冲压模具设计和制造实例

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1、冲压模具设计与制造实例例：图1所示冲裁件，材料为A3，厚度为2mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。零件名称：止动件生产批量：大批材料：A3材料厚度：t=2mm一、冲压工艺与模具设计1.冲压件工艺分析①材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。0-0.520-0.520-0.520-0.520-0.74③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔边距12mm的公差为-0.11，属

2、11级精度。查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65mm24mm30mmR30mmR2mm+0.360零件内形：10mm孔心距：37±0.31mm结论：适合冲裁。2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺方案：①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。0-0.11方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸

3、12mm有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。3.排样设计查《冲压模具设计与制造》表2.5.2，确定搭边值：两工件间的搭边：a=2.2mm工件边缘搭边：a1=2.5mm步距为：32.2mm条料宽度B=D+2a1=65+2*2.5=70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为：η=A/BS×100%=1550÷（70×32.2）×100%=68.8%查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为

4、14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η为：η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=65.1%即每张板材的材料利用率为65.1%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力F总=1.3Ltτ=1.3×215.96×2×450=252.67（KN）其中τ按非退火A3钢板计算。冲孔力F冲=1.3Ltτ=1.3×2π×10×2×450=74.48（KN）其中：d为冲孔直径，2πd为两个圆周长之和。卸料力F卸=K卸F卸=0.05×252.67=12.63（KN）推件力F推=nK推F推=6×0.055×37

5、.24=12.30（KN）其中n=6是因有两个孔。总冲压力：F总=F落+F冲+F卸+F推=252.67+74.48+12.63+12.30=352.07（KN）⑵压力中心如图3所示：由于工件X方向对称，故压力中心x0=32.5mm=13.0mm其中：L1=24mmy1=12mmL2=60mmy2=0mmL3=24mmy1=12mmL4=60mmy4=24mmL5=60mmy5=27.96mmL6=60mmy6=24mmL7=60mmy7=12mmL8=60mmy8=12mm计算时，忽略边缘4-R2圆角。由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（32.5，1

6、3）5.工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。刃口尺寸计算见表16.工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb（≥15mm）H=0.28×65=18.2.mm凹模边壁厚：c≥（1.5~2）H=（1.5~2）×18.2=（27.3~36.4）mm实取c=30mm凹模板边长：L=b＋2c=65＋2×30=125mm查标准JB/T-6743.1-94：凹模板宽B=125mm故确定凹模板外形为：125×125×18（m

7、m）。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为：125×125×14（mm）。凸凹模尺寸：凸凹模长度：L=h1+h2+h=16+10+24=50（mm）其中：h1-凸凹模固定板厚度h2-弹性卸料板厚度h-增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查《冲压模具设计与制造》表2.9.6知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。冲孔凸模尺寸：凸模长度：L凸=h1+h2+h3=14+12+1440mm其中：h1-凸模固定板厚h2-空心垫板厚h3-凹模板厚凸模

8、强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。7.其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点：凹模板