冲压工艺与模具设计实例

冲裁模设计举例

图2.69所示零件为电视机安装架下板展开坯料，材料为1Cr13，厚度mmt3，未注圆角半径mmR1，中批量生产，确定产品的冲裁工艺方案并完成模具设计。

图2.69 零件图

1． 冲裁件工艺性分析

零件的加工涉及冲孔和落料两道工序。除孔中心尺寸公差为±0.1mm和孔径尺寸公差为+0.2mm外,其余尺寸均为未注公差,查表2.4可知，冲裁件内外形的达到的经济精度为IT12～IT14级。符合冲裁的工艺要求。

查表2.2可知，一般冲孔模冲压该种材料的最小孔径为d≥1.0t，t=3mm,因而孔径ø8mm符合工艺要求。

由图可知，最小孔边距为：d=4mm，大于材料厚度3mm，符合冲裁要求。

2． 确定冲裁工艺方案及模具结构形式

该冲裁件对内孔之间和内孔与外缘之间有较高的位置精度的要求，生产批量较大，为保证孔的位置精度和较高的生产效率，采用冲孔落料复合冲裁的工艺方案，且一次冲压成形。模具结构采用固定挡料销和导料销对工件进行定位、弹性卸料、下方出料方式的倒装式复合冲裁模结构形式。

3． 模具设计与计算

（1）排样设计

排样设计主要确定排样形式、条料进距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。

1）排样方式的确定。根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：直排。

2）送料进距的确定。查表2.7，工件间最小工艺搭边值为mm2.2，可取mma31。最小工艺边距搭边值为mm5.2，取mma3。送料进距确定为mmh44.199。

3）条料宽度的确定。按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查表2.8、表2.9确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为mmmmb0.1,0.10。

0100093132862baLB 4）材料利用率的确定。

%08.91%10044.1999344.19686BhA

4）绘制排样图。冲裁件排样图见图2.70。

图2.70 排样图

冲压模具设计实例

零件简图：如图3-11所示

零件名称：汽车务轮架加固板

材料：08钢板

厚度：4mm

生产批量：大量生产

要求编制工艺方案。

图3-11 汽车备轮架加固板零件图

一. 冲压件的工艺分析

该零件为备轮架加固板，材料较厚，其要紧作用是增加汽车备轮架强度。零件外形对称，无尖角、凹陷或其他形状突变，系典型的板料冲压件。零件外形尺寸无公差要求，壁部圆角半径， 相对圆角半径为，大于表相关资料所示的最小弯曲半径值，因此能够弯曲成形。的八个小孔和两个腰圆孔分别均布在零件的三个平面上，孔距有们置要求，但孔径无公差配合。 圆孔精度不高，弯曲角为，也无公差要求。

通过上述工艺分析，能够看出该零件为一般的厚板弯曲件，尺寸精度要求不高，要紧是轮廓成形问题，又属大量生产，因此能够用冲压方法生产。

二. 确定工艺方案

〔1〕 运算毛坯尺寸

该零件的毛坯展开尺寸可按式下式运算：

上式中

圆角半径；

板料厚度；

为中性层系数，由表查得；

，为直边尺寸，由图3-13可知，

将这些数值代入，得毛坯宽度方向的运算尺寸

考虑到弯曲时板料纤维的伸长，通过试压修正，实际毛坯尺寸取。

同理，可运算出其他部位尺寸，最后得出如图3-14所示的弯曲毛坯的形状和尺寸。

〔2〕 确定排样方式和运算材料利用率

图3-14的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压。有三种排样方式，见图3-15a、b、c。由表查得沿送料进方向的搭边，侧向搭边，因此，三种单排样方式产材料利用率分别为64％、64％和70％。第三种排样方式，落料时需二次送进，但材料利用率最高，为此，本实例可选用第三种排样方法。

图3-14 加固板冲压件展开图

a〕材料利用率64% b〕材料利用率64%

冲压模具设计和制造实例

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钢是一般碳素钢，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，0

-0.74 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52 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，能够采纳以下三种工艺方案：

①先落料，再冲孔，采纳单工序模生产。

②落料-冲孔复合冲压，采纳复合模生产。

③冲孔-落料连续冲压，采纳级进模生产。

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，要紧应采纳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。 +0.36

0

0

-0.11 工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，因此复合模结构采纳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

示例：

2.5 设计举例

通过对以下冲裁件、弯曲件及拉深件的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算、模具设计和模具主要零件的加工工艺编制，了解工艺编制和模具设计的思路。

2.5.1冲裁模

零件名称：托扳（见图2-9）

生产批量：大批量

材料：08F t=2mm

要求设计此工件的冲裁模。

图2-9 产品零件图

1．冲裁件工艺分析

冲裁件为08F钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；冲裁件结构形状简单，但内、外形有尖锐清角。为了提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角；零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：

580-0.74、380-0.62、300-0.52、160-0.44、14±0.22、17±0.22、Ф3.50+0.3

结论：可以冲裁

2．确定工艺方案及模具结构形式

综上分析，冲裁件尺寸精度要求不高，形状不大，但产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，实行工序集中的工艺方案，既采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。

3．模具设计计算

（1）排样 计算条料宽度及确定步距

首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值a1=2,侧边按圆形取搭边值a=2。

连续模进料步距为32mm。

条料宽度按相应的公式计算：

B=(D+2a)-⊿ 查有关表⊿=0.6

B=(58+2×2)-0.6

=62-0.6

画出排样图，如图2-10。

图2-10 排样图

（2）计算总冲压力

由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：

P0=P+Pt

P=P1+P2

而

式中Pt----------推件力

P落--------落料时的冲裁力