冲孔模的凹模设计

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1、冲孔模的凹模设计摘要从实例出发，详细论述了如何由已知零件，设计出冲孔模凹模的过程。关键词冲孔模凹模凸模冲裁间隙一前言由于冷冲压加工具有材料消耗少、生产率高、生产成本低等特点，其在工业各行业中已广泛应用。由于现在模具的居多零件已实现了标准化、系列化、通用化，所以本文以设计加工某箱盖钥匙孔的模具为例，仅对冲孔模的凹模进行了一个较为详细的设计。二已知条件图1制件孔图1为制件孔，列出已知的参数，见表1。表1已知的参数材料厚度t材料制件孔尺寸d公差Δ2Q235-A26.50.521030.87公差Δ可由HB5800-1999《一般公差》查

2、得。三计算过程（一）凸模刃口尺寸计算经判断，凸模磨损后尺寸均减小。先将制件孔的尺寸化成d＋Δ的形式，凸模尺寸计算公式为：d凸＝（d＋KΔ）－δ凸式中：d凸—冲孔凸模公称尺寸；d—制件孔的公称尺寸；Δ—制件公差；δ凸—凸模制造公差，取δ凸＝（0.25%～0.2%）Δ；K—系数。按表2选取。表2系数K材料厚度t非圆形圆形制件公差Δ﹤1﹤0.160.16～0.36﹥0.36﹤0.16﹥0.161～2﹤0.200.20～0.42﹥0.42﹤0.20﹥0.202～4﹤0.240.24～0.50﹥0.50﹤0.24﹥0.24﹥4﹤0.300

3、.30～0.60﹥0.60﹤0.30﹥0.30系数K10.750.50.750.5凸模尺寸计算结果见表3。表3凸模尺寸制件孔尺寸d＋Δ凸模刃口尺寸d凸δ凸26.5＋0.52026.76-0.130（＝26.5＋0.5×0.52）0.13（＝0.52×25%）103＋0.870103.43-0.210（＝103＋0.5×0.87）0.21（＝0.87×25%）冲裁最小圆角半径(不适用于精冲件)，见表4。第4页共4页表4冲裁最小圆角半径夹角材料α≥90°α﹤90°钢σb﹥882MPa0.8t1.1t钢σb＝490～882MPa0.6

4、t0.9t钢σb﹤490MPa0.4t0.7t黄铜、铜、铝、锌0.2t0.5t（一）凸、凹模间隙的计算间隙大小主要与材料厚度和塑性有关，其合理间隙理论值为：Z理＝2（t－t0）tgβ＝2t（1－t0/t）tgβ＝2×2（1-0.3）tg5°＝0.245式中：Z理—间隙理论值；t0—塑性剪切深度，即凸模压入材料深度；β—裂纹斜度（度）。t0/t、β与材料性质及其状态有关，其值见表5。表5t0/t、β的值材料t0/tβ材料状态退火硬化退火硬化软钢、紫铜、软黄铜0.50.3565中硬钢（A3、A4、20～30号）0.30.254硬钢（

5、40～60号、A5、A6）、硬青铜0.20.144冲裁间隙的大小直接影响制件断面质量、尺寸精度、冲裁力、卸料力和模具寿命等。间隙过大，使断面光亮带减小，毛刺增加，冲孔尺寸增大，冲裁力减小，但模具寿命延长；间隙过小，使冲孔尺寸减小，卸料力增大，凸模磨损快，但断面毛刺减少。在经验法中，查相关手册可知，Zmin＝0.24，Zmax＝0.36。取间隙为0.24～0.32。（二）凹模尺寸计算1凹模刃口尺寸计算因为冲孔尺寸随凸模尺寸而定，所以一般是先制凸模，然后用凸模配制凹模。但由于实际情况凹模比凸模难制，所以我们常常将凸模尺寸换算到凹模上

6、去，以凹模配凸模。计算过程类似尺寸链的计算，凸模尺寸作为封闭环，下面以制件孔尺寸d＝26.5为例来说明计算过程。由此可得凹模刃口尺寸，见表6。图2刃口尺寸链D凹＝D＝26.76＋0.24＝270＝a－0，即a＝0－0.13＝b－0.08，即b＝－0.05表6凹模刃口尺寸制件孔尺寸d26.5103凸模刃口尺寸d凸26.76-0.130103.43-0.210凹模刃口尺寸D凹27-0.050103.67-0.130第4页共4页1凹模外形尺寸计算确定凹模的外形尺寸，可由图3、图4、图5查得凹模厚度H凹、凹模壁厚C的近似值，然后按表8和

7、表9可查得矩形、圆形凹模的外形尺寸及工作部分最大允许尺寸，其结果见表7。表7凹模外形尺寸凹模厚度H凹凹模壁厚C凹模外形尺寸近似值由表8得凹模尺寸孔103孔26.5A凹′B凹′A凹B凹32.44030163106.5200100图3凹模外形尺寸近似确定图图4矩形凹模图5圆形凹模第4页共4页表8矩形凹模的外形尺寸及工作部分最大允许尺寸凹模尺寸A凹×B凹凹模工作部分最大尺寸L×b凹模尺寸A凹×B凹凹模工作部分最大尺寸L×b凹模尺寸A凹×B凹凹模工作部分最大尺寸L×b50×4020×10100×8050×40170×140100×806

8、0×5028×20120×8070×40200×140130×8070×5038×20140×808×040240×140170×8080×6040×30120×10070×50200×170130×100100×6050×30140×10080×50240×1