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。
; b/ k' S3 M1 A. d2 V; ^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。
% X4 ~" I" z1 ~% Q2 S7 ^1 U　　（一） 冲裁的工艺分析
# M0 h9 V7 H/ \; J; |　　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。
* o2 s! B" T# i" A2 S　　（三） 冲压模具的设计计算。
# A" w6 Q! |& a$ r7 V8 w0 v, u　　　　（1） 排样
% _4 a4 J% y, A% k& T) O$ E- l1 z　　　　（2） 冲压力
& K2 G* K8 Y7 Q& k6 G" c2 m　　　　（3） 压力中心
　　　　（4） 模具刃口尺寸计算
, C) t5 C6 Y- |8 U4 P3 I　　　　（5） 确定各主要零件的外形尺寸
0 Q% T1 r6 T( a& I. l; E　　　　（6） 计算模具的闭合高度
　　　　（7） 确定所用冲床
% T* X7 U8 p+ u+ ]9 f　　（四） 绘制冲模总装图
　　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

& {+ u4 x- a1 ]9 G- X: D设计实例
　　（一） 冲裁件工艺分析
) P8 m' v* [- ?" u　　1、 材料：08F是优质碳素钢，具有良好的冲压性能。
( W. _' [8 [* ~1 K　　2、 结构形状：冲裁件内，外形要尽量避免尖锐清角。
% u, y1 Y& }$ W. s1 N* S5 {　　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
1、 排样：按表2-8查：
! E9 ]" D: b8 A  b. s$ w　　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
' G% M, [! b! P( V7 V3 P! A+ x/ y　　步进：30 2=32
4 G, z$ V/ z* o5 d6 h; X- G　　画出排样图
' t* s3 s: _7 F) a7 p  M. O2、 计算总冲压力
7 D  K/ g# W( L* x7 R　　P总=P冲裁 P推件
　　　=P冲孔 P落料 P推件
　　P冲孔=1.3Lt
) G8 W. N8 E* B" J) P9 X　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
' c% W! \4 [+ O5 v) g　　　　　=34000N
4 d$ Y( E; P9 J& X# l+ B+ C　　Pt=Kt.Pn
/ [3 K  v" K8 B. G& Q; F3 i　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
& y. @% f) ^; I& H8 X/ b　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
　　　=26400
　　　=186400N
　　　=186.4KN
3、 压力中心在O1上，P2压力中心在O上。
7 n0 W) W, o  f0 I　　离O1距离为X
1 P9 D6 w2 ]: ?8 L, V9 v　　根据压力中心两边边距相等的条件：
. G% d3 f1 R- H0 `' M/ f　　P1X=（32-X）P2
　　X=6.8
4、 冲模刃口尺寸计算
0 a+ a; M/ Z3 P  N　　（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：
! O! g* ]0 V0 |0 [* s% s! o　　凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配作，保证双边间隙：
　　0.246-0．360
& R5 t- F) r4 G+ Z. Q5 e  P* ]　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
+ ]2 }) V/ m+ H( N. v　　6、 冲模闭合高度计算
% V. F. l, U7 f8 a: Z* U* w　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
, J0 i. @5 n: r0 G　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
/ z% t0 X4 s; c  |; s7、 压力机的选用
8 ]* J! j+ e8 W　　压力机的分称压力大于P总，即大于186.4KN
1 o3 @( q7 l0 H+ n1 a- k1 t　　闭合高度 Hmax-5>=Hm>=Hmin 10
　　即Hmax>=154 5=159mm
$ b; B' i# o( L( S　　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：
1 v! [, ]9 O$ a) H$ a　　H垫：270-159=111mm
" e$ h' r& F' I& L# ~（四） 绘制总装图选取标准件。
' q& C. e, T) S8 u( b6 E9 F, f/ p, j" E冲裁模的习惯画法：
: d6 }: R% J( P( W9 c7 T　　（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。
% U- ^2 c9 P2 b, T) Y. X画详细表。
, m. l' Q2 v- G; w; S　　（五） 绘制非标准件零件图。
　　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。

. w3 W2 `5 q7 X4 H2 p" _4 g, s: 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。
/ }+ U% F. F; ~' f) u; p" u7 V　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
  B" Q  g* v  h5 ~0 q　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
　　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。
3 n3 @! D. f& u* o& ]  k( B3 g1 b　　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
　　步进:h=45 3=48mm
9 j5 ~0 n$ v) g1 R4 _+ T+ B  ?　　每个的材料的利用率为:83%
2 w' N$ I  z2 d1 b: P  g& ]7 h/ e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
7 K8 s% u7 I6 a7 U' ]　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
. d8 ^) K% `8 p+ ^2 p% s　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
四）、 计算压力中心
# ?! ?- O; a( f. N. \0 @　　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。
. h; \1 N% g" O' h5 b, H1 [) D　　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。
, C/ x5 m3 E0 Q$ ^- O五）、 计算凸凹模刃口尺寸
! W  K. V2 O" O7 ?六）、凸模、凹模、凸凹模的结构设计
4 U: G" q& _( ?0 P( f　　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。
' h: |% ^& k5 K, _　　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
* _; S! d8 e4 a" _9 r! S: v　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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