冲裁模实例分析（一）

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1、第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,冷冲压工艺与模具设计,广东机电职业技术学院 胡晓岳,第十节 冷冲压模具设计实例,工件名称：手柄生产批量：中批量材料：Q235-A钢材料厚度：1.2mm,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,1冲压件工艺性分析,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冲压工序：只有落料、冲孔；材料：为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；结构：相对简单，有一个8mm的孔和5个5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为35mm（大端4个5mm的孔与8mm

2、孔、5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。精度：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。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,2冲压工艺方案的确定,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,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。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,2冲压工艺方案的确定,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二工件的精度及生产效率都较高，

3、但工件最小壁厚35mm接近凸凹模许用最小壁厚32mm，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；方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。结论：采用方案三为佳。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,3主要设计计算,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（1）排样方式的确定及其计算,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。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,3主要设计计算,第十

4、二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（1）排样方式的确定及其计算,搭边值取25mm和35mm，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950mm1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,3主要设计计算,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（2）冲压力的计算,冲压力的相关计算见表8.2.1。 根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。,该模具采用

5、级进模，拟选择弹性卸料、下出件。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,3主要设计计算,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（3）压力中心的确定及相关计算,计算压力中心时，先画出凹模型口图，如右图所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L6共6组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（13.57，11.64）。有关计算如表8.2.2所示。,凹模型口图,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,3主要设计计算,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（3）压力中心的确定及相关

6、计算,因冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（4）工作零件刃口尺寸计算,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,因工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。具体计算见表8.2.3所示。,（5）卸料橡胶的设计,卸料橡胶的设计计算见表8.2.4，选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均

7、匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,4模具总体设计,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（1）模具类型的选择 采用级进模（2）定位方式的选择 导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,4模具总体设计,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,（3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 又因为是级进模生产，所以采用下出件比

8、较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式的选择 中间导柱的导向方式,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,5主要零部件设计（1）工作零件的结构设计 落料凸模 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L可按凸模长度公式计算：=20+14+1.2+28.8=64mm,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,5主要零部件设计（1）工作零件的结构设计冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模

9、采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲5个5的圆形凸模可选用标准件B型式（尺寸为5.1564）。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,5主要零部件设计（1）工作零件的结构设计凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,5主要零部件设计（1）工作零件的结构设计凹模凹模厚度

10、 H=kb=0.2127mm=25.4mm（查表得k=0.2）凹模壁厚 c=（1.52）H=3850.8mm取凹模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm，凹模宽度B=b+2c=（127+245）mm=217mm凹模长度L取195mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为195mm217mm30mm。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（2）定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件上5mm和8mm两个孔作导正孔。8mm导正孔的导正销的结构如右图所示。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,8

11、mm导正销,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（2）定位零件的设计 导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以导正销直线部分的长度为18mm。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为816。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（3）导料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表2

12、.9.7选择。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（4）卸料部件的设计 卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为14mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（4）卸料部件的设计卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M1010mm。卸料钉尾部

13、应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在 螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（5）模架及其它零部件设计 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱 在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩而 引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择 模架规格。,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,（5）模架及其它零部件设计,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一

14、,冷冲压工艺与模具设计,导柱d/mmL/mm分别为28160，32160；导套d/mmL/mmD/mm分别为28 11542，3211545。上模座厚度H上模取45mm，上模垫板厚度H垫取10mm，固定板厚度H固取20mm，下模座厚度H下模取50mm，,第十节 冲裁模设计实例分析,（5）模架及其它零部件设计,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,冷冲压工艺与模具设计,该模具的闭合高度：H闭=H上模 H垫L H H下模h2 =（45106430502）mm=197mm式中 L凸模长度，L=64 mm；H凹模厚度，H=30mm；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。可

15、见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220mm），可以使用。,第十节 冲裁模设计实例分析,6模具总装图（右图）,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（7个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。,冷冲压工艺与模具设计,第十节 冲裁模设计实例分析,6模具总装图,第十二次课 冲裁工艺与冲裁模设计（十）,一、冲裁模设计实例一,条料送进时采用活动挡料销13作为粗定距，在落料凸模上安装两个导正销4，利用条料上5mm和8孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销13上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销4再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移02mm，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约02mm而完成精确定距。用这种方法定距，精度可达到002mm。,