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。
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。
( w! m! [$ l& t' i; W8 x, }　　（一） 冲裁的工艺分析
4 s9 }% ^% E+ H# N6 ^# n　　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。
" Z3 z, L* s$ f+ j7 ]+ u9 |) f　　（三） 冲压模具的设计计算。
/ G: q5 n! s2 N* a% [& E9 i　　　　（1） 排样
　　　　（2） 冲压力
　　　　（3） 压力中心
　　　　（4） 模具刃口尺寸计算
: T! J- S* a  d0 Z9 w6 T5 V6 O　　　　（5） 确定各主要零件的外形尺寸
　　　　（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。
2 J8 T- ~# a5 f' J& T　　（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。
$ \# Y- E* u4 M- h1 j7 P　　2、 结构形状：冲裁件内，外形要尽量避免尖锐清角。
, D* \. M8 z" y5 e8 \　　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。
/ a  F: s& T. @' W) c& J　　（三） 模具设计计算
1、 排样：按表2-8查：
　　a:手动送料按图形a=2
; D9 `5 X1 A1 W: x  b　　b: 手动送料按图形b=2
) N' H6 E, G: _' Z( S5 D$ M　条料宽度：B=(d 2a)- =(58 4)-0.6=62-0.6
; v: P0 [4 r$ O5 v2 }" l8 a% q　　步进：30 2=32
" T& C$ Q; g9 o  N9 s1 f6 ]　　画出排样图
* u+ S5 k+ n% A* ^: \0 F2、 计算总冲压力
　　P总=P冲裁 P推件
　　　=P冲孔 P落料 P推件
% ?1 v9 G& H+ {  w7 i　　P冲孔=1.3Lt
　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
% U1 _* ]0 x& z% p. v! O+ N　　　　　=34000N
6 Q7 }- J, ~* h2 I8 g2 U　　Pt=Kt.Pn
　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
7 P' E3 k, s$ K7 |' ~* C) T　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
% f1 n- @# J/ _' C1 Y　　　=26400
9 R% ]7 }! R1 C& g0 V" l　　　=186400N
7 ~9 T* Q0 w2 t/ J( _　　　=186.4KN
3、 压力中心在O1上，P2压力中心在O上。
　　离O1距离为X
# {# P' @, w& Z, Q$ c, l+ X* c　　根据压力中心两边边距相等的条件：
　　P1X=（32-X）P2
　　X=6.8
6 n6 A% S/ q3 c+ j( u+ j- g4、 冲模刃口尺寸计算
, ?+ t0 U4 O8 h* q- K  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：
. z: b0 z+ L: m9 ]5 s% B　　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
　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
) n% O( c; e0 D( ?$ g" |. Q　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
　　6、 冲模闭合高度计算
# S) V* P# T9 p/ b( s! P  [　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
; ]6 c& J. L: Y9 h: i7、 压力机的选用
　　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
　　即Hmax>=154 5=159mm
　　工作台尺寸要可以按照装模具。
; k) _0 h3 {  z" O6 L& x8 o　　选用J23-25开式双柱可倾压力机装模时加垫板：
3 b7 J3 [8 y  i　　H垫：270-159=111mm
（四） 绘制总装图选取标准件。
8 z; \5 S: e; V! `3 b0 i冲裁模的习惯画法：
4 @. h! N! R7 u) |7 u) a　　（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。
& N6 d6 s, Z4 H1 Z: c. h- u画详细表。
* c2 `- Q' M! {8 ]　　（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。
, W& U8 g9 P  V, A
# {7 v. ]- l) H4 f  _& C8 }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。
　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
6 S, g4 X3 p. D7 J& `" z& J) [3 A　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
; [. B. y% i3 F* d! J　　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。
9 T9 U, u% ?7 M6 ?　　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
0 B( B! N* W/ Z9 p: f8 t条件宽度:b=120 3*3 44=173mm
/ d8 z' \6 Z8 u　　步进:h=45 3=48mm
8 S* d9 y6 ?6 `0 J2 V　　每个的材料的利用率为:83%
0 x" D- }, S' a  K1 D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
* O9 l( b8 G) v, \$ A) N1 f　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
( R+ ~7 |$ `7 r! }8 p/ X- a& Q　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
) w2 W% o! i- o0 w% g9 T4 t4 m7 I四）、 计算压力中心
' r4 v3 ~6 e7 g) b　　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。
& m1 f0 \; G9 Z9 s& m　　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。
% A1 t( G% k! D. m. ^* Z　　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
3 p& ?" {+ @4 `) T( b　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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