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。
! _& y1 V- H# v7 q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。
　　（一） 冲裁的工艺分析
' x# j! l$ }' V% k　　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
$ }. {0 ]' q$ H: m. y7 i, n9 J: b　　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。
　　　　（1） 排样
. g; t) _' m* o. F9 z　　　　（2） 冲压力
: |& N, w, d5 T( w2 [　　　　（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
. ?, g7 \- X. f% B; x) m9 R　　　　（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
0 ?: L2 ?+ j/ `/ H3 L% o　　从冷冲模标准中选取标准件，将标准编号写入详细表。
　　（五） 绘制非标准零件图

设计实例
5 ^+ w! j/ E( c4 S* M　　（一） 冲裁件工艺分析
- V7 b5 M7 H6 Z( k" j　　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。
　　（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。
0 ~& h; |( R9 S, Q" q　　（三） 模具设计计算
! o8 N7 t' a1 {0 {1、 排样：按表2-8查：
　　a:手动送料按图形a=2
　　b: 手动送料按图形b=2
　条料宽度：B=(d 2a)- =(58 4)-0.6=62-0.6
! \( t# Y9 r1 y8 }0 ]　　步进：30 2=32
　　画出排样图
  U4 d1 q  Q8 [8 ?! m" [+ Q2、 计算总冲压力
　　P总=P冲裁 P推件
/ T' q$ `. ~% ]　　　=P冲孔 P落料 P推件
. B/ Q6 R& L7 V3 Z　　P冲孔=1.3Lt
　　　　　=4*3.14*3.5*2*390
1 _. ]1 T9 o2 D7 f　　　　　=34000N
　　Pt=Kt.Pn
( N/ C8 ]" B5 k. B- a3 I5 I　　取n=3 Kt=0.055(查表2-5)
　　Pt=0.055*(126000 34000)*3
; [% w, r6 S/ r+ M% k! Q, ~- R　　　=26400
　　　=186400N
; l: q- w+ _5 I1 \- A　　　=186.4KN
  M3 l% o( L/ k$ g& f$ A3、 压力中心在O1上，P2压力中心在O上。
　　离O1距离为X
　　根据压力中心两边边距相等的条件：
/ o' t$ Q2 ?& o" d: s# z6 v　　P1X=（32-X）P2
　　X=6.8
4、 冲模刃口尺寸计算
9 u# H0 t7 {" O, a6 K" o5 s- ]1 k　　（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：
- S- y' `( l/ V, P" o　　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
; d( {6 l: i; F4 `　　（2） 冲孔时的凸凹模尺寸计算。尺寸变小情况 配合加2
2 R# v* j/ L. K6 B　　5、 确定各主要零部件的结构尺寸。（公式）
8 c0 L3 e7 q( P8 o( B  U( h3 z　　6、 冲模闭合高度计算
- S4 Y  q: Z. ?　　Hm=Hs Lt Ha Hx Hx 其中垫板厚度Hx=5mm
; ?- d: N5 D- S8 `- x6 y　　Hm=30 57 26 36 5=154mm
* O- s& T8 u/ {5 q7、 压力机的选用
' a/ U' \& l+ m  T6 V5 r　　压力机的分称压力大于P总，即大于186.4KN
$ n5 P/ j  H& K) X6 `　　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。
& e  Z3 ^- b( _, c$ F! @　　选用J23-25开式双柱可倾压力机装模时加垫板：
　　H垫：270-159=111mm
（四） 绘制总装图选取标准件。
+ d6 H# G; M! {  [* h4 P# a2 Z5 _冲裁模的习惯画法：
　　（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。
画详细表。
/ ~  D3 Z' w3 O6 ?- @1 L　　（五） 绘制非标准件零件图。
. _/ x: H! H1 Y/ `　　下周模，凹模，卸料板，冲孔凸模，垫板。
* E' {/ S9 d3 I　　注意刃口尺寸的配合加工的标注。
0 J1 w/ I& L3 G1 H1 C
3 v& f6 j1 e/ h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。
1 {+ c+ H, S2 C* O( V& C5 J4 i# d　　一） 冲裁件的工艺分析及工艺方案和模具形式。
9 v9 G' k6 |+ C9 y2 n' N　　该零件开头简单，对称是由圆弧的与直线组成。
. Q6 @4 L; M- L% ]　　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。
　　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
6 u" Q7 s/ h# V- W; `* W4 w/ F条件宽度:b=120 3*3 44=173mm
" y7 T% B' T- D0 w( h2 M　　步进:h=45 3=48mm
( m" m  P4 \8 w) e& Q( U# l　　每个的材料的利用率为:83%
三） 冲压力计算，模具彩方案性缺陷料及下出料方式。
" G, p# C3 N+ Q3 c* l  x5 B2 c　　1、 落 料力P1=212*103N
8 r) k3 p" E  g! z' A, o　　2、 冲孔力：p2=53.953.9*103N
　　3、 落 料的卸料力:p=8.48*103N
" {9 V! c: L/ j) y; M& ~　　4、 冲孔时的推件力p总=280.31KN
四）、 计算压力中心
　　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。
. _; n4 U; X* a. T2 M* _4 a' `7 W　　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。
7 I0 `" b! D. N5 l& a　　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
2 v' ]1 v/ g  W/ x　　凹模的宽度是45 42*2=129mm
　　3)凸凹模强度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm

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