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。
$ ?" F$ ]3 q% Y7 @  J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。
　　（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。
, t$ J, P# x; p6 m0 R2 s# E　　（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。
+ t, V' d* M* F$ y5 `　　　　（1） 排样
4 k! s' _3 |: A' j! h1 x　　　　（2） 冲压力
　　　　（3） 压力中心
& R: c8 F5 F! k- d5 b　　　　（4） 模具刃口尺寸计算
3 R: ^7 K! u9 a6 A　　　　（5） 确定各主要零件的外形尺寸
　　　　（6） 计算模具的闭合高度
) |5 H- c  F; S; M) Z4 x  v　　　　（7） 确定所用冲床
9 u- J! Y$ O4 n1 g- I　　（四） 绘制冲模总装图
; @$ Q' ~  G$ ~　　从冷冲模标准中选取标准件，将标准编号写入详细表。
　　（五） 绘制非标准零件图
$ t  O9 u( i* U; R8 ^+ L
设计实例
　　（一） 冲裁件工艺分析
　　1、 材料：08F是优质碳素钢，具有良好的冲压性能。
7 a  G5 W* _& n9 m/ a9 y2 H7 J　　2、 结构形状：冲裁件内，外形要尽量避免尖锐清角。
2 {* I3 P5 M2 g+ H, R　　3、 尺寸精度：未标注按IT14级，查标准公差表。
　　（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。
　　（三） 模具设计计算
5 M- R2 t9 V1 K2 n: e9 f; A1、 排样：按表2-8查：
　　a:手动送料按图形a=2
6 G- }) T9 t  g" A; k2 D　　b: 手动送料按图形b=2
　条料宽度：B=(d 2a)- =(58 4)-0.6=62-0.6
　　步进：30 2=32
1 O8 ~' m  h6 ?2 J1 i9 _- s　　画出排样图
( |6 K# I. p9 M4 w0 T, x2、 计算总冲压力
0 m4 Z, n) D9 y2 ]  d　　P总=P冲裁 P推件
4 Y: ~! ?  Z7 E　　　=P冲孔 P落料 P推件
; x7 G! s4 m: h2 K" L3 {8 B　　P冲孔=1.3Lt
　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
　　　　　=34000N
　　Pt=Kt.Pn
　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
0 u7 ^, d; d9 x6 F. b　　　=26400
　　　=186400N
　　　=186.4KN
* j  @/ r2 l+ c& j/ i3、 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
# U+ X9 P- F, y2 `. t　　X=6.8
- K/ s, I: B5 z4 ]' f. T0 [% e4、 冲模刃口尺寸计算
　　（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：
　　凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配作，保证双边间隙：
+ n4 E% Y5 k* J　　0.246-0．360
+ R. Z1 m7 h, d: ]$ J, N　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
. j+ K/ M8 Y- z+ L: b- x　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
: |8 F" W5 w3 {4 s- Z　　6、 冲模闭合高度计算
　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
* x5 {, @7 V; X  g+ |3 @1 W　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
$ O: ]0 P% a  E0 v* V/ m; Z7、 压力机的选用
　　压力机的分称压力大于P总，即大于186.4KN
% m3 |- T& O9 W( ]& a. m" S. v# B　　闭合高度 Hmax-5>=Hm>=Hmin 10
　　即Hmax>=154 5=159mm
4 z& U7 F- u4 P2 q　　工作台尺寸要可以按照装模具。
　　选用J23-25开式双柱可倾压力机装模时加垫板：
　　H垫：270-159=111mm
（四） 绘制总装图选取标准件。
* n5 g2 Y% S' d3 A' b冲裁模的习惯画法：
　　（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。
6 }& J: k5 V) m) C画详细表。
3 j& O7 ^+ R; C/ w+ b　　（五） 绘制非标准件零件图。
0 h! `5 [" j; b/ U, y　　下周模，凹模，卸料板，冲孔凸模，垫板。
　　注意刃口尺寸的配合加工的标注。
9 a! H, l; O! l5 l4 N& C  \  @, A& U
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。
, ?# t6 e" M, a　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
" @8 m: `- Y; D6 q5 k) U* L; k　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
7 z7 Z" u$ i' b4 {# _2 s　　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。
6 ~* v3 J7 W: h. V9 r. ]　　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
条件宽度:b=120 3*3 44=173mm
2 \* a5 v0 o1 e' y　　步进:h=45 3=48mm
1 s7 Z) W; i% p  x1 K# q6 y　　每个的材料的利用率为:83%
$ q4 H8 A, T, w( K5 p* V三） 冲压力计算，模具彩方案性缺陷料及下出料方式。
　　1、 落 料力P1=212*103N
  m( A' H) c- h. W　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
9 o4 b  h* ^6 k/ b( e　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
四）、 计算压力中心
8 l5 Q5 _; [1 J; k' M$ k　　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。
　　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。
$ |/ F4 h& ]/ J3 d' g/ L五）、 计算凸凹模刃口尺寸
) M/ h* v* ~+ n* i六）、凸模、凹模、凸凹模的结构设计
0 G* J, a" ]& b, K3 J　　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。
7 a" e0 |! ~0 h4 M& y* f　　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
　　凹模的宽度是45 42*2=129mm
1 R- d' A1 W5 C6 U) `7 d+ M　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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