冲压模具设计流程

1、页脚内容冲压模具一般设计流程步骤详细内容备注1、冲压件工艺分析分析材料类型；尺寸、规格；力学性能和冲压性能冲裁件、弯曲件、拉深件、挤压件的工艺分析2、冲压生产方案分析与制定冲压工序顺序；冲压工序数目；冲压工序组合根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质；根据工艺计算，确定工序数目；根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序；根据生产批量和条件，确定工序的组合3、冲压设备选择根据冲压工序性质；冲压件大小；冲模外形尺寸选择查表14、工艺计算坯料展开计算；冲压力计算；压力中心计算；排样规划与搭边值计算；凸、凹模间隙和工作部分尺寸计算；拉深的相关计算注意拉深模具的计

2、算；冲裁件搭边值、拉深件拉深次数、拉深系数、拉深极限表2-65、工作零件设计凸模设计；凹模设计；确定模具主要零件外形尺寸凸凹模及凸、凹模的镶拼结构设计6、定位零件设计送进导向方式与零件；送料定距方式与零件；定位板与定位销的设计导料销、导料板、侧压装置；挡料销、侧刃、导正销的结构、尺寸确定7、推件与卸料零件设计卸料装置设计（固定卸料装置、弹压卸料装置）；推件与顶件装置设计；弹簧与橡胶的选用与计算8、模架设计模架结构设计参考资料1、邓展主编，冲压工艺与冲模设计手册，化学工业出版社，2013年4月2、魏春雷，吴俊超主编，冲模设计与案例分析，北京理工大学出版社，2010年12月表1+i*.TS1Hr力

3、曲同TT卫巫htb#49封昱匝协号什1R苗於址咸晤flrlW业攣畔可專強电皿晶匮MBi拝花小UtU羸1力愕场俎f：如“工二二-_涉菟典、空f巴一一_卜p二壬居/tfpfHf.!，/FtSHvn*rj,”盘曲型_庙0_=卜.=-r*伍蛊竺叵吨的日巴丽叵0邑一一_r*?4_.#_I世字机直号朋.再萝现芦稠H孕化2-4牯:冲L&ffK”遗押瓯力机讦式tflKlL山肌JRfll呪斗史鼻封河和蚩的用底忡樹甘；鼻ft山任tfrP-H31-才度和ffll性世Ah站初址电rIfl崔W1-Bt生产捱堆择杜力処*吐肌MXJ3山握那丄他口昨州力机:.+t-11髦-佥阚骼卸谦坏衣拾离趙事.喬科度.临与命饰軒一昨範合蔗

4、冲吐丄艺舲特血進畔址力帆瞪考庖门卜几种怙加iV于酉述11中或f写曲”課贱増萍一Jftji择逋用机SRlkJU机”专蹄哄用油讪5樓咛荊度较时冲祝应采叩亍界可说小Wt-+蛊和用用诲叭咏賊的环也爾检唇吟冷”卄“祁禅城鶯爲!）臨豔常專寫臨豐的闻“叭辭力弘吧3唤叭u如翕爲矗蔦舄-豐严屛叱仆1:需丸归k产修冲挤叶怙选嘲恼t.d&如A朋悄申蝕用驷的加斥；机:昭讐挤叫皿机.棋在粹卸压力机上昨栈.-哉白梢冲遥力机眄箱配卜“町设井桜扫址砥玲叶施止力也的毗川-表2弹压与固定卸料搭边值iKEl脈杵亡沁.代贯皿斗片业兰単Llj-dR一1a恥/料轻丽FEfr丿*11J毛ii._11q老如-1启a.E-i.2一X*.25-

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6、；aj*”riih1八21制kI1|*1K、r丄Q*nM0-*U“甄*U12it1UVIfW和*1浙古融晁御丨L徐mwvt*（防冲技术路线页脚内容表4拉深件修边余量表5拉深系数-、防冲技术路线页脚内容毛址相师草皮亓一2.0J.$L5L01,。生6a6c.$_w，1.1CL加0一75820.阳D.70-0,57Or620.5011.30-80-O,0.720.S60,轴血&0O.53G.4b1.50-70-D.580.朋沁5053a450.48-Q.401.80.580.430.阳乩42D.44EL370,39Cl:屛一2?2.0D.51-*0-420.460.36(L3呂氏32O.-o.曲-_

7、-_2.20.450.350.4Q310.330.27th怨仇25jOu2.50.350-2B0.32-0.250,270.22Q.23-0.2D:,，的tCT2.80.27-0.却624-0.19D.22-0.170.167.H3.0：0.20.180.20-0.160.L7-0,14ft.L5h谊0.liam表卜店宽凸蠟圆简张件以后各抚的拉深系数防冲技术路线页脚内容表6拉深次数、twJir,小？家Jj不川小！rbj/曼4-3中蓋取*确建拉幕次數的枇JMh51.01.0-0.60.84-0.650.700.37t_&0-1.361.112*2.3-1.S4,33_53_6-1.9&竹亠5.5

8、.2“4.1案例分析：图1所示冲裁件，材料为A3,厚度为2mm,大批量生产。试制定工件冲压艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。2.1冲压件基本情况零件名称:止动件生产批量:大批材料:A3t=2mm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，可按工T14级确定工件尺寸的公差.孔边距12二的公差为-0.11,属11级精度。查公差表可得各尺寸公差为:零件外形:65mm240mm300mmR300mmR20mm0.074-0.52-0.52-0

9、.52-0.25零件内形：10+0-36mm0孔中心距37+0.31mm-0.31有好的冲压性能，良好的冲压性质以及精确地公差等级所有该件适合冲裁。方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:先落料，再冲孔，采用单工序模生产；落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产；中孔一落料连续冲压，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。方案只需要一套模具，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，

10、但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该件冲压生产以采用方案为佳。2.4排样设计查冲压模具设计与制造表2,确定搭边值:两工件间的搭边:a=2.2m；工件边缘搭边:a1=2.5m；步距为:32.2m；条料宽度H=(D+2a1)N=(65+2X2.5)N=70确定后排样图如图2所示。图2莅伫用冲裁单件材料的利用率：nA耳二x100%=1550三(70X32.2)X100%=68.8%?(3-3)bh式中A冲裁面积(包括内形结构废料);n一个冲距内冲冲裁件数目；b条料宽

11、度；h进距。查板材标准，宜选900mmX1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料(70X1000mm),每张条料可冲378个工件，则n总为:n总=nA1LBX100%3785x1550900 x1000X100%=65.1%2.5压力与压力中心计算(3-4)2.5.1冲压力冲裁力F=F=1.3LtT=1.3X215.96X2X450=252.67(KN)式中:F冲裁力(N)；L工件外轮廓周长，L=21mm；t材料厚度；T材料的剪切强度(Mpa),查得T=350Mpa。其中T按非退火A3钢板计算.冲孔力F冲=F1=1.3LtT=1.3X27X3.1X10X2XX450=74.48(KN)其

12、中:d为冲孔直径，27X3.14为两个孔圆周长之和卸料力:F卸=K卸F落(3-5)式中：K卸一卸料力因数，其值由2表2-15查得K卸=0.05。卸卸卸料力：F=6X0.055X37.24卸=12.30（KN）推件力：推件力计算：式中：=nK(3-7)K推一推件力因数，其值由2表2-15查得K推=0.05；推推n卡在凹内的工件数，n=4。推件力则为：F=6X0.055X37.24推=12.30（KN）其中n=6是因有两个孔.模具总冲压力为：F=FFF=252.67+74.48+12.63+12.30总落卸压2.6压力中心模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作

13、，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，减低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，的按下述原则确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。防冲技术路线一、防冲技术路线页脚内容页脚内容2.6.1如图3所表示15113X图3压力中心由于工件x方向对称，由于工件x方向对称，故压力中心X0=32.5mm。LY+LY+1122L+L

14、+12+LY99+L324x12+60 x0+24x12+14.5x24+38.61x27.97+14.5x24+31.4x12+31.4x1224+60+24+14.5+38.61+14.5+31.4+31.43105.52238.41其中:L1=24juiLtF24nuriy3=12juiLFSOmmI=24mr!LE=60mmy.J=27.97jthL2&JJUkLGOitotiL760mm和=12iuriL-6Qmm计算时，忽略边缘4-R2圆角。2.7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;冲孔部分明中孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹

15、模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。2.7.1刃口尺寸计算.对于孔RIO的凸凹模的制造公差查表查得S凹=0.025mm,S凸=0.020mm由于s凹凸ZmaxZmin,故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由2表2-13查得，X=0.5=(d+x)0=(10+0.5*0.4)凸2.5S凸00.02=10.20mm0.09=1/2d=5.1mm凸1.25凸2.50.09=(10+0.4X0.5+0.132)+0.02=10.3凸凹2.500.09mm+0.02=1/2d=5.15mm凸凹1.25凸凹2.50冲孔：d=(10.2+0.132)A1+0.02=10.332+0.02mm落料：D=(1

16、25-0.2)A+0.02=29.870+0.02mm2.7.2落料凹模板尺寸:凹模厚度：H=Kb(215mm)H=O.28XX65=18.2mm凹棋边壁厚c(1.5-2)H=(1.5-2)X18.2=(27.3-36.4)mm实取c=30mm凹棋板边长：L=b+2c=65+2X30=125mm查标准JB/T6743.1-94:凹模板宽B=125mm故确定凹棋板外形为:125X125X18(mm)凹棋板作成薄型形式并加空心垫板后实取为:125X125X14(mm)。2.7.3凸凹模尺寸:凸凹模长度：L=hl+h2+h3=16+10+24=50(mm)其中:h1凸凹模固定板滚度h2:一弹性卸料板

17、厚度h-增加长度(包括凸模进入凹棋深度，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,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。3.7.4冲孔凸模尺寸:凸模长度:L凸=h1+h2+h3=14+12+14=40mm其中:hl-凸模固定板厚h2一空心垫板厚；h3-凹模板厚；凸模强度校核:该凸模不属于细长杆，强度足够。2.8冲床选用冲压设备的选择依据：1）所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即F压卩总2）压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其行程不

18、于过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成行零件的取出。3）所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。压力机的选择根据总冲压力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，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

19、：630KN；滑块行程：130mm；行程次数：50次/分；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开式双分查表1。最大闭合高度：360mm；连杆调节长度：80mm；工作台尺寸（前后x左右）：480mmx710mm。2.9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(mm)材料数量1上垫板125X125X6T8A12凸模固定板125X125X1445钢13空心垫板125X125X1245钢14卸料板125X125X1045钢15凸凹模固定板125

20、X125X1645钢16下垫板125X125X6T8A12.10冲孔刃口尺寸计算对于孔椀0的凸凹模的制造公差由表2-12查得S凹=0.025mm,S凸=0.020mm。由于s凹fizmaxZmin,故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由2表2-13查得，X=0.5则d=(d+XA)0=(10+0.5*0.52)mm(3-11)凸-S凸-0.025=10.180mm-0.025D凹按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.040.06mm,其工作部分结构尺寸如图3-8。D按凹模配制:-/兀-图3-8冲孔刃口尺寸图3-7落料力刃口尺寸2.11模具的零件设计与计算2.111凸模的外形尺寸计算冲裁时所受的应力，有平均应力O和刃口的接触应力Ok两种。因为孔径d=30mm,材料厚度t=0.5mm。dt,凸模强度2-t-O(3-15)式中：t冲件材料的厚度（mm）,t=0.5mm；d凸模或冲孔直径（mm）,d=30mm；t