的,因此要控制冲裁件的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距,为此,级进模有两种基本结构类型：用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进模.另外级进模有多个工序所以比复合模效率低.复合模的分析复合模是在压力机一次工作行程中,在模具同一位置同时完成多道工序的冲模.它不存在冲压时的定位误差.特点：结构紧凑,生产率高,精度高,孔与外形的位置精度容易保证,用于生产批量大.复合模还分为倒装和正装两种,各有优缺点.倒装复合模但采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料账力较大,正装复合模的优点是：就软就薄的冲裁件,冲出的工件比较平整,平直度高,凸凹模内不积存废料减小孔内废料的胀力,有利于凸凹模减小最小壁厚.经比较分析,该制件的模具制造选用导料销加固定挡料销定位的弹性卸料及上出件的正装复合模.二排样图设计及冲压力和压力中心的计算由3-6,3-8表可查得：a1=,a=,△=查书391.料宽计算： B=D+2a=62+2=64mm2.步距：A=D=a1=62+=62.8mm3.材料利用率计算：η=A/BS×100%=πR2-πR2+12/64=312-+/64×100%=%其中a是搭边值,a1是工作间隙,D是平行于送料方向冲材件的宽度,S是一个步距内制件的实际面积,A是步距,B是料宽,R1是大圆半径,R2是小圆半径,12×是方孔的面积,η为一个步距内的材料的利用率4.冲裁总压力的确定：L=231+2+12+2=周边总长计算冲裁力：F=KLtτ查设计指导书得τ=350MpaF=350≈180KN落料力：F落=τ=231350=卸料力：F卸=kF落==冲孔力：F冲=τ+12+2350=顶件力：F顶=-k2F落==冲裁总压力：F∑=F落+F卸+F冲+F顶=+++=F压=~F∑=246KN说明：K为安全系数,一般取；k为卸料力系数,其值为~,在上式中取值为；k2为顶件力系数,其值为~,式中取值为5.压力机的初步选用：根据制件的冲裁的公称压力,选用开式双柱可倾式压力机,公称压力为350k N 形号为J23-35 满足：F压≥F∑。

冲裁工艺及冲裁模具设计一、冲裁工艺的定义和应用场合冲裁工艺主要是指利用力学和金属塑性变形原理来对金属板材进行剪切加工，将金属板材按照既定的尺寸和形状进行裁剪，从而达到制造出零件或产品的目的。

冲裁工艺是很多金属加工行业常用的一种机械加工方法，广泛应用于电子、汽车、机械、航空等领域。

目前，在自动化程度越来越高、生产效率越来越高的工业现代化的时代背景下，冲裁工艺显得更加突出，因为冲裁工艺可以通过大量的机械化、自动化加工方法来实现，因此可以极大地提高生产效率和减少人工误差。

二、冲裁工艺的特点及其优势1.效率高。

与人工进行零件剪切相比，冲裁机不仅速度快，而且准确度高，可以实现大批量生产。

2.精度高。

数控冲床可以实现高精度、高可靠性的生产效果，特别适用于许多需要高度一致性和稳定性的行业。

3.易于操作。

数控冲床对于操作人员的技术要求相对较低，只需要进行基础培训即可操作。

4.适用范围广。

冲裁工艺适用于各种各样的板材制作，能够加工不同种类的材料，批量生产效果非常显著。

三、冲裁模具的设计流程1. 制定设计方案。

在确定冲裁工艺的基础上，制定合适的模具设计方案。

2. 进行模具设计。

模具设计要与产品相对应，需要仔细考虑模具既定的材料，形状和尺寸等重要因素。

3. 建立模具。

进行模具制造，根据所需材料进行层压固化或焊接处理。

4. 调试模具。

在确定模具可以正常工作之前，需要进行模具的全面调试，确保其正常运作。

四、冲裁模具设计需要考虑的因素1.模具的强度、硬度和耐磨性2.模具结构及材料选择3.模具的制造成本、生产周期以及使用寿命4.其他附加功能，例如自动换刀和自动化控制等功能5.模具的维护和保养，包括冲模、整形、修理和热处理等要素五、模具材料的选择常用的模具材料包括有：碳工具钢、合金工具钢、高速钢、水淬氮化钢等。

选择合适的材料可以根据模具的用途、形状和大小进行。

六、结论作为现代加工领域重要的一种技术，冲裁工艺的发展是广泛的机械加工工业进步和高质量生产的重要标志。

课程设计冲裁模具设计说明书冲裁模具设计说明书一、设计目的为了满足课程设计需求，本文档旨在详细说明冲裁模具的设计过程、关键要点和技术参数，以便于课程设计的顺利进行。

二、设计准备1、设计背景：简要介绍冲裁模具设计的背景和需求；2、设计范围：明确冲裁模具设计的范围，包括设计的零件和相关工艺；3、设计要求：冲裁模具设计的主要要求，例如精度、寿命、生产效率等；4、设计材料：指定设计中涉及的材料信息和要求。

三、设计流程1、概念设计：介绍概念设计阶段的主要工作，包括需求分析、方案筛选和初步设计；2、详细设计：详细描述模具的结构和关键部件，包括设计原理、尺寸规格、装配关系等；3、零件加工：说明每个零件的加工工艺和要求，包括加工方法、加工精度和表面处理等；4、组装与调试：描述模具的组装工艺和调试过程，以确保模具正常运行；5、检验与测试：说明模具的检验方法和测试标准，以验证设计的正确性和性能达标；6、文档编制：整理设计文件、绘制图纸和编写说明书，以备后续参考和使用。

四、模具结构3、导柱系统：说明导柱的结构和选用原则，以保证模具的精度和可靠性；4、弹簧系统：描述弹簧的选用和布置，以实现模具的自动弹出和复位；5、前后板系统：介绍前后板的结构和选材，以提供稳定的模具闭合力；6、料斗系统：说明料斗的设计和位置，以便于材料的投放和保护。

五、工艺要求1、加工工艺：详细介绍冲裁模具的加工工艺和步骤，包括铣削、车削、磨削等；2、表面处理：说明零件表面的处理方法和要求，例如镀铬、喷涂等；3、热处理：需要进行热处理的零件和相应的处理工艺；4、精密配合：描述模具关键部件的精密配合要求，以保证模具的精度和可靠性；5、模具试制：介绍模具的试制方法和流程，以验证设计的可行性和性能。

六、附件本文档涉及以下附件：2、冲裁模具检验报告：包括模具的尺寸检验、配合检验、功能测试等相关报告；3、冲裁模具材料证明：包括模具所使用的材料的相关证明文件和检测报告。