冲裁模结构分析

湖南轻工高级技工学校教案本

课程名称：模具概论

授课教师：陆唐

授课班级：高机电9班

授课时间： 2011年下学期

项目一

冷冲模具结构分析项目总课时（32节）

教案

教学实施与授课主要内容

四、冲模简介

1.模具的分类

简单模（单工序模）：级进模（连续模）：复合模

教案

教学实施与授课主要内容已知：材料Q235，料厚2mm

材料内部的应力没有超过屈服点，所以压力去掉之后，

塑性变形阶段当凸模继续下压时，材料内的应力达到屈服点，板料进入塑性变形阶段，如图b 所示。材料产生塑性变形的同时，因间隙存在，还伴有弯曲拉伸和侧向挤压变形。随着凸模的压入，材料的变形程度不断增

加，变形区的材料加工硬化逐渐加剧，变形抗力不断上升，冲裁力也相应增大，直到应力集中的刃口附近出现剪裂纹。此时塑性变形基本结束。

3.断裂分离阶段如图c 、d所示，当凸模继续压入时，金属板料内的应力达到抗剪强度，剪裂纹不断地向板料内部扩展，当上、下裂纹相遇时，则板料被拉断分离，冲裁变形过程便告结束。

力增大，容易断裂分离，因此冲裁力减小；但若继续增大间隙，因裂纹

由于间隙增大，使光亮带变窄以及材料的弹性变形，使落料件尺寸小于凹模孔口尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或

并选择在冲裁过程中基本上不变动的面或线上。

冲压模具设计和制造实例

冲压模具设计与制造实例 例：图1所示冲裁件，材料为A3，厚度为2mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。 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 ①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。 ②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。 ③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸， -0.74 0 -0.52 -0.52 -0.52 -0.52

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： 零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm 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： ①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 ②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 ③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。 方案①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。由于孔边距尺寸12 mm 有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定 用复合冲裁方式进行生产。 +0.36 0 -0.11

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最 小壁厚，为便于操作，所以复合模 结构采用倒装复合模及弹性卸料 和定位钉定位方式。 3.排样设计 查《冲压模具设计与制造》表 2.5.2，确定搭边值： 两工件间的搭边：a=2.2mm 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η为： η=A/BS×100% =1550÷（70×32.2）×100% =68.8% 查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η为： η=nA1/LB×100%

冲裁工艺及冲裁模设计

冲裁工艺及冲裁模设计 一、填空题 1. 冲裁既能够直截了当冲制________，又能够为其他__________制备毛坯。 2.一样来讲，冲裁工艺要紧是指_____和_____工序。 3.冲裁变形过程大致可分为_______、________、________三个时期。 4.冲裁件的切断面由______、______、_______、_____四个部分组成。 5.光亮带是紧挨圆角带并与________的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模 挤压切入材料，使其受到_______和________的作用而形成的。 6.冲裁毛刺是在刃口邻近的側面上材料显现________时形成的。 7.塑性差的材料，断裂倾向严峻，_______增宽，而________所占比例较少，毛刺和圆 角带____；反之，塑性好的材料，光亮带__________。 8.冲裁凸模和凹模之间的________，不仅对冲裁件的质量有极重要的阻碍，而且还阻 碍模具_____、_______、______和推件力等。 9.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越_____，毛刺越_____；断面上显现二次光 亮带是因间隙太_____而引起的。 10.阻碍冲裁件毛刺增大的缘故是________、_______大。 11.冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的_____________的差值，差值______，则精度 _______。 12.所选间隙值的大小，直截了当阻碍冲裁件的_____和_______精度。 13.阻碍冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是_____________，二是冲裁终止后冲裁 件相关于________尺寸的偏差。阻碍冲裁件尺寸精度的因素有______、材料______、 工件的__________、材料的_______等，其中______起主导作用。 14.当间隙较大时，冲裁后因材料的弹性回复使____________凹模尺寸；冲孔件的孔径 _____________。

冷冲压模具设计实例

A冷冲压模具设计实例 工件名称：手柄 工件简图： 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1、冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3.5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2、冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 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。 方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 3.5mm 接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm，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。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3、主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2手柄排样图所示的排样方法，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。搭边值取 2.5mm和 3.5mm，条料宽度为

(工艺技术)冲裁工艺及冲裁模设计

第二章冲裁工艺及冲裁模设计 一、填空题 1. 冲裁既可以直接冲制________ ，又可以为其他___________ y备毛坯。 2. _____________________________ —般来说，冲裁工艺主要是指和工序。 3. 冲裁变形过程大致可分为_______ 、_________ 、 _______ 个阶段。 4. 冲裁件的切断面由______ 、_____ 、________ 、 ____ 四个部分组成。 5. 光亮带是紧挨圆角带并与________ 的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模 挤压切入材料，使其受到 ______ 和________ 的作用而形成的。 6. ___________________________________________ 冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材 料出现____________________________________________ 时形成的。 7. 塑性差的材料，断裂倾向严重，________ 曾宽，而________ 占比例较少，毛刺和圆 角带—；反之，塑性好的材料，光亮带 _____________ 。 8?冲裁凸模和凹模之间的__________ 不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具 ____ 、______ 、_______ 口推件力等。 9?冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越_______ ，毛刺越_____ ;断面上出现二次光亮带是因间隙太 _____ 而引起的。 10. 影响冲裁件毛刺增大的原因是________ 、________ 。 11. 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的_____________ 的差值，差值______ ，则精度 。 12. 所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的_____和_______精度。 13. 影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是______________ ，二是冲裁结束后冲裁 件相对于 ________ 寸的偏差。影响冲裁件尺寸精度的因素有 _______ __ 、材料_____ : 工件的 __________ 、材料的 ______ 等，其中_______ 主导作用。 14. 当间隙较大时，冲裁后因材料的弹性回复使___________凹模尺寸；冲孔件的孔径

《冲压模具课程设计》范例

【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。

方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。

冲裁模设计说明

冲制图3-146所示工件，材料为08钢，料厚1mm，大批量生产，试完成： 1)工艺设计 2)模具设计 3)绘制模具装配草图 1.零件的工艺性分析 （1）结构工艺性该零件结构简单，形状对称，无悬臂，孔径、孔边距均大于 1.5倍料厚，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。 （2）精度由表3-11和表3-12可知，该零件的尺寸精度均不超过ST4等级，因此可以通过普通冲裁方式保证零件精度要求。 （3）原材料 08钢是常用的冲压材料，具有良好的塑性，（伸长率δ= 33%），屈服极限>=195MPa，适合冲裁加工。 2.工艺方案确定 该零件需要落料和冲孔两道工序完成，可采用的方案有三种： 方案一：单工序冲裁，先落料再冲孔。 方案二：复合冲裁，落料冲孔同时完成。 方案三：级进冲裁，先冲孔再落料。 由于是大批量生产，因此方案一不满足生产率的要求，方案二和方案三都具

有较高的生产效率，虽然方案三比方案二操作方便，但方案二能得到较高的精度，且由于被冲板料较薄，特别是外形与内孔的同轴度要求，因此选用方案二，即采用复合冲压。 3.模具总体设计 （1）模具类型的确定考虑操作的方便与安全性，选用倒装复合模。 （2）模具零件结构形式确定。 1)送料及定位方式。采用手工送料，导料销导料，挡料销挡料。 2)卸料与出件方式。采用弹性卸料装置卸料，刚性推件装置推件。 3)模架的选用。选用中间导柱导向的滑动导向模架。 4.工艺计算 （1）排样设计根据工件形状，这里选用有废料的单排排样类型，查表3-3得搭边a1 = 1.5mm，侧搭边a = 2mm，则搭边宽度B= 40mm + 2 x 2mm = 44mm，进距S = 23.66mm + 23.66mm + 1.77mm = 49.01mm。查 表3-4得裁板误差Δ = 0.5mm，于是得到如图所示排样图。 根据GB/T708---2006可知，这里选用的钢板规格为1420mm x 740mm， 采用横裁法，则可裁得宽度为44mm的条料32条，每条条料可冲出 零件15个。由图3-146可计算出该零件的面积：A=1279.92mm2，则 材料利用率为 η= NA LB x 100% = 32 x 15 x 1279.92 1420 x 740 x 100% = 58.47% （2）冲裁工艺力计算由于采用复合冲裁，则总的冲裁力F冲裁为 落料力F 落料和冲孔力F 冲孔 之和。其中： F 落料= KL 落料 tτ b = 1.3 x 162.0238 x 1 x 400 = 84.25kN F 冲孔= KL 冲孔 tτ b = 1.3 x ( 2 x 27.6460 + 69.1150 ) x 1 x 400 = 64.69kN

冲裁模结构设计

第2章冲裁模结构设计 2.1托架垫片复合模结构设计 2.1.1 设计要求 已知： 零件图：如图2-1所示 生产批量：大批量 材料：08钢 料厚：2mm 求作： （1）工艺分析 （2）排样设计 （3）模具结构 （4）强度校核 +0.32 图2-1托架垫片零件图 2.1.2工艺分析 图2-1所示托架垫片零件，材料：08钢，料厚：2mm，大批量生产。 （1）材料08钢薄板大多用来制造深冲制品，也可用于制造管子、垫片及心部强度要求不高的渗碳和碳氮共渗零件、电焊条等。材料冲压性能好，不仅能满足产品使用技术要求，也能满足零件冲裁工艺的基本要求。 （2）零件结构工艺性由图2-1可见零件有冲孔，落料两个工序，形状是对称的，左右两边各有一个孔，没有极限冲裁特征，成形容易。 （3）零件的端面质量冲裁零件断面通常由圆角带、光亮带、断裂带和毛刺带组成，光亮带是在塑性变形过程中凸模挤压切人材料作用形成的，常作为测量带，影响着制件的尺寸精度。要提高冲裁件的断面质量，就要增大光亮带，缩小圆角带和毛刺高度。 （4）尺寸精度零件的尺寸精度受模具制造精度的影响，所以零件的公差等级不能太高，例如冲裁件的公差等级一般来说不高于IT11级。具体为：落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。图2-1示零件的尺寸精度不高，可以通过模具结构的正确设计，合理确定凸凹模的间隙来实现。 因此，在设计模具时，要保证模具制造精度和模具间隙。模具间隙过小时，凸模刃口处裂纹比合理的间隙时向外错开一段距离，会使制件断面出现二次光亮带，在两个光亮带之间形成撕裂面，但只要撕裂不

是很深，仍可以使用；模具间隙过大，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离，形成厚而大的拉长毛刺，同时出现严重翘曲现象，影响生产的进行。因此，要合理的确定间隙。 2.1.3排样设计 现代冲模设计中有3种排样：制件在条料上的布置方式、级进模的制件和工序排列方式、线切割加工凸模或凹模时工件在毛坯上的排列方式。 冲裁件的排样合理直接关系材料的合理利用、冲件质量、生产效率、模具结构与寿命。通常在冲压生产中材料的费用要占整个工件成本费用的60％～80％以上，所以，材料的合理利用是降低冲压制件成本的最有效的办法之一。复合模冲压采用制件在条料上的布置方式。 根据材料的利用情况，排样分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种；又根据冲件在条料上的不同排列方式，可分为直排、斜排、斜对排等多种。 有废排样是沿制品零件的全部外形冲裁，四周有定的余料，或者说是搭边口与均有的排样。这种排样材料利用率较低，但是制品质量和精度均能得到充分保证，冲模的寿命相对提高，多适用于形状复杂而精度要求较高的制品冲压。 少废排样沿制品部分外形冲裁，只有少部分余料，也就是说搭边只有一个。这种排样材料利用率较高，具有一次能冲裁多个制品零件和简化模具结构、降低冲裁力等优点，但是只能保证一个方向的制品尺寸精度。 无废排样在整个冲压过程中，只有料头和料尾废料以及结构废料的材料损失，中间没有废料出现。这种排样材料的利用率最高，能简化模具结构，降低冲裁力，但是制品的尺寸精度差，它适用于冲裁尺寸精度要求不高，且比较贵重的金属材料。 总之，一个零件的排样方法有多种，但是为了使排样达到节约材料、提高工件尺寸精度、简化模具结构及方便生产的目的，在排样时，必须设计一个合理的排样方案。对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成3～5个样件，然后摆出各种不同的布置方法，经过分析和计算，决定出合理的排样方案。 在冲压生产现场，由于零件的形状、尺寸、精度要求、批量的大小和原材料供应等方面的不同，不可能提供一种固定不变的合理排样方案。但在决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下，得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作，冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等。总之，要从各方面权衡利弊，选择出较为合理的排样方案。 通过对制件的工艺分析以及上述排样方式的分析，又考虑到材料利用率、操作方便性 以及制造成本等因素，托架垫片采用有废料直排的排样方式。其排样见图2-2所示。 图2-2托架垫片排样图 2.1.4模具结构 1.模具结构装配图 冲裁模的结构类型很多，主要典型结构设计有：冲裁手扳模、山形极片板模、下顶出件落料模、侧壁冲孔模、自动挡料级进模、切舌定距级进模和冲孑L落料复合模等。托架垫片适合用冲孔落料复合模(图2-3)

第4章 冲裁模的结构与设计

第2章冲裁模 2.1 冲裁模设计基础 2.2 冲裁模设计应用

2.1 冲裁模设计基础2.1.1 冲裁变形原理 2.1.2 冲裁件的质量分析 2.1.3 冲裁工艺分析 2.1.4 冲裁模的分类 2.1.5 排样 2.1.6 计算冲压力 2.1.7 冲压设备的选择 2.1.8 确定模具压力中心 2.1.9 冲裁模刃口尺寸计算 2.1.10 凸模、凹模的结构设计 2.1.11 定位零件 2.1.12 导向零件 2.1.13 卸料与顶件装置 2.1.14 连接与固定零件

2.1.1 冲裁变形原理 在冲裁过程中，凸模与凹模的刃口轮廓与制件相同。凸、凹模之间有一定的间隙。当凸模下冲时，将在凸、凹模之间的毛坯板料冲裁成制件。为了控制冲裁件的质量，研究冲裁的变形机理，就需要分析冲裁时板料分离的实际过程。图2.2所示是金属板料的冲裁变形过程。 变形过程大致可分为三个阶段。 (1) 弹性变形阶段 (2) 塑性变形阶段 (3) 分离阶段

2.1.2 冲裁件的质量分析 1. 尺寸精度 冲裁件的形状尺寸精度在很大程度上取决于冲模的制造精度。冲模的精度愈高，冲裁件的精度愈高。 2. 断面质量 冲裁间隙对于断面质量起决定性的作用。在具有合理间隙的冲裁条件下，冲裁件所产生的初始裂纹将重合，可得正常的冲裁件断面质量。 当间隙过大或过小时，上、下裂纹便不能重合。如果间隙过大，如图2.4(a) 所示，使凸模产生的裂纹向内偏移。板料受拉伸、弯曲，剪切断面塌角变大，光亮带变窄，断裂带变宽，锥度增加，冲裁件将产生穹弯。 如果间隙过小，如图2.4(b) 所示，会使凸模产生的裂纹向外偏移。通常允许存在一定大小的毛刺。

冲压模具设计-冲裁模

目录 一、设计任务书 (2) 二、冲压工艺性及工艺方案得确定 (3) 三、主要设计计算 (4) 四、模具总体设计 (8) 五、主要零部件设计 (8) 六、冲压设备得选定 (12) 七、设计小结 (13) 八、参考文献 (1) ３ 一、课程设计任务 一、题目:冲孔、落料复合模 二、零件: 材料:Q235 厚度:2。0ｍm 批量:大批量 三、任务内容: (一)工艺设计 １、工艺审查与工艺分析 2、工艺计算: ①毛胚计算 ②工序件计算或排样图

3、工艺方案得确定 ①工序得确定 ②基准与定位方式得选择 （二）模具设计 1、总图 2、零件图 二、冲压工艺性及工艺方案得确定 一、工艺性分析 1、材料零件得材料为Q235普通碳素钢,具有良好得冲压性能,适合冲裁。 2、结构该零件属于较典型冲裁件,形状简单对称、孔边距远大于凸、凹模允许得最小壁厚(见参考文献①表２、９、５),故可以考虑复合冲压工序。 3、精度零件外形:８0±0.０７属于１0级精度,60±0、05属于９级精度、零件内形: 属９级精度、孔间距:42±0。０８属１1级精度(均由参考文献精度②附录一查得)。因零件边有90o得尖角,应以圆弧过渡,查参考文献①表２.7、1取r=0.5ｍm、零件精度较高,模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。 4、结论可以冲裁、 二、冲压工艺方案得确定 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: 方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产、 方案②:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产、 方案③:冲孔—落料级进冲压、采用级进模生产。 方案①模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件得加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产得需求、方案②只需要一套模具,冲压件得形位精度与尺寸易于保证,且生产效率也高、尽管模具结构较方案①复杂,但由于零件得几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具,生产效率高,但零件得冲压精度不易保证。通过以上三种方案得分析比较,对该冲压件生产以采用方案②为佳。 三、主要设计计算 (1)排样方式得确定及计算 查参考文献①表2。5、2,查得:取两工件间得最小搭边:a １=2、０mｍ侧面搭边值:a=2.２ｍm 由下表计算可知条料宽度ｍｍ,步距6２、2ｍm、查参考文献③第8页选取t=2。0mm,950mm２0０0mm得钢板、一个步距材料利用率90。３％(计算见下表)。每条钢板可剪裁为11张条料(85。5mｍ 2、2、

冲裁模设计与制造实例

例8.2.1冲裁模设计与制造实例 工件名称：手柄 工件简图：如图8.2.1所示。 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1．冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。 材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm 的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2．冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 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。 方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm 接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，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。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3．主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2所示的排样方法，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。搭边值取2．5mm和3．5mm，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950mm ×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。

《冲压模具课程设计》范例

【范例】 (1）题目：东风ＥQ－1０90汽车储气简支架 (2）原始数据 数据如图7—１所示。大批量生产，材料为Q２15，t=３mm。 图7-1零件图 (３)工艺分析 此工件既有冲孔,又有落料两个工序。材料为Q23５、ｔ=３mm的碳素钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mm的圆孔,一个６0mm×26ｍｍ、圆角半径为R6mｍ的长方形孔和两个直径13ｍm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于８mm。工件的尺寸落料按ＩTll级，冲孔按IＴ10级计算。尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序,可有以下三种工艺方案。 方案一:先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单,制造方便,但需要两道工序，两副模具,成本相对较高，生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需

要。故而不选此方案。 方案二:级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案,势必会增大模具尺寸，使加工难度提高,因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模。 (５)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性,正装式复合模成形后工件留在下模,需向上推出工件,取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模,只需在上模装一副推件装置,故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 ａ.排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 ２所示。 b.确定搭边值查表,取最小搭边值:工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=５；为了方便计算取ａl ＝3。 c. 确定条料步距步距:２５7.5mm,宽度：250+5+5=260mm ． ｄ.条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e.画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-３所示。

冲压模具实例

冲压模具实例 例8.2.1冲裁模设计与制造实例 工件名称：手柄 工件简图：如图8.2.1所示。 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1．冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm （大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2．冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：

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。 方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，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。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3．主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2所示的排样方法，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。搭边值取2．5mm和3．5mm，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950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条

冲裁模 课程设计

冲压模具课程设计材料科学与工程学院 材料成型及控制工程 班级： 03班 姓名： 学号：

目录 一．零件说明 (3) 二．零件工艺性分析 (3) 三．主要工艺设计计算 (4) 1.排样方式的设计计算 (4) 2.压力中心的确定及计算 (4) 3.冲压力的计算 (5) 3.冲裁凸凹模刃口尺寸计算 (5) 四．模具中各零件设计 (6) 1.模架的选择 (7) 2.凹模及凹模固定板的设计 (7) 3.凸模及凸模固定板的设计 (8) 4.垫板的设计 (11) 5.卸料板的设计 (11) 6.导正销的设计 (12) 7.导料板的设计 (12) 8.压力机的选择与模柄的选用 (12) 五．模具工作零件的加工工艺 (13) 六．模具装配 (13) 1.模具总装图 (13) 2.模具工作过程 (15) 3.模具的装配过程 (15) 七．进一步提高冲裁件精度的其它方法 (16) 八．总结 (18) 参考文献 (19) 附：工作零件的零件图 (20)

一、零件说明 制件如下图所示： 二、零件工艺性分析 1.零件工艺性分析 （1）材料分析 该制件材料为Q235，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛,可用于冲裁工艺。 （2）结构分析 该零件形状，应力对称。 没有突出的悬臂和凹槽，但零件复杂，棱角很多，头部有三个小孔。 孔距边界之间的最小孔边距很小，但大于一个板厚。 存在很小的孔（直径2.8mm）但大于0.35倍的板厚，因此可以冲裁。（3）精度分析 图示零件尺寸公差要求约为IT10对尺寸精度要求较高，因此在模具设计时需要特别注意精度的要求。 2．冲压工艺方案的确定 该工件包括落料冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 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。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，精度低，难以满足大批量、高精度的生产要求。 方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但是有两个孔距零件边缘的位置较近，小于凸凹最小允许壁厚，模具制造难度大且强度得不到保证。此外冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，因为是在一套模具上完成冲裁，精度明显高于简单模。 所以经过比较，采用方案三最为合适。

冲压模具设计实例教程

冲压模具毕业设计 1. 绪论 1.1冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济 方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 （1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因 为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可 达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量, 而模具的寿命一般较长, 所以冲压的质量稳定, 互换性好, 具有“一模一样”的特征。 3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 1.2冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。

冲裁模设计过程

冲裁模设计过程 一、确定冲压工艺方案和模具结构形式 1、冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。应从冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。 2、冲裁工艺方案的确定 1)冲裁工序的组合 2)冲裁顺序的安排 3、确定模具类型及结构形式 1)毛坯定位方式 2)导料方式 3)出件方式 4)模架及导向方式 5)卸料方式 二、工艺计算 1、排样及材料利用率计算 查表确定最小搭边值—a(侧边搭边值)和a 1(两工件间的搭边值)。 进料步距S=D+a 1 1)有侧压装置时 条料宽度 0?-B = (D+2a)0?- 导料板间距离 A=B+C=D+2a+C 2)无侧压装置时 条料宽度 0?-B = (D+2a+C) 0 ?- 导料板间距离 A=B+C=D+2a+2C D —条料宽度方向冲裁件尺寸 C —导料板与最宽条料之间的间隙 ?—条料宽度的单向偏差 3)用侧刃定距时 条料宽度 0?-B = (D+1.5a+nb 1) 0 ?- 导料板间距离 B ’=B+C=D+1.5a+nb 1+C B 1’=D+1.5a+y n —侧刃数 b 1—侧刃冲切的料边宽度 C —冲切前的条料宽度与导料板的间隙 y —冲切后的条料宽度与导料板间的间隙 B ’—冲切前导料板间的距离 B 1’—

冲切后导料板间的距离 计算材料利用率 η=0 A A ?100% A 0—一个步距的条料面积 A —制件的总面积 画出排样图。 2、冲裁模刃口尺寸计算 查表知凸凹模的最大间隙Z max 和最小间隙Z min 计算Z max -Z min 的值 查公差表确定工件的尺寸公差?，确定x 的值 (注：工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差) 1)按凸模与凹模图样分别加工法 落料 以凹模为基准，间隙取在凸模上。 D A =(D max -x ?)A δ+0 D T =( D A -Z min )0 T δ-= (D max -x ?- Z min ) 0 T δ- (T δ、A δ—凸、凹模制造公差) 校核：|A δ|+|T δ|≤Z max -Z min 若不能满足间隙公差条件，则取： T δ≤0.4 (Z max -Z min ) A δ≤0.6(Z max -Z min ) 冲孔 以凸模为基准，间隙取在凹模上 d T =(d min + x ?)0T δ- d A ==( d T +Z min ) A δ+0=(d min + x ?+Z min ) A δ+0 校核：|A δ|+|T δ|≤Z max -Z min 若不能满足间隙公差条件，则取： T δ≤0.4 (Z max -Z min ) A δ≤0.6(Z max -Z min ) 孔心距：L d =L±8 1? 2)凸模与凹模配作法 对于冲制薄材料的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的加工方法。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而

冲压实例-冲压设计举例23页

示例： 2.5 设计举例 通过对以下冲裁件、弯曲件及拉深件的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算、模具设计和模具主要零件的加工工艺编制，了解工艺编制和模具设计的思路。 2.5.1冲裁模 零件名称：托扳（见图2-9） 生产批量：大批量 材料：08F t=2mm 要求设计此工件的冲裁模。 图2-9 产品零件图1．冲裁件工艺分析 冲裁件为08F钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；冲裁件结构形状简单，但内、外形有尖锐清角。为了提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角；零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 580-0.74、380-0.62、300-0.52、160-0.44、14±0.22、17±0.22、Ф3.50+0.3 结论：可以冲裁 2．确定工艺方案及模具结构形式 综上分析，冲裁件尺寸精度要求不高，形状不大，但产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，实行工序集中的工艺方案，既采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。 3．模具设计计算 （1）排样计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值a1=2,侧边按圆形取搭边值a=2。 连续模进料步距为32mm。 条料宽度按相应的公式计算： B=(D+2a)-⊿查有关表⊿=0.6 B=(58+2×2)-0.6 =62-0.6 画出排样图，如图2-10。

图2-10 排样图 （2）计算总冲压力 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：P0=P+P t P=P1+P2 而 式中P t----------推件力 P落--------落料时的冲裁力 P冲--------冲孔时的冲裁力 计算冲裁力： P落=KL tτ查表τ=300MPa =1.3[2*（58-16）+2*（30-16）+16π]*2*300/1000 =126 (KN) P冲-=1.3*4π*3.5*2*300/1000 =34(KN) 计算推料力P t ： P t=nK t P 取n=3，查表K t=0.055 P t =3*0.055*(126+34)=26.4(KN) 计算总冲压力P ： P 0= P 落 + P 冲 -+P t =126+34+26.4 =186.4(KN) （3）确定压力中心： 见图2-11，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时P 落 的压力中心在O1上；冲孔时P冲的压力中心在O2上。 设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡 原理得： P落X=(32-X) P冲

冲裁模设计

冲裁模设计

一、分析本例的工艺性 1.（1）该零件形状简单、对称。 （2）该零件圆弧与直线相切处有尖角，但图纸上无特殊要求，用线切割钼丝半径加单边放电间隙代替尖角是允许的。 （3）冲件上无悬臂和狭槽。 （4）最小孔边距为(14-6)/2=4>t ，最小孔间距为(28-2×5-2×2-6)/2 = 4 > t = 1.2 。 （5）该冲件端部带圆弧，用落料成形是允许的。 （6）检查最小孔的刚度和强度。由Q235查得τ= 304~373MPa 。再由表2-1查得b ≥ 0.8t=0.8×1.2=0.96，该件上的最窄孔为4，远远大于b ＝0.96的要求。 2、分析公差和粗糙度 （1）公差 该件的最小公差的尺寸为075 .006+Φ, 查得精度等级为IT11，低 于冲孔可以达到的精度等级为IT10。 （2）粗糙度 本例未作特殊要求。 3、被冲材料为Q235，冲裁性能很好。 根据以上分析，本例的冲裁工艺性好。 二、确定基本冲压工序 1.由图2-1可得，该件外形为落料，内形为冲孔，冲孔有一圆孔和两长圆形孔。 2. 确定的冲裁工艺方案 方案一：先落料、后分三次冲孔，采用四付单工序模 方案二：先落料、后同时冲三孔，采用二付单工序模 方案三：先冲孔、后落料，采用级进模冲裁 方案四：先冲孔、后切断，采用少废料级进模冲裁 方案五：同时冲孔、落料，采用复合工序模 方案一和方案二的模具结构简单，生产率低，既不能满足产量要求又不经济；方案四最大的特点是省料，但冲件精度低，若按长度方向送进零件尺寸可以保证但料窄，送料步距大，不方便；若按宽度方向送进，冲件圆弧与直边吻接不好。方案五冲件精度高但操作不方便，生产率不高；方案三既能满足冲件精度要求，模具数量少，操作方便，生产率高，若采用侧刃定距还便于实现自动送料。通过以上分析，采用方案三较好。 排样设计 确定本例的排样方法，查出搭边、计算料宽和材料利用率 一、确定本例的排样方法