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1、1模具设计参考实例模具设计参考实例一、落料冲孔复合模设计实例一、落料冲孔复合模设计实例（一）零件工艺性分析 工件为图 1 所示的落料冲孔件，材料为 08 钢，材料厚度 0.8mm，生产批 量为大批量。工艺性分析内容如下： 1.材料分析08 钢为优质低碳钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一圆孔，孔的最小尺寸为 22mm，满足冲裁最小孔径1.0t=0.8mm 的要求。另外，mind经计圆孔距零件外形之间的最小孔边距为 8mm，满足冲裁件最小孔边距1.5t=1.2mm 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。minl3. 精度分析
2、： 零件上有 3 个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属 IT12，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按 IT14 精度等级查补。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。（二）冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，
3、但由于图 1 工件图2零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为 0.8mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为 2.3mm，现零件上的最小孔边距为 1.2mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 （三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为A 0maxA)(XDD0 minmax0 minATTT)
4、()(ZXDZDD尺寸，可查得凸、凹模最小间隙 Zmin=0.072mm，最大mm30018. 0mm38022. 0间隙 Zmax=0.104mm，凸模制造公差，凹模制造公差mm02. 0Tmm03. 0A即 30mm mm865.29mm18. 075. 03002. 0002. 00A1）（Dmm793.29mm072. 0865.290 03. 00 03. 0T1）（D38mm mm835.37mm22. 075. 03802. 0002. 00A1）（Dmm763.37mm072. 0835.370 03. 00 03. 0T1）（D将以上各值代入校验是否成立，经校验，不等式不成A
5、TminmaxZZ立，所以0192. 00128. 0032. 04 . 0AT x即是 30mm mm865.290192. 00A1Dmm793.290 0192. 0T1D（2）冲孔基本公式为0 minTT)(XddA 0minminA)(ZXdd尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差mm2214. 00Rmm02. 0T3。mm025. 0Amm105.22mm)14. 075. 022(0 02. 00 02. 0T1dmm1777.22mm)072. 0105.22(025. 00025. 00A1d经验算，不满足不等式， ATminmaxZZ所以 mm105.220 0128.
6、0T1dmm1777.220192. 00A1d2.排样计算 分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图 2 所 示两种。比较方案 a 和方案 b，现选用 4000mm1000 mm 的钢板，则需计算采用 不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。（1）裁成宽 39.5mm、长 1000mm 的条料，则一张板材能出的零件总个数为30135 .3910006 .334000 （2）裁成宽 40mm、长 1000mm 的条料，则一张板材能出的零件总个数为32468 .30 4000 401000 4比较以上两种裁剪方法，应采用第 2 种裁剪方式，即裁为宽 40mm、长 1000
7、mm 的条料。其具体排样图如图 3 所示。 3.冲压力计算 可知冲裁力基本计算公式为KLTF 此例中材料厚度 2mm，08 钢的抗剪强度取 350MPa，则冲裁该零件所需冲 裁力为 NF12.74649N3508 . 0)2214. 3238230(3 . 1 模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力和推件力为XFTFN456.3732N12.7464905. 0XXFKF N35.256606N12.7464955. 025. 6TTFnKF(n=h/t) 则零件所需得冲压力为335KNTXFFFF总 初选设备为开式压力机 J2335。 4.压力中心计算 零件外形为对称件，中间的异形孔
8、虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左 右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力 中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。 四、冲压设备的选用 根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机 JH2335，其主要技术参数 如下： 公称压力：350kN 滑块行程：80mm5最大闭合高度：280 mm 闭合高度调节量：60 mm 滑块中心线到床身距离：205mm 工作台尺寸：380 mm610 mm 工作台孔尺寸：200 mm290 mm 模柄孔尺寸：50 mm70 mm 垫板厚度：60 mm 五、模具零部件结构的确定 1.标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以
9、应首先计算凹模周界的大小。 由凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模高度，凹mm12mm383 . 0 KbH模壁厚。mm18mm125 . 1)25 . 1 (HC所以，凹模的总长为，凹模的宽度为 mm74mm)18238(L。mm74mm)18238(B模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座100mm100mm30mm，下模座 100mm100mm40mm，导柱20mm100mm，导套 20mm65mm23mm。2.卸料装置中弹性元件的计算 模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：（1）确定橡胶的自由高度0H工）（HH45 . 30mm8 . 8mm)71
10、8 . 0()105(1thhH修磨工作工由以上两个公式，取。mm2 .3548 . 80H（2）确定橡胶的横截面积ApFA/X查得矩形橡胶在预压量为 10%15%时的单位压力为 0.6MPa，所以2mm6222MPa6 . 0733N3A（3）确定橡胶的平面尺寸 根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸 模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为 30 mm38mm，外形 暂定一边长为 80mm，则另一边长 b 为6mm93mm8038306222383080bAb（4）校核橡胶的自由高度0H为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外 形尺
11、寸为 80mm，所以8125. 0402 .350DH橡胶垫的高径比在 0.51.5 之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模 高度约为 0.8535.2mm 29mm。 3.其他零部件结构 凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄， 根据设备上模柄孔尺寸，选用规格 3050 的模柄。 六、模具装配图模具装配图如图 4 所示。 七、模具零件图 模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸 凹模、凹模、推件块零件图如图 514 所示。7810图 6 下模座零件图11图 8 凸凹模固定板零件图图 9 卸料板零件图12图 10 凸模固定板零件图图
12、 11 垫板零件图13图 12 凹模零件图图 13 凸模零件图 图 14 凸凹模零件图14二、二、U 形弯曲件模具设计形弯曲件模具设计（一）零件工艺性分析工件图为图 15 所示活接叉弯曲件，材料 45 钢，料厚 3mm。其工艺性分析内容如下：1.材料分析 45 钢为优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。2.结构分析零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯曲半径，而零件弯曲半径，故不会弯裂。mm5 . 15 . 0mintrmm5 . 1mm2r另外，零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。计算零件相对弯曲半径，卸载后弯曲件圆角半径的
13、变化567. 0/tr可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。3.精度分析零件上只有 1 个尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求属于 IT14，其余未注公差尺寸也均按 IT14 选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。（二）工艺方案的确定零件为 U 形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合模和单工序弯曲模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，再弯曲。采用连续模和单工序弯
14、曲模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生产效率较低。方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高。但由于该零件的孔边距为 4.75mm，小于凸凹模允许的最小壁厚6.7mm，故不宜采用复合冲压工序。方案三也需两副模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合图 15 弯曲工件图15模略复杂。通过对上述三种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。（三）零件工艺计算1.弯曲工艺计算（1）毛坯尺寸计算对于有圆角半径的弯曲件，tr5 . 0由于变薄不严重，按中性层展开的原理，
15、坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数，所以坯料展开长度为28. 0x64mm63.9)328. 02(180902)1025(2)5916(ZL由于零件宽度尺寸为 18mm，故毛坯尺寸应为 64mm18mm。弯曲件平面展开图见图 16，两孔中心距为 46mm。（2）弯曲力计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力和顶件力为校FDFkN541201825 ApF校kN5325503183 . 17 . 03 . 07 . 03 . 0)8 . 03 . 0(2b2DtrKBtFF自对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即DF压力机F校F生产中为安全，取，根据压弯力大小，初压力机FkN2 .97548 . 18 . 1校F选设备为 JH2325。2.冲孔落料连续模工艺计算（1）刃口尺寸计算由图 3-2 可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸 18mm、R9mm 由落料获得
