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冲裁设计案例0摘要

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1 设计案例

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、模具设计和模具主要零件的加工工艺。

案例1冲裁模设计

如图1所示零件：托扳

生产批量：大批量

材料：08F t=2mm

设计该零件的冲压工艺与模具 。

图1 托板零件图

（一）冲裁件工艺分析

1. 材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。

2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角。

3. 尺寸精度：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：

、、、、14±、17±、Ф+

结论：可以冲裁

（二） 确定工艺方案及模具结构形式

经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，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，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的级进冲裁模结构形式。

（三） 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b=2,侧边按圆形取搭边值a=2。

级进模进料步距为32mm。

条料宽度按相应的公式计算：

B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=

B=(58+2×2)

=

画出排样图，图2

图2 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 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

2 而

式中 P1--------落料时的冲裁力

P2--------冲孔时的冲裁力

按冲裁力计算公式计算落料时的冲裁力：

P1=KLtτ 查τ=300MPa

=[2×（58-16）+2×（30-16）+16π] ×2×300/1000 ( kN)

≈ (kN)

按冲裁力计算公式计算冲孔时的冲裁力：

P2=×4π××2×300/1000 ( kN)

≈ ( kN)

计算推料力Pt：

Pt=nKtP 取n=3，查表 Kt=

Pt=3××(126+34)

≈ ( kN)

计算总冲压力P0：

P0=P1+P2+Pt

=++

= ( kN)

3．确定压力中心：

根据图3分析，因为工件图形对称，故落料时P1的压力中心在O1上；冲孔时P2的压力中心在O2上。

设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡原理得：

P1X=(32-X)P2

由此算得X=7mm

4．冲模刃口尺寸及公差的计算

刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表1 中。

在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为~。为了保证R8与尺寸为16的轮廓线相切，R8的凹模尺寸，取16的凹模尺寸的一半，公差也取一半。

在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为~。 图3 压力中心 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

3

表1 冲模刃口尺寸

5. 确定各主要零件结构尺寸

（1）凹模外形尺寸的确定

凸模厚度H的确定：

H=31.0P P取总压力=(kN)=187500N

H=31875001.0≈26mm

取凹模厚度H=25mm。

根据设计资料确定凹模长度L和宽度B

凹模长度L的确定：L=b+2c （c根据设计资料取34）

=58+2×34=126mm

凹模宽度B的确定：B= 步距+工件宽+2c

（取：步距=32；工件宽=30；c=34）

B=32+30+2×34 =130mm

凹模板尺寸为L×B×H=126×130×25

（2）凸模长度L1的确定

凸模长度计算为：

L1=h1+h2+h3+Y

其中 导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18; 凸模修磨量Y=18则

L1=8+12+18+18=56mm

选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=(kN);最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-250开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。

（3）设计并绘制总图、选取标准件 冲裁性质 工件尺寸 计算公式 凹模尺寸标注法 凸模尺寸标注法

落料

R8 凹模计算

dxDDd0max)(

δd=Δ

+

+

+

+

+

凸模尺寸按凹模实际尺寸配置，保证双边间隙

~0.36mm

冲孔

φ+ 凸模计算

0min)(pxddp

δp=Δ

凹模尺寸按凸模刃口实际尺寸配置，保证双边间隙~0.36mm

中心距尺寸： L14=14±8=14±

L17=17±8=17±

注： 在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的1/8。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

4 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。

绘制模具总装图。如图4，单排冲孔落料连续模。

按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内见表2。并将各零件标出统一代号。

图4 单排冲孔落料连续模

1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销

9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角螺钉 23-圆柱销 24-螺钉

表2 零件明细表

序

号

名 称 数

量

材 料

热处理

标准件代号

备注

页次

1 簧片 1 65Mn

2 螺钉 1 45 HRC40~45 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

5 3 下模座 1 1 HT200

4 凹模 1 T10A HRC58~62

5 螺钉 4 45 HRC40~45

6 承导料 1 45

7 导料板 2 45 HRC40~45

8 始用挡料销 1 45

9 导柱 2 20 渗碳HRC56~60

10 导套 2 20 渗碳HRC5862

11 挡料钉 1 45

12 卸料板 1 Q235(A3)

13 上模座 1 HT200

14 凸模固定板 1 45

15 落料凸模 1 T8A HRC56~60

16 冲孔凸模 1 T8A HRC56~60

17 垫板 1 45 HRC40~45

18 定位销 1 45 HRC40~45

19 导正销 1 45 HRC40~45

20 模柄 1 Q235(A5)

21 防转销 1 45 HRC40~45

22 内六角螺钉M12×70 10 45 HRC40~45

23 圆柱销12n6×100 6 45 HRC40~45

24 内六角螺钉M12×70 1 45 HRC40~45

（五）绘制非标准零件图

本实例只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样，供初学者参考。见图5至图8。

图5 凸凹模 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

6

图6 落料凹模

图2-16 凸模固定板

图7 固定板

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冲压模具设计和制造实例

冲压模具设计和制造实例

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-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 0

-0.74 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52

+0.36

0

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 0

冷冲压模具设计与制造实例[2]汇总

冷冲压模具设计与制造实例[2]汇总

例8.2.1冲裁模设计与制造实例

工件名称：手柄

工件简图：如图8.2.1所示。

生产批量：中批量

材料：Q235-A钢

1．冲压件工艺性分析

此工件只有落料和冲孔两个工序。 材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

2．冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，

方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。

方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。

方案三：冲孔-落料级进冲压。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，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。

3．主要设计计算

（1）排样方式的确定及其计算

设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2 所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料宽度为135mm，步距离为53 mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表8.2.1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。

冲压模具实例

冲压模具实例

冲压模具实例

例8.2.1冲裁模设计与制造实例

工件名称：手柄

工件简图：如图8.2.1所示。

生产批量：中批量

材料：Q235-A钢

材料厚度：1.2mm

1．冲压件工艺性分析

此工件只有落料和冲孔两个工序。 材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm（大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

2．冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：

方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。

方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。

方案三：冲孔-落料级进冲压。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，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。

3．主要设计计算

（1）排样方式的确定及其计算

设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料宽度为135mm，步距离为53 mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表8.2.1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条

冲压模具设计和制造实例 2

冲压模具设计和制造实例 2

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0

-0.74 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52 0

-0.52

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,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。 +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，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