冲压工艺和模具设计

1、冲压工艺及模具设计单位：重庆工业职业技术学院部门：机械工程学院班级：11级模具302班姓名：罗少镭学号：201110230215导师：洪奕托板生产枇量：大量量资料;08Ft=2mm、八、亠序言中国当前已经成为了世界性的制造大国，在近50年内中国还将担当“世界工厂”的角色，制造业将是将来我国公民经济增添的主要源泉，而冲压技术则是现代制造业中一个重要的构成部分。高科技和创新已经成为了全球的重要构成“元素”人，跟着类生活开支水平的提升，国家对模具的要求也提升了。如何做好一个圆满的模具，并使它物尽其用都需要人类不停试验和研究，而冲压模具是其必不可以缺的不分。可是，冲压生产的技术含量高，需要从业者具备较

2、高的技术要乞降水平。所以，高素质人材才是冲压技术的关键。同学么不只要学习教材，更需要进行实地的着手，总结，整理工作的经验和技术，将冲压模具的各个领域都贯彻才是提升国家地位的重点。编者2012年10月目录一、冲裁工艺设计11.零件的冲裁工艺性分析.?.1冲裁工艺方案分析和优化.22?二、冲裁工艺参数计算401?冲裁排样设计的方法和选择4.冲压力计算和冲裁设施确立.62?3.模具压力中心确立.7三、冲裁模具参数计算81?8冲裁模具空隙的采纳和确立.2?冲裁模具刃口尺寸计算.8.3.模具闭合高度确立.11四、冲裁结构分析，采纳和确立111.模具结构采纳和确立的基本要求.13.2.冲裁的主要种类及使用

3、生产范围.13五、冲裁模具零零件设计141.模具零件的分类14.2.模具零零件的标准化.:.143.冲裁零件设计.144.模具整体尺寸及各主要零零件之间的关系.15零件的冲裁工艺性分析零件的批量和资料批量：大量量生产，所以冲压工艺性好。资料：零件的资料为08F,查表可知08F的资料抗剪度为F230-310Pa。抗拉强度为275-380。不只知足了其产品使用性能的技术要求，并且还应当知足冲裁工艺对资料的基本要求。所以适合冲裁工艺。零件的结构尺寸：a.由图可知：此零件外形结构简单，其厚度t=2mm，左右对称，有益于资料的合理利用，以便节俭资料，减少工序数量，提升模具寿命，降低冲压件的成本，适合冲裁

4、工艺。b.冲裁件的内、外形转角要尽量防备尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工。减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。减少热处开裂。图中的尖角要以圆弧过渡取代。查表可知圆弧处的r=0.25t=0.5mm。以以下列图：其余bh00.0.Q22R0,5/01O+S：ooo吕导IGOl_7T?CO一W其余未注圆角均为R0.5托板生产批量：大量量资料：08Ft=2oc?此工件无任何悬臂及凹槽，无需考虑防备过于窄长的凸出悬臂和凹槽。所以此工件适合冲裁工。冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不该太小。冲孔的最小尺寸取决于资料性能、凸模强度和模具结构等。而图中，孔的直径d=10mm，查表可知d=10mm1.5t。符

5、合要求，适合冲裁。因为此零件只有一其中心孔，所以无需考虑孔与孔之间的距离。不影响冲裁生产，适合冲裁工艺。3零件的精度与断面分析：a?冲裁体的公差等级不高于IT11级，一般落料件公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级。可以由表得悉，t=2mm的托板的冲压生产知足产品的精度要求，故适合冲裁工艺。b?冲裁件的断面粗拙度及毛刺高度与资料塑性、资料厚度、冲裁空隙、刃口尖利程度、冲模结构及凸、凹模工作部分表面粗拙值等要素相关。用一般冲裁厚度为mm以下的金属板料时，其断面粗拙度值Ra一般可在卩m由图可知：此零件t=2mm的金属资料，Rmaxw0.05mm,知足冲压件实质尺寸的要乞降公差精

6、度等级。冲压工艺方案分析及优化1在选择冲压工艺方案时，应当保证冲裁件的质量，还应选择成本较适合的工件。必然恪守安全性原则。2在知足或依据上边三个要求时，还需分析并确立冲压工艺方案a分析工件的基本特色及一般性：08F属于优异碳素结构钢，其特色：资料的利用率高、成本低、组织不致密、力学性能低、质量分数低、塑性好、主假如制作薄板，适合与制造此工件。b分析得出冲压工艺工序有：1.落料，2冲孔。单工序模：主合用于较复杂的冲压件，小批量也合用于单工序模，其精度只好达到一般水平，但成本也相应较低一些。复合模：合用于大量量生产，生产效率高，精度高，但成本比单工序模稍稍高，不产生积累偏差，精度比单工序模高。连续

7、模：精度比单工序模高比复合模低，成本在二者之间。综上所述：工件是大量量生产，塑性高，简单变形，所以用单工序模简单产生积累偏差，偏差较大，不该使用；假如用连续模，精度虽好，但此工件需要冲孔、落料，假如用连续模加工，步骤多、麻烦，对设施的磨损也较高，也不宜使用；假如采纳复合磨具，大量量生产，资料也较廉价，不会产生累计偏差，精度高，成本岁高但能增添生产效率，所以我任务复合模更合用于此工件的冲压加工。c冲压件属于落料，一次即可冲成。次序：假如先冲孔，再落料，工件塑性高，所以简单变形，在落料的过程中有可能使孔变形。所以不可以先冲孔再落料，相反先落料再冲孔就能很好的填补这一问题。增补：单工序模：精度要求不

8、高，生产效率低，不适合大量量生产，会产生积累误差，从设施方面来说，要两套设施，麻烦，耗费设施的寿命，而且越麻烦的工序越容易发生安全事故，并且精度不高，有可能没法达到用户所理想的精度，用户就无再次订单的兴趣；而连续模来说，固然精度较高，步骤稍短，固然安全系数大大提升，可是假如我是一名用户的话，我必然会选价格低，质量优异的工件。所以复合模生产效率高工件的精度也比连续模高，成本起伏不大，安全系数也特别高，所以我更赞成复合模。我以为不论是关于工厂仍是用户来说，工件的质量和造件的速度才是首选。假如一个工件质量不是用户的理想范围的话，用户自然不想要此工件，相对来说工厂也不好销售掉。其次是造件的速度，能在最

9、散工序造出来的工件，速度快，安全系数也高，所以综上所述，仍是复合模更适合冲压生产。冲裁排样设计的方法和选择：.排样设计的原则：提升资料的利用率。对冲裁件来说，资料开支常占冲裁件总成本的60%以上，故资料利用率是一项很重要的经济指标；使工人操作方便、安全，减少工人的劳动强度；使模具结构简单，模具寿命较高；排样应保证冲裁件的质量。2.提升资料利用率的方法：冲裁所产生的废料可分为两类：一类是结构废料，是由冲裁件的形状特色产生的；另一类是因为冲裁件之间和冲裁件与条料侧边之间的搭边以及料头、料尾和边余料而产生的废料成为工艺废料。要提升资料利用率，主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的有力举措是设计合理

10、的排样方案，选择适合的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料），或利用废料作小零件等。排样方法：有废料排样：沿冲件所有外形冲裁，冲件与冲件之间、重修与条料之间都存在搭边废料。冲件尺寸完满由冲模来保证，所以精度高，模具寿命也高，但资料利用率低；少废料排样：沿冲件部格外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪裁条料质量和定位偏差的影响，其冲件质量稍差，同时边沿毛刺被凸模带入空隙也影响模具寿命，但资料利用率稍高，冲模结构简单；无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获取冲件。冲件的质量和模具寿命更差一些，但资料利用率最高。采纳

11、有废料排样，冲件的精度虽高，但资料利用率较低在知足冲件质量的同时，无法更快更省的利用资料和设施，所以我以为关于大量量生产冲件的过程中不利于采纳有废料排样。又因为此零件的形状没法达到无废料排样，并且无废料排样的质量和精度都没法律用户满意的话会影响到工厂的信用，所以不利采纳。所以我以为最正确排样方法是少废料排样。板料的选择：长：500mm；宽300mm；厚度：2mm5.条料宽度与导料板间距离的计算：因为精度要达到IT8，有事大量量生产，所以选择有测压装置。导入公式：B0=(Dmax+2a)-方法一：横裁纵排B=(Dmax+2a)=30+2x2=34mm每条板料数n=500/3414条每条零件数n=

12、(300-2)/604件每板零件数n=4x14=56件方法二：纵裁横排B=(Dmax+2a)=58+2每条零件数n=(300-2每板零件数n=8x9=72)x1.6=61.2mm/329件件每条板料数n=500/61.28条方法三：纵裁纵排B=(Dmax+2a)=58+2x2=62mm每条板料数n=500/628条每条零件数n=(300-2)/329件每板零件数n=8x9=72件资料利用率：n=72x1326.46/150000X100%?64%B=(Dmax+2a)=30+2x1.6=33.2mm每条板料数n=500/33.215条每条零件数n=(300-2)/604件每板零件数n=4x15

13、=60件资料利用率：n=60 x1326.46/150000X100%?53%固然方案二与方案三的利用率相等，但因为剩料多的确实方案二，所以冲经济利益上和工作效率来说采纳方案二更适合。计算各工序冲压力：冲裁力：F=kLtT又vL=191.64mm,t=2mm,T=230?310令T=300F=1.3X191.64X2X300=149479.2N令n=5,则F推=74739.6NF压=F+F卸+F推=231692.73N设施的屯位为：F压/80%=289615.95N依据此力可以采纳J23-40式双柱可倾式压力机。压力中心确认：因为此冲裁件左右对称，厚度平均，所以压力中心在零何中心。件的几冲裁模

14、具空隙的采纳和确立：一般来说，当时冲裁件断面质量要求较高时，应采纳较小的空隙值，而当冲裁件的质量要求不高时，则应适合地加大空隙值以利用提升冲模的使用寿命。冲裁空隙的确定：由此冲裁件工序分为冲孔个落料，依据前面可知落料的公差一般，冲孔的公差相关于落料要高些，故落料的初始空隙可由冲压工艺及模具书中标4.佃查得，冲孔的初始空隙可由冲压工艺及模具书中表4.20查得。即：落料：Zmin=0.22mm,Zmax=0.26mm;冲孔:Zmin=0.16mm，Zmax=0.20mm。冲裁模具刃口尺寸计算：依据尺寸计算原则可计算出模具刃口尺寸。1因为采纳的是复合模，则凸模和凹模配合加工。落料时，先做凹模，并以它

15、作为基准配制凸模，保证最小合理空隙；冲孔是，先做凸模，并以它作为基准配制凹模，保证最小合理空隙。落料的尺寸计算：A类尺寸：依据凹凸的磨损规律，凹模刃口磨损后，尺寸变大，其基本尺寸应取等于工件的最小极限尺寸，凸模应取最大极限尺寸。确立模具公差：一般冲模精度较工件精度高2?3级。落料：T58=0-(-0.74)=0.74，T3o=0-(-0.52)=0.52，TR8=0-(-0.22)=0.22+0.25查表可知x=0.5，依据公式:A凹=(A-x)0(58-0.37+0.18+0.18Ddi=)=57.63mm0+0.13+0.13=29.74Dd2=(30-0.26)mm0(8-0.16+0.

16、055+0.055Dd3=)=7.84mm0T38=为自由公差，令其公差等级为IT14级，公差为0.56+0.14+0.14Dd4=(38-0.28)=37.72mm0089s0=tsIIII+29.74ro：Jooo冲孔：基本尺寸为10+0.03,为了延伸模具寿命，应将其人口尺寸加工0成为其工件的最大极限尺寸，由冲压工艺及模具查表0公式为B凹=(B+xA)-0.25z查表4.24可知x=0.75.依据公式：B=(10+0.75X0.03)-0.0075=10.22500-0.00754.25可知其刃口mm凸模与凹模分开加工凹模刃口尺寸：+0.025D=(58-0.37)0=57.63+0.0

17、20D=(30-0.26)0=29.74+0.017D=(8-0.16)0=7.84+0.020D=(38-0.28)0=37.72+0.0250+0.0200+0.0170+0.0200mmmmmmmm凸模刃口尺寸：d=(D-x-Znnin)-凸可计算出d=57.41-0.017mmI0d=29.52d=7.62-0.0140.0120mmmmd=37.50mm-0.017R7.89is+0.03冲孔：基本尺寸100,凹模刃口尺寸:d凹=(d+xA+Zmin)+0.017+0.017依据公式得：d凹=(10+0.0225+0.16)。=10.18250mm0000,0075凹凸模刃口尺寸：d

18、凸=(d+xA)-s凸=10.0225一。*mm四.分别加工的可行性判断：由前面计算参数可知：凹凸模最大空隙为0.42mm,最小间隙为0.29mm,艮卩Zmax=0.42mm,Zmin=0.29mm。要使分别加工的可行性建立，需知足Zmax-ZminZmax-Zmin,即0.13玄0.04.所以不可以用分别加工。五.模具闭合高度确立：模具的闭合高度需知足：不要垫板时：Hmin+10mm15mm)(K值可查书中表4.37)凹模壁厚：C=(1.52)H(C30mm)即:H=0.42X58=24.36mm,C=2X24.36=48.72mm按上式计算的凹模外形尺寸，可以保证凹模有足够的强度和刚度，一

19、般可不再进行强度校核。3.复合模中凹凸模的最小壁厚：依据冲裁件的尺寸可决定凹凸模的内、外缘之间的壁厚。是为了保证凹凸模的强度。对内孔不齐聚废料或工件的凹凸模，冲裁硬资料，最小壁厚为：C=1.5t且C0.7mm，即：C=1.5X2=3mm0.7mm凹模的固定及主要技术要求：螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不可以太近，不然含影响模具寿命。以以下列图：冲裁模具卸料与出件装置设计：冈性卸料力大，卸料靠谱。对t0.5mm，平直度要求不很高的冲裁件一般使用好多而对薄料不太适合卸料板选定：在此依据前面设计应采纳与导料板成一体的整体式卸料板，结构简单，弊端是装置调整不方便。凸模与刚性卸料板的

20、双边空隙取决于板料厚度，一般为0.20.5mm,板料薄时取小值，刚性卸料板的厚度一般取520mm，依据卸料力大小额而定。当学了板兼起凸模导板作用时，与凸模一般按H7/h6配合制造，但应使它与凸模空隙小于凹凸模空隙，以保证凹凸模的正确配合。采纳导板可以确立各工作的相对地点，提升凸模的导向精度，并且能保护修长凸模不致折断。导板厚度一般取(0.81)H凹。2.推件装置：依据前面的设计确立了刚性推件装置，当模具回程时，压力机上上横梁作用于打杆，将力挨次传达到推板和推件块，把模孔中的工件或废料推出。特色：刚性推件装置推件力大，工作靠谱，故应用十分宽泛，特别合用于冲裁板料较厚的冲裁模。冲裁模具定位零件设计

21、：使用条料时，保证条料送进的导向零件有导料板，导料销。保证条料送进步距的零件有挡料销，定距侧刃等。依据前面设计，在此定位的导向零件为导料销。为保证送料精度，使条料紧靠一侧送进，采纳弹簧压块式侧压装置。以以下列图：一-#-一*L_标准模架与导向零件的设计：1.导柱、导套滑动导向装置：冲压模具设置导向装置可以提升模具精度，减少压力机对模具精度的不良影响，同节气俭调整时间，提升工件精度和模具寿命，所以，批量生产用冲压模具宽泛采纳导向装置。2.导柱、导套转动导向装置：是一种无空隙导向，其导向精度高，寿命长，在高速压力机工作的高速冲模、精巧冲裁模，硬质合金模和其余精巧模具中有宽泛应用。依据前面设计，在此

22、我采纳导柱、导套转动导向装置，因为它精度高，寿命长，关于大量量生产是在适合可是了。3.标准模架技术参数。a.凹模周界。模架可以安装凹模的最大尺寸为凹模周界。凹模周界LXB的大小是采纳模架的主要技术参数。确立凹模尺寸，是在计算出凹模刃口尺寸的基础上，再计算出凹模的壁厚，确立凹模外轮廓尺寸。即：LXB=94.2mmb.最小闭合高度：依据前面设计最小闭合高度为Hmin=220mm。最大行程S,最大行程S是指模架赞成使用的最大冲压行程。即：最小闭合高度Hi(h+h2)=183.84mm其余支承和设计和采纳：模柄：依据前面设计，在此采纳凸缘式模柄，上模座的沉孔与土元为H7/h6配合，并用4个内六角螺钉进行固定。以以下列图：jrJrjF厂FJFf1LL2.凸模、凹模固定板：凸模、凹模固定板主要用于小型凸模、凹模或凹凸模等工作零件的固定。固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上一致，厚度取（0.60.8）H凹，资料可采纳Q235或45冈叽固定板与凸模、凹模为过渡配合（H7/n6或H7/m6）,压装后将凸模断面与固定板一同磨平。浮动凸模与固定板采纳空隙配