冲裁模复合模模具设计

冲裁模的结构设计(doc 7页)冲裁模的结构设计冲裁模是冲裁工序所用的模具。

冲裁模的结构型式很多，为研究方便，对冲裁模可按不同的特征进行分类。

1．按工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等；2．按工序组合方式可分为单工序模、复合模和级进模；3．按上、下模的导向方式可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模、导筒模等。

4．按凸、凹模的材料可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模、聚氨脂冲模等；5．按凸、凹模的结构和布置方法可分为整体模和镶拼模，正装模和倒装模。

6．按自动化程度可分为手工操作模、半自动模、自动模。

分类的方法还比较多，上述的各种分类方法从不同的角度反映了模具结构的不同特点。

下面以工序组合方式，分别分析各类冲裁模的结构及其特点。

单工序冲裁模单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模，如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模等。

(一)落料模落料模常见有三种形式：1．无导向的敞开式落料模，其特点是上、下模无导向，结构简单，制造容易，冲裁间隙由冲床滑块的导向精度决定。

可用边角余料冲裁。

常用于料厚而精度要求低的小批量冲件的生产。

2．导板式落料模，是将凸模与导板间(又是固定卸料板)选用H7／h6的间隙配合，且该间隙小于冲裁间隙。

回程时不允许凸模离开导板，以保证对凸模的导向作用。

它与敞开式模相比，精度较高，模具寿命长，但制造要复杂一些常用于料厚大于 0.3mm 的简单冲压件(图1)。

1—下模座;2—销;3—导板;4—销;5—档料钉;6—凸模;7—螺钉8—上模座；9—销；10、垫板；11—凸模固定板；12—螺钉；13—导料板14—凹模；15—螺钉图 1 导板式落料模3．图2是带导柱的弹顶落料模。

上下模依靠导柱导套导向，间隙容易保证，并且该模具采用弹压卸料和弹压顶出的结构，冲压时材料被上下压紧完成分离。

零件的变形小，平整度高。

该种结构广泛用于材料厚度较小，且有平面度要求的金属件和易于分层的非金属件。

弓形连接固定片复合模设计零件名称：弓形连接固定片生产批量：中批量材料：零件材料为08钢，厚度为1.5mm图1-1一、零件工艺性分析弓形双孔连接固定块片是家用发电风扇中的一连接固定零件，零件的精度要求较低，具有较高的强度和刚度。

外形最大尺寸为70mm，属于小型零件。

该零件应中批量生产，外精度不高，只需平整，外轮廓是该零件需要保证的重点。

该零件用到的冲压工序有冲孔、落料，因此可设计冲孔落料复合模生产此零件。

二、工序设计及工艺计算1、排样毛坯最大尺寸70mm，不算太小，为保证冲裁件的质量，模具寿命和操作方便，采用有搭边，单排排样，如下图2-1所示，冲裁件之间的搭边值a=1.5mm,冲裁件与条料件侧边之间的搭边值a=2.3mm。

1图2-1-1计算条料的宽度：B=70+2×2.3+c=74.7（mm）其中c为调料可能的摆动量，c=0.1mm计算条料的步距：A=20+1.5=21.5（mm)图2-1-2一个步距内材料的材料利用率：η＝985.182/(74.7*21.5)×100％= 61.34％2、压力中心确定和压力机的选择(1)、冲裁力的计算冲裁力 F p＝Lt σb Kp (2-2-1) 其中：由图2-2知，周长L=213.057mm；=900Mpa, 此时，Kp=1，则：材料:08F钢板，查表，σbFp＝213.057X1X900X1＝191.75（kN） (2-2-2) 根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和漏料出件，卸料力F q＝KF,取K＝0.05,则：F q ＝0.05×191.75＝9.59（kN） (2-2-3)推料力Fq1＝nK1Fp，去凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝1mm,n＝5/1=5;取K1＝0.06，则：F q1＝5X0.06X191.75＝57.53（kN） (2-2-4)顶件力Fq2=K2Fp,K2=0.06,则：Fq2=0.06X191.75=11.51 （kN） (2-2-5) 本套模具用到的由压力机提供的有冲裁力和推料力，因此：总冲压力F＝FP+ F q1总＝191.75+57.53=249.28（kN） (2-2-6) （2）、压力中心的确定压力中心在两小圆垂直中心线上（3）、压力机的选择，取系数为1.3，则选用的压力机公称压力P≥(1.1~1.3) F总＝1.3×249.28＝324（kN）P≥1.3F总初选压力机公称吨位为400kN,型号为J23-40，其主要工艺参数如下：公称压力：400KN;滑块行程：100mm;行程次数：80次∕分;最大闭合高度：300mm;最大装模高度：220mm；闭合高度调节量：80mm;工作台尺寸（前后×左右）：150mm×300mm;模柄孔尺寸：直径50mm,深度70mm;工作垫板：厚度80mm,孔径200mm；电动机功率：1.5kW。

题目典型冲压复合模具设计摘要模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。

模具在国民经济中占有很高的比重，在飞机、汽车、发动机、电机、电器、电子、仪表和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。

本文采用Solidworks三维设计软件进行顶罩的冲压工艺分析及复合模具的设计。

按照冲压复合模具的设计步骤,进行工艺分析，确定冲压工序和排样图，根据计算规则计算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及冲压力等。

计算完成后，按照零件计算结果绘制模具零部件三维图、工程图及模具装配图。

通过上述过程最终完成片状弹簧冲压复合模具的设计。

关键词：顶罩；冲压工艺；复合模；SolidworksAbstractMold & Die Industry is an important basis for national industry, the design and manufacture of mold level is an important indicator to measure the comprehensive manufacturing capabilities of one nation. The molds has occupies an important place in the national economy. In aircraft, automobiles, engines, motors, electrical appliances, electronics, instrumentation and communications products, 60% ~ 80% of the parts depend on the mold to formation.The three dimensional software Solidworks is used to design the stamping progressive die of the cover. Based on the design process of the progressive die, the stamping technique of the sheet spring has been analyzed, and the stamping step and the layout diagram has been established, then the dimension of blank, the dimension of punch and cavity die, the stamping force have been calculated. The three dimensional model, engineering drawing of the mold components, and the assembly drawing of the progressive die have been drew based on the calculation result.Keywords: cover; stamping process; compound die; solidworks目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 模具技术现状 (1)1.2 模具的发展趋势 (2)1.3 选题背景和意义 (3)第2章顶罩工艺性分析和工艺方案的拟定 (5)2.1 顶罩冲压工艺性分析 (5)2.2 顶罩冲压工艺方案拟定 (6)2.2.1 冲压工序的基本定义 (6)2.2.2 冲压工序的顺序与数目 (7)2.2.3 顶罩的工艺方案确定 (8)第3章顶罩工艺分析计算 (9)3.1 毛坯直径的计算 (9)3.2 排样设计 (10)3.3 毛坯翻边预冲孔直径计算 (10)3.4工艺力计算 (12)3.4.1 冲孔力计算 (12)3.4.2 落料力计算 (12)3.4.3 推件力计算 (13)3.4.4 卸料力计算 (13)3.4.5 翻边力计算 (14)3.4.6 拉深成形力计算 (14)3.4.7 压边力计算 (15)3.4.8 总冲裁力计算 (15)3.5 冲压设备的选择 (15)第4章顶罩复合模主要结构设计计算 (16)4.1 复合模结构部件尺寸计算 (16)4.1.1 冲孔落料刃口尺寸计算 (16)4.1.2 拉深成形尺寸计算 (21)4.1.3 固定与联接件计算 (25)4.1.4 模具定位方式选择 (26)4.1.5 模具卸料、推件方式选择 (26)4.1.6 导向装置选择 (26)4.2 冲压模结构特点及动作原理 (26)4.3 模具三维装配图 (27)第5章总结与展望 (32)参考文献 (33)附录 (35)致谢 (36)第1章绪论1.1、模具技术现状模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。

冲裁工艺与模具设计一、冲裁工艺概述冲裁工艺是金属材料加工中常用的一种工艺方法，通过冲压设备将金属材料切割成所需形状的工件。

冲裁工艺的主要特点是高效、精确、成本低、生产量大等优势。

而模具设计作为冲裁工艺的重要一环，是确保冲裁工艺顺利进行的关键。

二、冲裁工艺的步骤冲裁工艺的实施通常分为以下几个步骤：1.设计冲裁模具：根据产品的形状和尺寸要求，设计合理的冲裁模具，包括上模、下模和导向装置等部分。

2.材料准备：选择合适的金属材料，并将其切割成符合尺寸要求的工件。

3.模具调试：安装模具，并进行调试以确保模具的正常运行和冲裁质量。

4.冲裁操作：将材料放置于冲床上，并按照预定的冲裁程序进行操作，实现对材料的精确切割。

5.检验与修整：对冲裁后的工件进行检验，如有必要，进行修整以达到产品的要求。

三、模具设计的关键要点模具设计是冲裁工艺中至关重要的环节，一个合理的模具设计能够提高冲裁工艺的效率和质量。

以下是模具设计中的关键要点：1.考虑工件的形状和尺寸要求，设计出合理的模具结构和尺寸。

2.根据冲裁材料的特性，选择合适的模具材料，确保模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

3.确定模具的开合方式和定位方式，保证模具的稳定性和操作方便性。

4.设计合理的导向和定位装置，确保冲裁过程中工件的稳定性和精度要求。

5.根据冲裁工艺的要求，设置合适的切割方式、刀具尺寸和刀具数量。

6.考虑模具的可制造性和维修性，方便模具的制造和维护。

四、冲裁工艺和模具设计的案例分析以下是一个具体的案例分析，说明冲裁工艺和模具设计的应用：案例：汽车冲床件生产过程中的冲裁工艺和模具设计在汽车行业，冲裁工艺和模具设计是非常重要的环节。

这里以汽车门护板的生产为例，介绍其冲裁工艺和模具设计。

1.冲裁工艺：门护板是汽车车门上的一个重要部件，其形状复杂，尺寸要求严格。

在冲裁工艺中，首先需要设计合理的冲裁模具，将加工前的板材按照门护板的形状进行切割。

然后，通过冲床设备进行冲裁操作，将板材冲裁成门护板的形状。

目录一、设计任务书 (2)二、冲压工艺性及工艺方案的确定 (3)三、主要设计计算 (4)四、模具总体设计 (8)五、主要零部件设计 (8)六、冲压设备的选定 (12)七、设计小结 (13)八、参考文献 (13)一、课程设计任务姓名:叶** 班级：09模具学号：一、题目：冲孔、落料复合模二、零件：材料：Q235厚度：2.0mm批量：大批量三、任务内容：(一）工艺设计1、工艺审查与工艺分析2、工艺计算：①毛胚计算②工序件计算或排样图3、工艺方案的确定①工序的确定②基准和定位方式的选择（二）模具设计1、总图2、零件图二、冲压工艺性及工艺方案的确定一、工艺性分析1、材料零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

2、结构该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。

孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见参考文献①表2.9.5），故可以考虑复合冲压工序。

3、精度零件外形：80±0.07属于10级精度，60±0.05属于9级精度。

零件内形: 16060.00Φ+属9级精度。

孔间距：42±0.08属11级精度（均由参考文献精度②附录一查得）。

因零件边有90o的尖角，应以圆弧过渡，查参考文献①表2.7.1取r=0.5mm。

零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。

4、结论可以冲裁。

二、冲压工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:方案①:先落料、再冲孔。

采用单工序模生产。

方案②:落料—冲孔复合冲压。

采用复合模生产。

方案③:冲孔—落料级进冲压。

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。

方案②只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。

方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。

复合模设计案例 例题：零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度 :2.2mm1．冲压件的工艺分析该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。

查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。

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，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。

2．排样采用直对排的排样方案如图2所示。

由表查得最小搭边值α=3mm 。

计算冲压件毛坯面积 :A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm 2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 :%83%1004817334572%100===x x x x bh nA η图2 排样图3．计算冲压力该模具采用弹性卸料和下出料方式。

1.落料力F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N2.冲孔力F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N3.落料时的卸料力F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N4. 冲孔时的推件力取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个查表K推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N选择冲床时的总冲压力为 :F总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN4.确定模具压力中心按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。

冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺和冲裁模具设计是现代工业生产中非常重要的技术和工艺。

冲裁工艺是通过冲击力将金属板材进行成型和切割的一种加工方法，而冲裁模具是实现这一过程的重要工具。

本文将详细介绍冲裁工艺和冲裁模具设计的相关内容。

一、冲裁工艺冲裁工艺是将金属板材置于冲裁机上，通过冲击力使金属板材发生塑性变形，从而完成对金属板材的成型和切割。

冲裁工艺主要有以下几个特点：1.高效率：冲裁工艺可以在较短的时间内完成对金属板材的加工，提高了生产效率。

2.高精度：冲裁工艺可以实现对金属板材的精确控制，可以生产出精度高的零部件。

3.多功能：冲裁工艺可以完成各种形状和尺寸的金属板材的加工，具有很强的适应性。

冲裁工艺的具体步骤主要包括：设计冲裁模具、选择合适的冲裁机床、放置金属板材、进行冲裁加工、检验成型品质量等。

冲裁模具是实现冲裁工艺的关键工具，其设计对于冲裁工艺的成败起着至关重要的作用。

冲裁模具设计需要考虑以下几个方面：1.模具结构设计：模具结构要能够满足冲击力的作用，同时要能够保证金属板材的成型和切割要求。

模具结构设计要考虑到成型品的形状和尺寸，以及模具的寿命和维修保养情况。

2.材料选择：冲裁模具需要使用高强度和高硬度的材料，以保证模具具有足够的耐用性和稳定性。

3.冷冲模具和热冲模具：根据金属板材的性质和成型要求，可以选择使用冷冲模具或热冲模具。

冷冲模具适用于低温成型，热冲模具适用于高温成型。

4.模具加工工艺：模具加工需要使用先进的机械加工设备和工艺，以保证模具的加工精度和质量。

冲裁模具设计需要注意以下几个关键点：1.模具的定位和固定：模具在冲裁过程中必须能够保持稳定的位置和固定度，以保证成型品的准确度。

2.模具的导向和导板：模具在冲裁过程中需要进行一定的导向运动，导向和导板设计要合理，以减少摩擦力和磨损。

3.模具的副导向和顺应性：模具在冲裁过程中需要具有一定的副导向和顺应性，以保证成型品的形状和尺寸要求。

4.模具的排屑和冷却：模具在冲裁过程中需要及时排出金属屑和冷却润滑，以保证模具的使用寿命和成型品的质量。

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1Cr 13，厚度mm t 3=，未注圆角半径mm R 1=，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mm 2.2，可取mm a 31=。

最小工艺边距搭边值为mm 5.2，取mm a 3=。

送料进距确定为mm h 44.199=。

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mm mm b 0.1,0.10=∆=。

()()0100093132862-∆-∆-=+⨯+=++=b a L B4）材料利用率的确定。

%08.91%10044.1999344.19686=⨯⨯⨯==Bh A η 4）绘制排样图。