冲压模具设计和制造实例

1、冲压模具设计与制造实例 r E1产品弼圉 例：图1所示冲裁件，材料为 A3 , 为2mm，大批量生产。试制定工件 工艺规程、设计其模具、编制模具零 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 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。 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。 尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸， 0 0 0 0 0 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：

2、 零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm +0.36 0 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： 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。 方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成 0 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

3、寸精度，最后确定用复合冲裁方 式进行生产。 工件边缘搭边：a1=2.5mm 步距为：32.2mm 条料宽度B=D+2a1 =65+2*2.5 =70 确定后排样图如2所示 一个步距内的材料利用率n为： n =A/BS x 100% =1550 -( 70 x 32.2)x 100% =68.8% 查板材标准，宜选 900mm x 1000mm的钢板，每张钢板可 剪裁为14张条料(70mm x 1000mm),每张条料可冲 378个 工件，则n为: n =nA1/LB x 100% =378 x 1550/900 x 1000 x 100% =65.1% 即每张板材的材料利用率为65.1% 4.

4、 冲压力与压力中心计算 冲压力 落料力F总=1.3Lt t =1.3 x 215.96x 2X 450 =252.67 (KN ) 其中t按非退火 A3钢板计算。 冲孔力 F冲=1.3Lt t = 1.3x 2nx 10 x 2x 450 =74.48 ( KN ) 其中：d为冲孔直径，2n d为两个圆周长之和 卸料力 F卸=K卸F卸 =0.05 x 252.67 =12.63 (KN ) 推件力 F推=门推F推 =6 x 0.055x 37.24 =12.30 (KN ) 其中n=6是因有两个孔。 总冲压力： F总=F落+ F冲+ F卸+ F推 =252.67+74.48+12.63+12.

5、30 =352.07 (KN ) 压力中心 如图3所示： 由于工件X方向对称，故压 2-1 / 图3压力中心 力中心x0=32.5mm 24x12+60 x0 + 24x12+14 5x24 + 3861x27.97+M.5x24 + 3Hxl2+31/1x12 24+ 604 24+145 + 38.61+14.5+31.4+ 314 3105.52 23341 =13.0mm 其中： L1=24mm L2=60mm L3=24mm y1=12mm y2=0mm y1=12mm L4=60mmy4=24mm L5=60mmy5=27.96mm L6=60mmy6=24mm L7=60mmy7

6、=12mm L8=60mmy8=12mm 计算时，忽略边缘4-R2圆角。 由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为(32.5, 13) 5. 工作零件刃口尺寸计算 落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制； 冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。 即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。 刃口尺寸计算见表1 表1刃口尺寸计算 盘尺寸 间腥 计尊 maz -a Drf=64.63135 =SS0.T4 *舷凸複尺寸按 凹根尺寸配作保 证敦面伺陳在 =0.36 制件稿 0 2460.36 之间 料 凹 Pmax 度对： FT14刼 血 A/4 Cj=23.7 15mm

7、) H=0.28 X 65=18.2.mm 凹模边壁厚：0( 1.52) H =(1.52)X 18.2 =(27.336.4) mm 实取 c=30mm 凹模板边长：L=b + 2c =65 + 2X 30 =125mm 查标准 JB/T -6743.1 -94 :凹模板宽 B=125mm 故确定凹模板外形为：125X 125X 18 (mm)。将凹模板作成 薄型形式并加空心垫板后实取为：125 X 125 X 14 ( mm)。 凸凹模尺寸： 凸凹模长度：L=h1+h2+h =16+10+24 =50 (mm) 其中：hi-凸凹模固定板厚度 h2-弹性卸料板厚度 h-增加长度(包括凸模进入

8、凹模深度，弹性元件安装 高度等) 凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃 口最小壁厚为7mm，根据强度要求查冲压模具设计与制造 表2.9.6知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足 够。 冲孔凸模尺寸： 凸模长度：L凸=h1+h2+h3 =14+12+14 40mm 其中：h1-凸模固定板厚h2-空心垫板厚h3-凹模板厚 凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。 7. 其它模具零件结构尺寸 根据倒装复合模形式特点：凹模板尺寸并查标准 JB/T-6743.1-94，确定其它模具模板尺寸列于表2： 序号 名称 长X宽X厚 材料 数量 (mm) 1 上垫板 125X 125

9、X 6 T8A 1 2 凸模固定 板 125X 125X 14 45钢 1 3 空心垫板 125X 125X 12 45钢 1 4 卸料板 125X 125X 10 45钢 1 5 凸凹模固 定板 125X 125X 16 45钢 1 6 下垫板 125X 125X 6 T8A 1 根据模具零件结构尺寸，查标准GB/T2855.5-90选取后侧导 柱125 X 25标准模架一副。 8. 冲床选用 根据总冲压力 F总=352KN，模具闭合高度，冲床工作台面 尺寸等，并结合现有设备，选用 J23-63开式双柱可倾冲床， 并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下： 公称压力：63KN 滑块行程：1

10、30mm 行程次数：50次/分 最大闭合高度：360mm 连杆调节长度：80mm 工作台尺寸（前后X左右）：480mm X 710mm 9-沖压工至规程 车间 产品型别 工艺规 程 攀件容称 止动14 確封而共 5 （另邮擁朱 页） 工芸室主任 1 车间丰FT 宝皆工艺员 STm 年R 9 批進 I：作程序型别 毛紀郸臾 窶件号 弟2賀 A3砂 止朗件 料5颈 工斥号 Lffa* 工住堆 英衣 设眷型别 工作 等烘 工対走甑 附注 1 切科 昵库 2 神載 开竄石甘M掙 冲ff JK-W 3 去毛 4 葫掠卡尺爭 trt*n st St BM 工茗前 工茗11民 jtwra* xEljffiF

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15、 280mm 封闭高度调节量 60mm 滑块中心线到床声距离 205mm 立柱距离 300mm 工作台尺寸直径 260mm 工作台尺寸前后 380mm 工那會尺寸左右 Alumni 工柞台礼股琵 2641 mm 1傑秤乱前后 300 ram 工作台孔左右 2艸mm 舉板尺寸 6hniii lilnim 模棘尺寸亡锤 ?0 mm 70 mm 滑块底面尺寸前后 1911 2111 床声堪大可忸耐 2呼 6 压力中心的确定： h、为固定卸料板厚度，mm; h为增加长度。它包松凸模的修磨量，凸模进入凹模 的深度0. 5-liwi,凸模固定板与卸料板之何的安全距离等七一 般取10-20mt如果足弹压卸料

16、装置，则没有导料板厚度这 项其凸模长度应根据模具的具体结构而定。在这里h,取 值为2山呱 凸模固定板厚度取1叫模厚度的S0%-80%则为 hp=14mm. 玄凸模强度，刚度校核 般情况下，可不进行凸模强度与刚度的校核。只 有当凸模特别细长，冲裁厚度较大，而冲扎相对尺寸较小 吋，才有必要对最小断面和绘大自由长度进行校核。 根据该冲裁件的凸模不是特别细长 H该冲裁件厚 度较小T冲孔相对尺寸也不是很小。所以可不进行凸模强 度与刚度的校核n （六）模架的设计 采用中间导柱模架弹压卸料纵向送料典型组合，其一 系列值如下： I.凸模固定板的设计 凸模同定板的火寸取与凹模外形相同的尺寸，厚度取厚度 取凹模板

17、厚度的60%8（KQ 冲孔凸模同定板的外型尺寸125X125X14 N 卸料板的设计 材料45钢亍长和宽的尺寸取与凸模固定板柑同的 尺寸,厚度取凹模板厚度的60%80%. 下模座卸料板外型尺寸125X125X12 3. 垫板的设计 材料T恥钢，K和宽的尺由选用典型榄架纽音尺寸： 垫板的外型尺寸123X125X0 垫板一般取4-12mm 4. 上下模架的设计 选取标准模架 上模架为123X125 X 35(；B/T2阳玉骑 下模架为 125 乂 125X45(；BfT2855U0 上下模座的闭合高度 H = 160mmH ,fcl=lWmm 压力机的最大的闭合高度为2Kmnm所以满足。 标准导柱I： 22X 150标准导柱2:25X150 标准导進心22