PC工程处五金模具设计教程

1、一.视图及模板标准1. 投影标准：第三角法2. 图面视图标准：2 ）仰视图可不绘出，但要在主视图下应注明板厚及相关技术要求。3 .模具大小的定义。模具的大小根据其长度来定义模具长度（mr）模具大小V 400小型400-800中小型800-1,200中型 1,200大型4模板厚度的设计标准。模板厚度根据具体情况确定，为了节约资源，所在模板采用最小化原则，此板 厚标准是基于此原则由经验丰富的设计师根据标准件及模具结构制定。所以尽 可能采用标准板厚。1 ).连续模模板厚度标准：模板中小型连续模大型连续模1.上模座30, 4045, 50, 602.固定板垫板15153.固定板20204.卸料板垫板1

2、3, 1813, 185.卸料板20, 2520, 256.凹模板20, 25, 3025, 307.凹模板垫板10, 1515&下模座40, 5055, 602).落料模模板厚度标准模板中小型落料模大型落料模1.上模座30,40402.上模凹模固定板垫板15153.上模凹模固定板20204.凹模板25255.上模卸料板20206.下模卸料板20257.冲头35408.冲头固疋板20259.下模座40,50503).弯曲模模板厚度标准模板中小型弯曲模大型弯曲模1.上模座30,40402.冲头固疋板合模高度及产品高度决定3.弯曲冲头30254.弯曲块25,35355.键15X20X (60-15

3、0)15X25X (60-150)6.垫板20257.下模座40, 50605. 模板的材质及硬度标准模板材质最终硬度代号上模垫板45#TCP上模座45#TP固定板垫板40Cr4045HRCTBP冲头固疋板45#PP卸料板垫板45#(40Cr) (40-45HRC, 当 T 1.2)SBP冲头块Cr12MoV(国产)SKD11 (进口)60-62HRCpunch plateDC53 (进口)卸料板Cr12MoV（国产）SKD11 （进口）DC53 （进口）50-57HRCSP凹模板Cr12MoV（国产）SKD11 （进口）DC53 （进口）6062HRC凹模垫板40Cr4045HRC下模座45

4、#模脚45#或 A3气垫板45#另外，如果凹模上所有切料均采用镶块形式，则凹模板可用硬度为40-45HRC 的 40Cr钢，而镶块则采用 60-62HRC 的 Cr12MoV、DC53或 SKD11注：为什么保证 DP、SP、SBP、PP的厚度？因为许多的PUNCH，DP-INSERT，SP-INSER，的高度应严格控制， 且其高度与DP，SP, SBP，PP有关，如果一块板的厚度改变，其余相同的板厚 及PUNCH、DP-INSERT、SP-INSERT也应跟着改变，所以应保证 DP、SP、SBP、 PP的厚度？6. 图纸标准1).所有零件图纸必须使用中兴(A0 , A1 , A2 , A3,

5、 A4 )标准图框形式。2) .图纸的更改符合IS09001的要求。3) .全套模具图纸应包含的内容：a. 产品图纸(产品展开图)b. 排料图或工序图c. 模具总装图d. 加工零件图e. 模具零件明细表f. 标准件清单g. 模具材料清单4) .图纸检查重点：a. 展开图1) .展开方法是否正确2) .是否考虑了补偿值3) .非对称公差取值是否合理4) .是否经过自检和互检b. 排料图或工序图1) .排料图或工序图的工序安排是否合理2) .毛刺方向与产品要求是否一致3) .切口问题是否经客户确认4) .是否经过评审c. 装配图1) .整体结构是否合理2) .冲床吨位及合模高度是否正确3) . 1

6、60T及以上模具是否装有抬模装置4) .考虑到模具的锁定和扳手空间5) .有充分的抬料高度6) .考虑了导正钉的直径和长度7) .考虑了冲头和卸料板的装配关系8) .卸料力通过计算得到9) .卸料弹簧的数量、种类及分布合理10) .考虑了弯曲和翻边时卸料的可靠性11) .如有滑块，其结构是否合理12) . DP、SP上的让位考虑周到13) .卸料螺钉、导料销在相应板上的沉头孔深度正确14) .导料销和条料的间隙合理15) .导柱、冲头等标准件的精度合理16) .大中型连续模最后一步切废料米用镶块17) .考虑了各板的强度18) .细长冲头的强度可靠19) .当预感到产品品质或模具可能会有某种问

7、题时，是否留有改模空间20) .最后一步工位分离产品时，SP、DP板上是否有顶料钉21) .模具设计考虑了模具制造、装配的工艺性22) .能连续地达到公差和规定的性能水平23) .满足顾客特殊性的要求24) .落料是否畅通d. 弯曲，成形等零件图1) .弯曲是否带有压肩2) .是否考虑了回弹e. 各种让位1) .弯曲，成形或翻边等后续工序是否有适当让位2) . PUNCH与SP是否有让位f. 配合尺寸1) .各种相关零件之间的间隙是否恰当5) . 模具图书写标准：a. 标注铣削图形座标时，须标注出铣刀的轨迹座标.b. 模具图中不标模板倒角，但制造时须制造出必要的倒角.c. 技术要求注明在主视图

8、的下方.格式如下：( 编号)(名称)(位置)1. MATL:2. QTY:3. HDN:HRC4. THICKNESS:mmd. 模具零件图的标注须体现加工类型和加工内容e. 标注符号采用中兴的统一标准.二、模具工作部分的设计1) .冲裁冲头的设计。1).冲裁冲头刃口一般进入凹模刃口以(2-4)t或2-4mm为宜.一般连续模的冲头长度为Hpp+Hsbp+Hsp+(2-4)t。靠60，55标准，如图2-1所示：1.TBP 2.PUNCH 3.PP 4.SBP 5.SP 6.PR0DUCT 7.DP2) .冲头一般可分为圆形冲头和异形冲头圆形冲头一般以台阶固定，异形 冲头的固定有多种形式，具体采用

9、何种形似应根据产品的精度，加工精度， 等具体分析，通常异形冲头以螺钉固定在TBP上,同时上模座也应钻与螺钉头部相应的过孔，以方便调模，1. TP 2。TBP 3。PUNCH 4。PP 5。SBP 6。SP3) . 一些易损的小型圆冲头，为维修方便，宜设计成如图2-2所示(更适于大中型模具中)。4) . 一些大型的冲头可采用销钉定位和螺钉反锁紧固的方法。5) .冲头非固定部分一般应以圆弧过渡(一般为R10)。6) .冲头与模板的配合间隙。冲头一般以SP定位如图23所示：/1 一,J11-,一I_ 111. TBP 2.PP 3.PUNCH 4.SBP 5.SPPP型腔尺寸二冲头尺寸+0.01 0

10、.02mm/side。SP型腔尺寸二冲头尺寸+0.05 0.02mm/side。这种配合方式适用于有小导柱对卸料板导向，且冲头直径较小，凸凹模 间隙较小。连续冲压中冲头如允许，形状可尽量设计成非对称形状，以避免冲孔废 料或冲件跳出刃口损坏模具。2. 冲裁凹模的设计。1) .凹模型孔尺寸二冲头+0.05 0.07t/side ，般取0.05t/side, 塑性差的材料可取大值，较好可取小值。2) .凹模刃口应锋利，且有效刃口高度及锥度：一般刃口高度为24t，锥度为1度。3) . 一些孔径较小，料较厚，批量大的零件的凹模为方便维修，一般设计成镶块形式。4) .当同一块凹模板上兼有切料和弯曲或成形时

11、，应将凹模刃口或弯曲成形处做成INSERT以方便研磨。如图24所示：3. 镶块设计。1 ).镶块的设置目的主要是为了加工或维修方便，一般有卸料板镶块(SPINSERT和凹模板镶块(DP INSERT)。2) . 一般镶块应尽量设计成非完全对称，以防装配时放错，打坏模具。3) .当镶块设计成矩形时，一般设计成3个小倒角,1个大倒台角，相应的模板型孔设计成3个小圆角,1个大圆角。4) .拼合面应尽量避免在圆弧部分5) .上下镶块的结缝面应错开6) .镶块的紧固一般有三种形式：a.螺钉固定。一般卸料板镶块采用螺钉反锁在卸料垫板上，凹模镶块设计成正锁在DBP上，同时镶块上的螺钉过孔应攻有螺纹，以方便拔

12、出。如图2 6所示：SP中的INSERT也可以正锁，但TP, TBP PP中应螺钉的让位通孔。以 方便调模具。b. 过盈配合。一般过盈0。005,只适用于凹模板镶块，而且易被冲头带出。c. 挂台形式。此种紧固方法不利于维修与更换。如图 27所示：7) .当镶块无法用螺钉锁定时，则凹模镶块用单边过盈0.005配合，但卸料板上的镶块必须用台阶固定。当用螺钉锁定时，镶块与模板配合一般为 零间隙。4. 弯曲工作部分设计。弯曲工作部分的结构设计主要从回弹方向考虑。防止回弹常用以下几种方法：a) 改变弯曲部分的受力情况，如图28，使弯曲整个部分受压应力。如图29，使弯曲部分内外都受拉应力，改变了工件外部受

13、拉应力，内部受 压应力的状况，有效的防止工件的回弹b) 采用补偿法，如图210，根据估算的回弹量，使冲头带有一定的后角。5. 翻边结构设计。1.导正钉的设计。1) .导正钉主要用于连续模中对材料精确的导向，一般导正孔在冲侧刃或在侧 刃的下一道 工序中冲出，在后一步工序设置一对导正顶，以后根据需要设 置，在容易窜动的部位应有导整套顶。导正钉一般设置在载体上，与可利用 工件本身的孔作为导正孔。其直径一般应大于 2.0。在可能的情况下尽可能 取大值。2) . 一般导正钉头部形状有以下三种，如图210。图(a)所示导正钉，可 用于任何直径 d=导正孔直径-(0.02 0.03)H仁(0.5 1)t H

14、2 6.5图(b)所示导正钉，主要用于d 6 d=导正孔直径-(0.02 0.03 )H仁(0.5 1)tH2=6 83) .导正钉与模板之间的让位如图211所示：一般地，若产品为厚材料，导正钉与模板之间的让位取大值，为薄材料时则 取小值。7.气吹废料对于高速冲压过程中，当条料较薄时很容易引起跳废料，常用吹气来防止 跳废料。1 ).上模吹气图212是采用上模吹气当冲头较大时，采用冲头上装弹簧顶料机构，如图213。2) .下模吹气图214是采用下模吹气。是使落料孔中产生一定的负压来防止跳废料。3) .对于极小的凸模横截面，采用把冲头加工成锥形，凸台或气槽，使制件 或废料与凸模分离，如图215。4

15、) .当废屑易带到凹模板上时，可采用如图 216的机构。三、模具导向部件设计（本章所列举的标准件为盘起的标准件）1、内导柱，内导套的设计。1）、内导柱，内导套主要应用于连续模和冲孔落料模中，能很好的保证PP, SP, DP三块板的相对位置精度，有效地保护细小凸模，保证凸凹模 间隙均匀。2）、连续模中，一组板的内导柱一般设置 4根。一般小型连续模直径可 选取13 16mm。大中型连续模选用20mm以上，一般采用盘起公司的 SSGPH和SSGOH两种规格（160吨以上）或者嘉得公司的相关标准件。3）、内导套一般与内导柱配套使用，一般采用 SSGBH。用厌氧胶与模板 粘结，一般间隙取0.020.03

16、mm/side,且要求孔壁清洁无油污。4）、小导柱在自由状态下应露出 SP板2030mm为宜。5）、下模为了防止由于导柱的导入导出引起排气不畅或局部真空，应设置气孔或气槽。如图3 1所示：-j一 二二，f二 -十131.TBP 2.PP 3内导柱4.SBP 5.SP 6内导套 7.DP 8.DBP 9.DS6）、内导柱应设置得非完全对称，以防止装模时出错。一般使某一内导柱在某一坐标上偏移35mm的整数。附：内导柱，内导套的选用见下表：（次表提供标准件为盘起标准件）精密一般粗糙小型直径（mm）161616数量（套）4424规格内导柱SGPH,SGOHSGPH,SGOHSGPH,SGOH内导套SG

17、BHSGBHSGBH中小型直径（mm）202016,20数量（套）444规格内导柱SGPH,SGOHSGPH,SGOHSGPH,SGOH内导套SGBHSGBHSGBH中型直径（mm）20,2520,2520,25数量（套）444规格内导柱SGPH,SGOHSGPH,SPOHSGOH,SGPH内导套SGBHSGBHSGBH大型直径（mm）252525数量（套）444规格内导柱SGPH,SGOHSGPH,SGOHSGPH,SGOH内导套SGBHSGBHSGBH2外导柱，外导套。1）、外导柱应先导入外导套20 30mm后，内导柱再导入内导套。见图82）、一般单动模和较为简单的小型连续模选用二个导柱，

18、精密的连续模 则必须选用四个或四个以上。3）、单动模外导柱一般采用对角或中间布设，但必须考虑上下模座的装 夹位置和方便送料。4）、单动模一般采用滑动导柱，如 MMYJP，但模板和模座边缘离导柱定 位块 5 10mm。5）、连续模一般采用带钢珠保持圈的滚动导柱。 MMYJP常用于小型连续 模，而大中型一般采用 RRS, QQS。6）、为防止导柱与上模座顶撞，一般在上模座开设一孔，且直径应大于 导套孔23mm。当模具完全合模以后，外导柱应不超过上模座，以免打坏冲床和模具模具类型小方量 数单动模244连续模24661600mm以上RRS60QQS606-8四、模具导料，浮顶结构和卸料结构的设计1、浮

19、动导料销。浮动导料销不但能导向材料向前送进，同时还能在冲压回程时将材料上抬，头部台阶还起刚性卸料的作用。所以其位置尽可能靠近导正孔。如图所示：1r11 .f JVf J1v. .=.-I -1h仁冲压件顺利送料所需最低咼度+ ( 13) mmh2=t+(1 2)T= h3+(h2-t )/2A=B+(0.3 0.6)2、顶杆，顶块。1;结构（a）是普通的顶杆，应用广泛；结构（b）主要造用于条料刚性差，同时又没有成形的部位因此该机构由于托起面积大而提高条料刚性。3、顶杆，顶块一般与浮动导料销配合使用卸料结构。1J1fI11r11111 11UI ；11结构（a）主要应用于单动模以及简单的小型连续

20、模；a）装拆方便。结构（b）主要应用于大中型的精密连续模，同时也比图（4、限位钉的设计连续模中，在开始进料时，为防止卸料板与板料单边接触而倾斜，减少模具寿命，需要在卸料板上开容料槽。一般容料槽有两种形式。如图44所示：图中t为板料厚度，d为板料宽度。t=0.1-0.3mm 时采用(a),t=0.3-0.5mm 时采用(a)或(b),t 0.5mm 时采用(b)。为了加工方便，有时也采用图4-5的结构5、弹簧选择原则。1）、弹簧应保证卸料力足够，且分布合理2）、弹簧压缩量弹簧许可压缩量；3）、弹簧长度二弹簧预压量+模具自由状态下弹簧的长度。4）、卸料力应通过计算：5）、弹簧应对称分布。五、支承件

21、设计1、模柄。模柄是连接冲床与模具的重要部件。常应用于小型模具上模的固定。其结构有多种形式，我们通常用以下两种：5-5注：1为细牙螺纹。2、 模脚。模脚结构如图52所示:1）、一般H应50以上。如果下模设有气垫顶杆，则需100以上 2）、一副模具中有二组或以上的板时，板与板的接合处应设置模脚3）、模脚紧固地下模座上。4）、为了叉车上下模具的方便，模脚与模脚之间距离应 130以上，但必须v模板的长度。六、探误装置为了防止自动冲压时材料误送造成叠打而损坏模具，在模具上安装了探-21 -误装置，使模具在异常情况下自动停机。其结构有多种形似，我们通常采用如 图6 1所示的结构:6-11.TP 2螺塞

22、3弹簧 4.TBP 5.触点开关6连杆7.PP 8探误杆9.SBP 10.SP 11.导正钉导正钉与探误杆有以下关系：L30.5mmL10.5t的弯曲件（按中性层不变计算）L二L1+L2+ n 12 (叶kt )T材料厚度K 补偿系数（见下表）123456789R/t0.10.20.250.30.40.50.60.81K0.30.330.350.360.370.380.390.410.42101112131415161718R/t1.21.51.8234568K0.430.450.460.460.470.480.490.50.52）、R 0.5t的弯曲件（按体积不变计算）L=L1+L2+ (

23、0.35-0.45) t当r=0mm时，模具设计时取：r=0.3t当出现“Z”形弯曲时，应当考虑补偿值4. 任何角度的弯曲展开都可用中心层不变原理展开5. 翻孔的计算1)翻孔的参数参考下表取值THREADSIZEDETAILMATERIALTHICKNESS0.50.81.01.21.552.0M2.5A2.282.312.31B3.303.503.76H0.800.900.85D1.301.201.20M3A2.762.762.792.792.76B3.503.804.004.264.56H0.800.801.001.001.00D1.501.801.601.601.61M3.5A3.213

24、.213.213.21B4.164.504.705.10H0.801.001.001.05D2.402.002.002.00M4A3.693.663.663.663.66B4.674.905.165.506.10H1.01.001.001.051.20D2.202.302.402.502.50M5A4.564.564.56B6.006.457.05THREADSIZEDETAILMATERIALTHICKNESS0.50.81.01.21.552.056.006.457.05BD3.003.003.002)、对于表中没有的，按体积不变计算即： n (B2-A2)/4(T+H)二 n (B2-d

25、2)/4TK因为实际上前后体积不等，所以乘以系数K，K值从上推出（K 值一般为 0.820.85）九、工件排样工件排样是冲压工件及模具设计的重要环节，它直接影响到材料的利用率，工件的质量，生产率，模具制造难易程度，模具寿命等，在排样时,就注意以下几点:1、排样时，要特别注意材料的纹向，避免纹向与弯曲线平行，尽可能使其与弯曲线垂直。2、排样时，应充分考虑精确可靠的定位。特别注意导正钉的分布和直径-33 -3、相对位置精度要求较高的型孔， 应尽可能在同一工步冲出；型孔与外形 的位置精度要求较高时，应尽可能在相邻工步冲出。4、弯曲成型部位需安排得容易送料和不易变形。5、弯曲达不到工件要求时，可采用两

26、次弯曲或增加整形工位； 对于两个直 角的弯曲，为了避免材料的拉伸，可采用先弯45度，再弯90度。6、 当刃口距离太近时，应设置空步，以提高DP, SP, PP的强度。7、排样时应考虑模具的制造和模具的加工。8 对于复杂的型孔，应分解成若干个简单的型孔进行分步冲裁。 但在分解 时应注意前后冲次的良好衔接。9、为了使材料在冲压过程中稳定进给， 必须在排样中设置载体，并在连接 处把工件和材料连接起来。载体一般设置在材料的两侧，中间部位或单侧，载体的大小要有足够的强度，又要节省材料。带有导正孔的载体， 能校正高速冲压过程中的窜动。连接处的位置应选择恰当，既要稳定可 靠，又要有利于其他工位和最后工位的切

27、断， 与载体分离。10、当预感到工件很难达到设计的要求时， 应留有改模空间。11. 在满足冲压条件下，尽可能使材料利用率最高。材料的步距，材料的宽度应取整数。12. 料的成型的基本步骤为：大成型、冲切、小成型、弯曲、落料。但这些工序并非一成不便，而是根据不同的产品合理的排列工序。13. 成型时，应充分的考虑材料的流动量，一般情况下应当保证成型过程 中条料不变形或少变形。所以有时会适当增加工艺切口。14. 冲头形状的设计应当考虑凹模的强度，冲头的强度，冲头的固定，冲 头的加工等各种因素。15. 弯曲应考虑后道工序的让位，各种弯曲的先后关系，模具的强度，送 料是否顺畅。16. 最后一步产品取出的可

28、靠性。十、附录1、冲模结构示意图模柄上盖板(TCP)料弹簧卸料螺钉冲头(PUNCH)导正钉内导柱导料销限位钉凹模板(DP)下垫板(DBP)内导套凹模镶块(DP INSE模脚 (PB)起吊孔上模座(TP)上垫板(TBP) 固定板(PP) 卸料垫板(SBP) 卸料板镶块(SP INSERT) 卸料板(SP)导料板托料板下模座(DS)2中英文对照表 1)、模具工序名称中英文对照标准:冲裁弯曲成型拉伸翻孔PIERCINGBENDINGFORMINGSTRETCHBURRING平面校正弯曲校正打凸倒角切断PLATENSSCORRECTIONBENDINGCORRECTIONEMBOSSINGCHAMFE

29、RPART OFF2)、模具加式零件名称中英文对照入缩写标准:序号中文名称英文名称英文缩与1上模垫板TOP CLAMPINGPLATETCP2上模座TOP PLATETP3冲头固定板垫板TOP BACK PLATETBP4冲头固定板PUNCHPLATEPP5卸料板垫板STRIPPET BOTTOMPLATESBP6卸料板STRIPPER PLATESP7凹模板DIE PLATEDP8凹模板垫板DIE BACK PLATEDBP9下模座DIE SHIEDS10模脚PARALLELBARPB11下模垫板BASE CLAMPINGPLATEBCP12冲头PUNCHPUN13镶块INSERTINS14

30、卸料板镶块STRIPPER INSERTSINS15凹模板镶块DIE INSERTDINS16导料板STOCK GUIDESG17导料销GUIDE LIFTER SETSGLS18冲头块PUNCH BLOCKPUNB19镶块板INSERT BLOCKINSB20上冲头UPPER PUNCHUP21下冲头LOWER PUNCHLP22打凸冲头EMBOSSING PUNCHEPUN23顶杆PUSHING PINS24翻孔冲头BURRING PUNCH25弯曲冲头BENDINGPUNCH26弯曲镶块BENDINGINSERT27弯曲滑块BENDINGSLIDE28上模校正块FLATENINGPUNCH29下模校正块FLATENINGDIE30限位块STROKE END BLOCK31导正钉PILOT PUNCH32探误杆MISFEED PIN33定位钉LOCATINGPIN34总装图ASSY DRAWING35排料图STRIP LAYOUT2、模具寿命与模具材料1)、模具凹模刃口高度的估算方法a) .规定模具寿命为2,000, 000-3, 000, OOOshoots时，刃口每次研磨量为0.25mm, 每次研磨后的生产数为200, 000-300, 000shoots.则刃口高度为H=2.5mm,取保险值G=3-4mm。b) .若要模具寿命为5, 00