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。
, n  L$ x8 i  H  Q/ I& Q5 A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。
5 s4 z6 _& D" u2 u$ p$ [　　（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。
& y/ F' N8 u/ Y) Q) y4 X　　（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. m0 V1 y* {　　　　（1） 排样
. L, F3 S+ r% V　　　　（2） 冲压力
　　　　（3） 压力中心
　　　　（4） 模具刃口尺寸计算
　　　　（5） 确定各主要零件的外形尺寸
3 }3 D4 M4 p- R, F: p3 |　　　　（6） 计算模具的闭合高度
　　　　（7） 确定所用冲床
　　（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。
3 N. u% q" \' i　　（五） 绘制非标准零件图

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。
　　2、 结构形状：冲裁件内，外形要尽量避免尖锐清角。
　　3、 尺寸精度：未标注按IT14级，查标准公差表。
; Z0 U0 [7 ^: d　　（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：
1 C5 Z/ w' r% v! H" @8 n) v8 G0 M　　a:手动送料按图形a=2
0 O6 f' V; L+ x　　b: 手动送料按图形b=2
  @4 o7 @+ v8 }7 s6 K　条料宽度：B=(d 2a)- =(58 4)-0.6=62-0.6
　　步进：30 2=32
　　画出排样图
- Y6 i7 N/ |5 ^% K3 C6 a/ H6 U2 R. l2、 计算总冲压力
　　P总=P冲裁 P推件
, B: |6 H  z3 t1 A% y　　　=P冲孔 P落料 P推件
3 H* W5 l3 I% U3 G6 n　　P冲孔=1.3Lt
　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
　　　　　=34000N
. D4 g: O4 e  Q$ b. m5 }# _' ?　　Pt=Kt.Pn
. d9 U  r) E- V8 Y　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
　　　=26400
# h( v3 |( Q, g- J% D0 b% G& W　　　=186400N
% P  l, g0 |9 b& `7 `　　　=186.4KN
* `) Q5 T" ~: a  b6 f# {5 [/ v5 U3、 压力中心在O1上，P2压力中心在O上。
5 g- X% p5 ^$ w3 D" O2 [, E9 A& w; `　　离O1距离为X
& E3 |6 h3 r3 j# H　　根据压力中心两边边距相等的条件：
　　P1X=（32-X）P2
# }' T0 v. ]" D8 L' \# _3 A- H　　X=6.8
# }- s) j. S' u1 `6 y$ |9 j4、 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：
  V% [- q- `) s7 A8 u　　凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配作，保证双边间隙：
8 y4 m! w2 l2 N　　0.246-0．360
' ]; F8 G5 M$ M( A* D　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
0 A1 m% T' `5 J- J　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
5 Y0 ]6 x8 M  C9 [% z; `+ m　　6、 冲模闭合高度计算
　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
9 p3 \2 S; C0 U2 ^0 J8 K　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
5 w& U, ^9 M1 z3 @7、 压力机的选用
% \& o7 }5 B) J: t　　压力机的分称压力大于P总，即大于186.4KN
　　闭合高度 Hmax-5>=Hm>=Hmin 10
  [' S; A6 Q( R. G& F2 s　　即Hmax>=154 5=159mm
　　工作台尺寸要可以按照装模具。
! t- G* z3 P# o- k( K3 ]　　选用J23-25开式双柱可倾压力机装模时加垫板：
　　H垫：270-159=111mm
8 G0 `3 y, Y) A9 i$ ~7 D（四） 绘制总装图选取标准件。
冲裁模的习惯画法：
. C5 U! C2 h+ ~3 x' q: c$ J. I* T　　（1） 府视图画法，脱去上模画下模
4 \8 p8 D& a1 d2 G! p  ~! B　　（2） 右上角画出冲裁件零件图及排样图。
画详细表。
- @) K) {) G. b( g1 A5 H　　（五） 绘制非标准件零件图。
9 V+ D9 n8 B  R3 v0 ~. p7 y　　下周模，凹模，卸料板，冲孔凸模，垫板。
4 h4 o; R$ i2 T+ Q( G+ X　　注意刃口尺寸的配合加工的标注。
3 q: o# C! E" C% b2 z
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* s* F( O) \$ f9 S% D) C　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
$ _9 p: o0 ^, ]$ ]# x( O. J　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
/ Q) A0 b) `9 F, t　　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。
" \& B" Z' g' n8 G* V. H. `: 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
, U, P0 i1 x- K# y- s, [　　每个的材料的利用率为:83%
* r. d6 Q6 V# n1 x# ]7 Q$ O三） 冲压力计算，模具彩方案性缺陷料及下出料方式。
; I4 S9 s/ t* E9 F- {: H　　1、 落 料力P1=212*103N
　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
" [( i3 U4 z4 r* L　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
. _% r+ {9 `* k% L( I* _( f1 ^# c( K　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
四）、 计算压力中心
9 j9 j3 x& x. D: J; m4 m% ~6 p* N3 G　　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。
' U& s, p1 Y2 s" ~3 s( i　　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。
五）、 计算凸凹模刃口尺寸
六）、凸模、凹模、凸凹模的结构设计
　　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
　　凹模的宽度是45 42*2=129mm
- N! a  V2 o7 i) s% k# g& A; \5 p　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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