4冲裁模具设计汇总

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1、4冲裁模具设计教学内容：确定模具类型，设计计算凸凹模刃口的形 状、尺寸、精度、配合间隙以及选择定位、 卸料方式等。教学要求：了解各种类型冲裁模具的结构形式、 使用 范围及其特点。掌握冲裁模具的设计步 骤。根据工艺方案所定的工艺顺序、 工序 性质和设备选用情况设计一般的冲裁模 具。4.1 普通冲裁模设计基本原则：(1) 模具与制件的尺寸精度及生产批量适应(2) 模具与压力机适应(3) 模具与工艺适应(4) 尽量选用标准模架和模具零件(5) 模具工作与存放安全4.1.1 无导向开式简单冲裁模特点：结构简单，重量轻，尺寸小，制造容易，成本 低。但调整麻烦，寿命低，冲裁件精度差， 操作不够安全。 86

2、 冲压工艺与模具设计应用：精度要求不高、形状简单、批量小的冲裁件。4.1.2 导板式落料冲裁模特点：有导板导向，但压力机行程要短（一般不大于20mm）c-87 第4章冲裁模具设计-87 -# 图4.2导板导向式冲裁模IW14.1.3 设计实例4.1.3.1 导柱导套式 落料冲裁模特点：导柱、导套进行精确导向定位应用：精度要求较高、生产批量较大的冲裁件89 冲压工艺与模具设计-100 卸料板导柱凹模顶杆橡皮屮I顶件块档料销卸料螺钉卸料弹簧凸模固址板 图4.3导柱导套式落料模4.132设计举例1) 冲裁件工艺分析外形简单， 一次冲裁加工即可成形。大批量生产， 采用单工序、后侧导柱导套式冲裁模进行加

3、工。制件尺寸较厚， 采用固定卸料板刚性卸料和下出料的方式。2) 工艺计算(1)冲裁力、卸料力、推件力计算及初选压力机查 表 Q235 的 =375MPa460MPa ,取6 =460MPa。表4-1部分碳素结构钢力学性能牌号屈服强度os / MPa伸长率/%抗拉强度o-b / MPaQ21516521526 31335410Q23518523521 26375460Q255205255佃24410510Q27522527515 20490610计 算 冲 裁 力-# 第4章冲裁模具设计-91 Fi 二 dDt 匚 b = n 40 3 460N = 173 328N查表K推二0.045 ；表4

4、- 2卸料力、推件力和顶件力系数料厚/mmK卸K推K顶0.1 0.50.0457 0550.06380.0钢0.52.50.04 0.050.05560.02.5 6.50.03 0.040.04550.06.50.02 0.030.02530.0铝、铝合金0.0257 080.03 0.07-纯铜、黄铜0.02 0.060.03 0.09-由取凹模刃口高度h=8mm，故在凹模口内同时存有冲孔废料的个数n=8七个t 3推料力： F2 =nK推F! =3X0.045 073 328 =230399(N ) 总力:总 F =Fi +F2 =(173 328 +23399) =196 727(N)

5、初选：公称压力为250kN的开式压力机。(2) 确定模具压力中心本例产品为对称形状制件，压力中心位于制件的 几何中心。(3) 计算排样由表4.3取搭边值ai =2 (便于进距取整)，a =2.5条料 宽度为45mm，进距为42mm。表4- 3最小工艺搭边值(单排)Zmin = 0.46mm ,Zmax = 0.64mm。表4-4 冲裁模初始双面间隙 z ( z = 2c )(单位：mm)板料厚度/mm材料08、 10、 35、Q23540、5065MnZminZ maxZ iminZ maxZminZmax0.50.0400.0600.0400.0800.0400.0600.60.0480.0

6、720.048 0.0720.0480.0720.70.0640.092I 0.064 0.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.126f 0.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.180-1.50.1320.2400.170 i0.2301.750.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3802.10.2600.3800.2800.4002.50.3600.5000.3800.5

7、40,2.750.4000.5600.4200.6003.00.4600.6400.4800.660查表，、p =0.02mm ,“ = 0.03mm。表4- 5规则形状（圆形、方形）冲裁凸模、凹模的极限偏差（单位：mm）基本尺寸凸模偏差耳凹模偏差& 0.36V 0.16 0.1612V 0.200.21 0.41 0.42V 0.20 0.2024V 0.240.25 0.49 0.50V 0.24 0.24-93 第4章冲裁模具设计105 4V 0.300.31 A 0.60V 0.30A 0.300.59由于尊 + 抵=0.05mm , Zmax Zmin =.18mm，满足 Zmax

8、Zmin A 、p 、d故凸、凹模采取分别制造的方法。凸、凹模尺寸：Dd = (D x总):色=(40 0.5汇 0.25)f.03mm = 39.8纤.03mmDp = 0 - ZmG總(39.88 - 0.46)：.02mm = 39.42Q.02mm3) 有关模具零件设计计算(1) 凹模、凸模、凸凹模尺寸取凹模厚30mm，外圆直径*110mm。(校核) 凸模采用圆形冲孔凸模，采用固定板固定 方式。(2) 选择上、下模板及模柄采用GB/T2851.3 佃90后侧滑动导柱导 向模架。根据凹模外形尺寸姑0mm选相近规格标准模板L B，为160mm 125mm，上模板厚40mm，下模板厚50mm

9、。选用 GB/T2861.1 1990 导柱 25mm 180mm ， GB/T2861.6-1990导套 25mm 5mm 38mm 。根据压力机模柄孔尺寸，选择A4050 JB/T7646.1佃94压入式模柄。(3) 其他结构尺寸垫板 :110mm 汇 6mm凸模固定板 :110mm 汇 45mm刚性卸料板：110mm x12mm导料板:4110mm 8mm-101 凸模长度:H p = (4520 12 8 0.5)mm = 85.5mm ,取 86mm4) 模具闭合高度H0 =(40 +6 +45 +20 +12 +8+30 +50)mm =211mm所选压力机闭合高度Hmax =25

10、0mm ， H min =(250 70)mm =180mm。满足Hmax -5mm H Hmi10mm5) 绘制模具总图及零件图图4.5冲裁模装配图装厉懈平(a)凸槐零件图(b)凹模零杵图图4.6工作零件图4.1.4 连续模连续模 在一次冲压行程中，在几个不同的工位上同时完成多道工序的冲裁的冲模，又称级 进模。图4.7侧刀定距边连续冲裁模4.1.5 正装式复合模正装式复合模:落料凹模在下模布置顶件块落料凹模Li凸凹模卸料扳 冲礼凸模图4.8正装式冲孔落料复合冲裁模4.1.6 倒装式复合模倒装式复合模： 落料凹模在上模布置的复合模图4.9冲孔落料倒装式复合冲裁模优点：废料能直接从压力机落料孔落

11、下，操作方便， 生产效率较高，应用广泛。4.2特殊冲裁模设计4.2.1拼块式冲裁模模具凸模或凹模采用拼块的方法组成。图4.10拼块上螺钉、销钉的布置图4.11嵌入法1:模座(a)冲大件拼块洛料模平面结构1/1 J(b)冲大件拼块落料上模图4.12冲大件拼块落料模结构422 厚料冲孔模图4.13厚料冲孔模结构图ITo4.2.3 小孔冲裁模对于一般的软钢，其最小极限孔径 上等于板料厚度t, 即 dmin = _1、孔冲模的结构特点主要是保护凸模不被折亍断。通常采用1 凸模全长导向方式，或采用寸超短凸模方式。图4.14所示小孔冲模。工件厚度2mm： Q235钢板， 冲两个2mm孔。图4.14对凸模采

12、用全长导向的小孔冲模结构固宦护套央持板沾动护仓压料板-卸料板-凹模 凸模/十凸模両定板第4章冲裁模具设计 103 图4.15活动护套与固定护套结构图图4.16凸模导向组件在工作始末情况-# 第4章冲裁模具设计111 4.2.4 悬臂式冲孔模与狈0向冲孔模-制件友座橡胶定位螺钉-105 图4.17悬臂式冲孔模结构图4.2.5 两同心件落料模ITI图4.18同心件落料复合模结构426 硬质合金冲裁模硬质合金冲裁模一一用硬质合金作为凸模和凹模材 料的冲裁模。特点：模具寿命比一般合金钢模具寿命高 20倍30 倍。模具成本比一般合金钢模高3倍4倍。材料：含钴量在8%30%的钨钴类合金，YG15、YG20

13、、YG25。陋刃凸模冲孔凸模L凸樓囿定板蒋料凸模凹模J|】模同疋盛侧圧装置A-A图4.21硬质合金连续冲裁模结构(a)零件图(b)排样图图4.22零件图及排样图4.2.7棒料切断模W.k(a)正视图调整円定切刀闕權爍母4.2.8(b)俯视图图4.23棒料切断模结构图非金属冲裁模落料推料弾赛推料村一推件板落料1川模冲孔門模J7L(c)复合模(a)冲孔的刃口(b)落料的刃口图4.24尖刃冲裁模结构429精密冲裁模4.2.9.1 整修整修一一将普通冲裁后所得的毛坯放在整修模中进 行一次或数次整修加工，去掉粗糙不平的 断面与锥度，得到光滑平整的断面。整修 工艺示意图，如图4.25所示。笫一次整修/第二

14、次整修图4.25整修工艺示意图图4.26 尖角的整修429.2光洁冲裁1）小间隙圆角刃口冲裁第4章冲裁模具设计-115 -iii 图4.27带椭圆角或圆角的凹模2）负间隙冲裁图4.28负间隙冲裁图4.29负间隙冲裁凸模尺寸分布429.3 精冲模具结构：上柱塞上模座齿圈爪扳凸凹模导料悄落料凹模推板冲扎凸模I顶杆图4.31落料冲孔精冲模a113冲孔凸模落料卩啾匸作台推杆齿圈压板推板顶杆H凸|叫模朋FT.fr：台题习图4.32凸模活动式复合精冲模1.简述题第4章冲裁模具设计(1) 试分析无导向开式冲裁模、导板式冲裁模与导柱式冲裁模各自特点(2) 正装复合模与倒装复合模各有何特点？ 如何选 择？滚动模

15、架和滑动模架相比，在结构特点上有什么第4章冲裁模具设计-117 不同？非金属冲裁的特点和金属冲裁的特点有什么不 同？非金属冲裁的凸、凹模刃口形状和金 属冲裁的凸、凹模刃口形状有什么不同？(5) 整修的冲裁原理和普通的冲裁原理有什么不同？整修的精度可以达到多少？(6) 采用精冲禾口采用负间隙冲裁有何异同？(7) 简述精冲工艺原理，并分析精冲模具的结构特点。2.设计题(1)如图4.33所示大型工件，如采用拼块式落料模结 构形式，应该如何划分镶拼结构？设计落料冲裁模，材料 Q235，t=2mm，如图4.34所示。图4.34设计落料冲裁模(3)设计冲孔落料级进模或复合模，并且对这两种模具的特点进行比较。材料 10钢，t=2mm，如图4.35所示-117 图4.35设计冲孔落料级进模或复合模38 二 0.250 )25