冲裁件设计案例

冲裁模设计实例1零件图如下：图2-1 零件零件名称：托板，大批量生产材料：08F钢板 t=2mm2.1 冲裁件的工艺性分析冲裁零件的工艺性是指零件对冲压加工工艺的适应性，即加工过程的难易程度。

良好的加工工艺性是指在满足使用要求的前提下能够用最经济实用的方法将零件给冲压出来。

而级进模由于多工位因素大的存在必须从冲裁件的基准、结构形式、尺寸公差、表面精度、材料性能、模具的工作强度等方面进行分析冲裁件的工艺性。

本设计的冲裁件为托板，其加工的工艺性分析如下：冲件为08F钢板，是优质的碳素结构钢，具有良好的冲压性能；冲裁件结构简单但有90度尖角，为了提高模具寿命故改为R1的工艺圆角，零件图上未标注尺寸偏差，属未标注公差，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

经查公差表，各尺寸公差58074.0-,38062.0-,052.0-,044.0-,1422.022.0+-,1722.022.0+-,φ5.3 3.00+为:2.2 确定工艺方案及模具结构形式在冲压工艺方案确定后，模具结构形式的确定也相当重要，因为他直接关系到冲压过程的生产效率、冲压件的质量、尺寸精度、及其模具的寿命。

由上面的分析可知冲裁件尺寸要求不高，尺寸不大形状结构简单，但生产量大，根据材料较厚的特点，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，采用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然卸料方式的级进模结构形式。

级进模是指在依次排列不同工步的凸模下连续送进坯料，使得压力机的一次行程中在模具的不同部位同时完成数道工序的模具。

级进模可以减少模具和设备的数量，提高生产率，而且容易实现自动化。

但是比简单模具结构复杂、制造麻烦。

成本相对较高。

表2-2冲压批量图批量项目单件小批中批大批大量大件＜1 1-2 2-20 20-300 ＞300中件＜1 1-5 5-50 50-1000 ＞1000小件＜1 1-10 10-100 100-5000 ＞5000模具形式简易模简单模连续模、复合模连续模、复合模连续模、复合模组合模组合模简单模简单模简单模简易模半自动模半自动模设备形式通用压力机通用压力机高速压力机机械高速压力机自动机专用压力机与自动机自动和半自动通用压力机注：表内数字为每年班产量的概略数值（千件）第3章：模具设计计算3.1排样、计算条料宽度及其确定步距在纯冲裁类级进模排样设计时原则上为先冲导正孔和间距精度要求较高的孔。

冲裁模设计实例已知冲裁零件的形状和尺寸如图1，试确定冲裁工艺方案，设计冲裁模具。

材料：钢45 图1 冲裁零件图一、确定基本冲压工序1、分析本例的工艺性（1）该零件形状简单、对称。

（2）该零件圆弧与直线相切处有尖角，但图纸上无特殊要求，用线切割钼丝半径加单边放电间隙代替尖角是允许的。

（3）冲件上无悬臂和狭槽。

（4）最小孔边距为(14-6)/2=4>t ，最小孔间距为(28-2×5-2×2-6)/2 = 4 > t = 1.2 。

（5）该冲件端部带圆弧，用落料成形是允许的。

（6）检查最小孔的刚度和强度。

由Q235查得τ= 304~373MPa 。

再由表2-1查得b ≥ 0.8t=0.8×1.2=0.96，该件上的最窄孔为4，远远大于b ＝0.96的要求。

2、分析公差和粗糙度 （1）公差该件的最小公差的尺寸为075.006+Φ, 查得精度等级为IT11，低于冲孔可以达到的精度等级为IT10。

（2）粗糙度 本例未作特殊要求。

3、被冲材料为Q235，冲裁性能很好。

根据以上分析，本例的冲裁工艺性好。

4、确定基本冲压工序由图1可知，该件外形为落料，内形为冲孔，冲孔有一圆孔和两长圆形孔。

二、确定冲裁工艺方案1、确定冲裁工艺方案：就是确定工序顺序和工序组合。

方案一：先落料、后分三次冲孔，采用四付单工序模方案二：先落料、后同时冲三孔，采用二付单工序模方案三：先冲孔、后落料，采用级进模冲裁方案四：先冲孔、后切断，采用少废料级进模冲裁方案五：同时冲孔、落料，采用复合工序模方案一和方案二的模具结构简单，生产率低，既不能满足产量要求又不经济；方案四最大的特点是省料，但冲件精度低，若按长度方向送进零件尺寸可以保证但料窄，送料步距大，不方便；若按宽度方向送进，冲件圆弧与直边吻接不好。

方案五冲件精度高但操作不方便，生产率不高；方案三既能满足冲件精度要求，模具数量少，操作方便，生产率高，若采用侧刃定距还便于实现自动送料。

6.68 ＋ 1.34 +0.33＝21.375 ，在此，选11吨左右的冲
床。查冲床型号规格表，选可倾开式常用冲床，如ＪＢ——25。
• 其相关参数如下： • 公称压力:250ＫＮ • 最大闭合高度:270 • 闭合高度调节量:55 • 模柄孔:Φ40*60
工序七 设计模具
• 国内模具设计书籍很多，模高设计各不相同，但大多是计 算确定，查表确定，或是按比例确定。
• Z=mt m——系数 m=0.06～0.08
•
t——厚度 t=0.6
• Z=3-5丝
• 我们选取模具双面间隙是：4丝
• 单边间隙：0.02
凹模刃口
1.1：凹模刃口尺寸确定：
有几点原则须注意；
ａ；落料件是由凸模刃口与凹模刃口冲裁剪切而成，一般冲裁，剪切断面是梯形，细分断面， 最上一层是毛刺，往下一层是断裂带，再往下一层是剪切带，最底层是圆角带，由于断面是 梯形，外形尺寸算到外形最大处，即梯形底部处，而不能算到梯形小端处，即梯形顶部处，
公式确定。
• 对于施力行程较小的冲压工序(如冲裁、浅弯曲、浅拉深等)
•
P≥(1．1～1．3) ∑F
• 对于施力行程较大的冲压工序(如深弯曲、深拉深等)
•
P≥(1．6--2．0) ∑F
• 式中 P——压力机的公称压力，kN；
•
∑ F——冲压工艺总力，kN。
• 前面计算得支架落料的 总冲裁力Ｆ总＝的具体冲床入手，展开整 套模设计，模具整体高度要求在选定的具体冲床的允许范 围内。整体模高设计，如何入手？
• 对于落料件，先从凹模设计入手。凹模刃口与外型确定之 后，即可基本确定整套模具设计值。
• 间隙的讲解视频
落料凸模
孔径尺寸

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。