冷冲模设计要领及实例解析

龍杺起航

在工艺分析的基础上，综合考虑产品的产量和精度要求。所用材料的性能，工厂的技术力量，设备情况及模具制造情况，确定该工件的工艺规程和每道工序的冲模结构形式。
结构设计：在方案设计的基础上，进一步设计模具各部分零件的具体结构尺寸。
8 ~/ f" L& f) E$ p2 o8 K& V, K/ W　　（一） 冲裁的工艺分析
　　分析冲裁件的结构形状，尺寸精度，材料是否符合，冲压力工艺要求，从而确定冲裁的可能性。
　　（二） 确定冲裁工艺方案及模具结构形式
　　工序数目，工序性质，工序顺序，工序组合及模具结构形式。
　　（三） 冲压模具的设计计算。
　　　　（1） 排样
' A0 W3 g% \$ a6 Z3 E  k　　　　（2） 冲压力
% Y( i1 r/ B3 s2 U3 w8 d6 i% b3 p% @　　　　（3） 压力中心
% d* `% ]  n5 J% x7 t; M* B6 o　　　　（4） 模具刃口尺寸计算
& M- H" Y4 m2 r+ z0 u$ C* U　　　　（5） 确定各主要零件的外形尺寸
　　　　（6） 计算模具的闭合高度
; r" R4 n( L- D　　　　（7） 确定所用冲床
　　（四） 绘制冲模总装图
0 `" D7 U8 {/ x; W( [" v$ Y% h　　从冷冲模标准中选取标准件，将标准编号写入详细表。
( C3 X7 B5 h0 l3 Q　　（五） 绘制非标准零件图
$ F5 i) z. b, _. K" s
) e# Q; W' p3 D( Z: I: r# F设计实例
　　（一） 冲裁件工艺分析
) G1 B' o& T# l# X2 M8 B　　1、 材料：08F是优质碳素钢，具有良好的冲压性能。
! t# H6 h+ N0 U　　2、 结构形状：冲裁件内，外形要尽量避免尖锐清角。
7 e5 ^' m) r( A! p* y8 B/ ?5 ~　　3、 尺寸精度：未标注按IT14级，查标准公差表。
" e( S: L6 V) O  x  J) a　　（二） 确定工艺方案及模具形式：采用具有导正钉定位的连续冲裁模。
2 Y" _, K* B0 l: H5 H　　（三） 模具设计计算
1、 排样：按表2-8查：
　　a:手动送料按图形a=2
　　b: 手动送料按图形b=2
　条料宽度：B=(d 2a)- =(58 4)-0.6=62-0.6
0 B% ?! Z' \& U( P. Q　　步进：30 2=32
　　画出排样图
* L8 R% W' a# ?2、 计算总冲压力
　　P总=P冲裁 P推件
　　　=P冲孔 P落料 P推件
* @5 r! v( ]5 m7 C; L! L2 j. {2 y5 ?　　P冲孔=1.3Lt
- k# Z$ |9 b, Y" V' ]) a　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
& g6 {0 M9 q9 q　　　　　=34000N
. @$ x. a3 X( j- v5 I3 S　　Pt=Kt.Pn
　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
% {( v2 q& b- }- z, j　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
% y/ s. X( x" A& x# N! D　　　=26400
　　　=186400N
　　　=186.4KN
- N2 F" ?. q$ o3、 压力中心在O1上，P2压力中心在O上。
　　离O1距离为X
　　根据压力中心两边边距相等的条件：
　　P1X=（32-X）P2
　　X=6.8
) ]! l) ]8 T* `3 F* k4、 冲模刃口尺寸计算
5 T- d* j+ y  B! ]0 P1 O$ Q　　（1） 落料凹、凸模尺寸，按配合加工，只计算凹模尺寸。外形尺寸都属于尺寸变大的情况：
% \5 C: p6 o; j8 P4 v- w+ K( H　　凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配作，保证双边间隙：
# Q9 g6 n/ R$ ~! h9 e2 d　　0.246-0．360
* I# x- @) R0 G# ~1 |) X" |　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
0 V* K% q9 }0 K$ i  f　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
- @' X) q4 J% _# |* v　　6、 冲模闭合高度计算
0 v  b0 ~) c! F! ^3 w　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
: g/ @, h& t) Q0 Z, x" Z" z　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
7、 压力机的选用
　　压力机的分称压力大于P总，即大于186.4KN
: @( W$ x0 q7 b, H7 u' x1 O' h　　闭合高度 Hmax-5>=Hm>=Hmin 10
4 l! \5 r* u: `2 J+ b　　即Hmax>=154 5=159mm
, i  L6 F4 s8 Y, z  k( t　　工作台尺寸要可以按照装模具。
+ W. V. f$ D7 j: T1 ]6 P　　选用J23-25开式双柱可倾压力机装模时加垫板：
3 ^  M3 W. w& a　　H垫：270-159=111mm
) ^* o! l) G4 J3 f+ v: Y8 t+ K（四） 绘制总装图选取标准件。
冲裁模的习惯画法：
  V/ D, i1 L0 a, F3 a　　（1） 府视图画法，脱去上模画下模
　　（2） 右上角画出冲裁件零件图及排样图。
画详细表。
　　（五） 绘制非标准件零件图。
　　下周模，凹模，卸料板，冲孔凸模，垫板。
" V5 L  {" e9 a& M4 v5 q　　注意刃口尺寸的配合加工的标注。
1 ?  @1 Q! b2 K" ~& \
& }. z# B: s; [7 x$ E9 M倒装复合冲裁模的设计 零件如图就示，大批量生产，材料是10钢。料厚是2.2MM。
' J$ S7 x8 O" ?( t% D　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
6 O* q0 ]0 q1 `! f& g  W0 l0 W　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
, w/ q4 v% a  |　　零件尺寸的公差都有在CT12以下，材料是10钢，优质碳素钢，具有良好的冲压性能，故不可以冲裁，考虑到零件的形状及生产批量，决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工。可一次件压成形。
　　二） 排样。
　　根据零件的开头特点，采用如图就未的起码对排 的排样方案。
　　由表2-8起码出最小的搭边什a=3mm冲裁件毛坯面积：A=（44*45 66*20 1/2*3.14*102）mm2
; S- d; U0 |5 ~3 B/ Y- z条件宽度:b=120 3*3 44=173mm
. F" @/ c9 g4 W' B+ C　　步进:h=45 3=48mm
　　每个的材料的利用率为:83%
: u1 o: u  ?; b  T$ H; G( L三） 冲压力计算，模具彩方案性缺陷料及下出料方式。
! `5 ]. A# I. v/ [3 Q2 O0 P5 j5 [　　1、 落 料力P1=212*103N
　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
) o- B( E  Y+ N5 F　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
四）、 计算压力中心
　　按比例画出零件形状选定座标系xoy,零件左右对称，即x0=0,只需计算y0即可。
( J2 P3 x. K) j6 b　　将零件冲裁固边分成L1,L2……L6基本线段,求出各线段的中心位置。
, D& B( ?: E8 ~2 J$ M$ s五）、 计算凸凹模刃口尺寸
六）、凸模、凹模、凸凹模的结构设计
2 k! T+ s/ q: v: a& |9 z' L7 v　　1）用圆形冲头冲孔，在凸模外边装上推件块，所以此凸模设计成直柱形状。
　　2）凹模的刃口形式，考虑到本例生产是大批量生产，所以采用刃口强度较高的凹模。它的长度尺寸是：120 42*2=204mm
% v' |9 B2 s: y2 I6 b　　凹模的宽度是45 42*2=129mm
　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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