冲压模具设计.docx

1、冲压模具设计1、主要冲压工序 【1】分离工序（切断、冲裁（落料、冲孔）、切口、切边）【抗剪强度】 【2】变形工序（弯曲、拉伸、成形（起伏（压筋）、翻边）、缩口、胀形、 整形）【屈服期限】 （金属变形三个阶段：弹性变形 均匀塑性变形 集中塑形变形） 2、冲压材料 【机器】考虑其强度和硬度 【电机电器】导电性和导磁性 【化工容器】耐腐蚀性 【1】材料塑形好，允许变形程度大，可减少冲压工序次数和中间退火次数 【2】延伸率（）、杯突试验深度大或屈服极限/强度极限（屈强比）s/b）、冷弯试验中的弯曲直径（d）小，其塑形就好。 【3】模具间隙是按材料厚度来确定的（材料厚度公差必须符合国家标准） 【公差过大

2、会影响工件质量】3、冲压机种类 【1】曲柄压力机（开式压力机、闭式压力机） 【2】双动拉深压力机 【3】摩擦压力机 【4】液压机（*闭合高度、最大装模）4、模具设计参数(标准件、压力中心)4.1【冲裁间隙】Z=D凹D凸(凹模直径D凹 、 凸模直径D凸)(单边D/2)4.2【凸凹模刃口尺寸计算原则落料和冲孔】 4.21【落料件】尺寸取决于凹模尺寸，落料模应先定凹模尺寸，用减小凸模 尺寸来保证合理间隙。 【冲孔件】尺寸取决于凸模尺寸，冲孔模应先定凸模尺寸，用增大凹模 尺寸来保证合理间隙。4.3【计算凸、凹模刃口尺寸需要用到的参数】Zmin 和Zmax 、落料公差（凸、 凹）和冲孔公差（凸、凹）、系

3、 数（）4.4【冲裁力P0（N）】 【平刃口凸、凹模】 P0=L 【L（冲裁件周长mm）、（材料厚度mm）、（材料的抗剪强度MPa）】 【考虑其他因素，实际冲裁力：P =1.3P0Lb】【b（材料的抗拉强度MPa）】4.5【阶梯分布】一个模具里多个凸模，分为大凸模、小凸模，为防止折断，小 凸模一般比较短，与大凸模呈阶梯状分布，大、小凸模的高度差 为H（取决于材料厚度）。 （3mm时，H=；3mm时，H=0.5）4.6【卸料力、推件力、顶出力计算】 卸料力：P卸=K卸P（N） 推件力：P推=nK推P（N） 顶出力：P顶=K顶P（N） 【P(卸料力)、n（卡在凹模洞口内的工件（或废料）数目）、K（

4、系数）】4.7【排样、搭边和条料宽度】 4.7.1【排料】 4.7.1.1【排料方式】直排 斜排 直对排斜对排混合排多行排 4.7.1.2【材料利用率（一个进距内的材料利用率）】=100% F(冲裁件面积（包括冲出的小孔面积）) n(一个进距内冲裁件数目) b(条料数目) h(进距) 4.7.2【搭边】 搭边值大小，能太大，浪费材料；太小容易挤进凹模，影响模具 寿命。（搭边值大小可查表）5、模具类型 【冲裁模具类型】单工序模级进模复合模【凹模】凹模孔口形式凹模外形尺寸（凹模厚度H、壁厚C） 【凹模厚度H】H=Kb（mm） （K系数 b冲件最大外形尺寸） 【凹模壁厚C】 【小凹模】 C=（1.5

5、2）H （mm） 【大凹模】 C=（23）H （mm）【凸凹模】（复合模） （不集聚废料的凸凹模最小壁厚） 【黑色金属和硬材料】 1.5（须大于0.7mm） 【有色金属和软材料】 （须大于0.5mm）【凹模上螺钉孔、圆柱销孔的最小距离】（跟是否淬火有关，淬火距离比较大）【凹模强度校核】（检验凹模厚度，因为凹模厚度不够，会使凹模产生弯曲，损 坏模具。 H最小= 【H最小凹模最小厚度（mm） P冲裁力（N)】【凸模】 【结构型式】标准圆形凸模带护套的小孔凸模（适用于冲孔直径与料厚相近的小孔）快换凸模（用于大型冲模中冲小孔易损坏大圆凸模非圆形凸模 【凸模长度】 L=H1+H2+H3+Y 【H1凸模固

6、定板的厚度】 【H2卸料板的厚度】 【H3导尺的厚度】 【Y自由尺寸（凸模的修磨量46mm；凸模进入凹模的深度0.51mm；凸模固定板与卸料板之间的安全距离A，可取1520mm。】【凸模强度校核】压应力校核弯曲应力校核【凹模、凸模的镶拼结构】 【镶块紧固】 框套热压法框套螺钉紧固法销钉、螺钉紧固法 【镶块尺寸mm】H:B:L=(0.6-0.8):1:(3-5) 尺寸范围：H（30-75）;B(60-170);L(最大至300)【凸模、凹模固定】机械固定（采用螺钉紧固、压配合等方法）粘结固定（低熔点合金浇注固定法环氧树脂粘结固定法无机粘结剂固定 法）【定位零件】 【定位板、定位销】（定位板（定位

7、销）高度与材料厚度有关）材料厚度（mm）： 3-5定位板（销）高h（mm）： +2 +1 【导尺（或导料销）】 【侧压】簧片压块式 弹簧压块式（侧压力大，适合冲裁厚料） 压板 式（适用于单侧刃级进模） 【挡料销】挡料销高度与材料厚度有关，可以查表得到 【挡料销型式】圆柱头式挡料销钩形挡料销活动挡料销初始挡料销 【侧刃】切去条料旁侧的少量材料来限定送料进距（提高生产率，保证较高定位精度，有利于自动化） 【侧刃固定方法】压配合固定铆接固定螺钉固定销钉固定【导正销】（主要用于级进模） 【型式】压入式螺钉固定式【卸料和推件零件】【型式】固定卸料板弹性卸料板废料切刀弹性卸料和刚性推件装置弹 性卸料和弹性

8、推件装置【弹簧、橡皮的选用】 【圆柱螺旋压缩弹簧】（弹簧压缩量、弹簧根数、弹簧装配长度） 【橡皮】【卸料板和凸模之间的间隙】（可查表） 【卸料弹簧窝座深度】 【卸料板螺钉沉孔深度】 【打杆长度】 【顶杆长度】【导向、联接固定零件及其他】 【导柱、导套 】（用于要求精度高的冲模） 【布置型式】后侧导柱中间导柱对角导柱四个（或六个）导柱 【结构型式】滑动导柱导套 滚珠导柱导套 【导板】 【厚度】H1=（0.8-1）H凹 （H凹 凹模厚度 ） 【上、下 模】（模座分带导柱和不带导柱）【垫板】【凸模固定板】（ 圆形 矩形）【模柄】【平衡侧压力结构】【模具压力中心计算】【模具总体设计】【掌握资料】冲压件

9、图纸及技术条件生产批量冲压设备模具制造条件【总体设计任务】模具类型的确定 操作方式、进出料方式的确定 定位、卸料、推件、导向、联接固定等型式的确定 模具压力中心的确定 模具外形尺寸确定【模具类型确定】（以冲裁工件要求、生产批量、模具加工条件等为主要依据） 【冲裁工件要求、生产批量】单工序模、级进模、复合模 无导向模、导柱模、导板模 【模具外形尺寸确定】（包括模柄尺寸、闭合高度、模座俯视尺寸）（与 所选冲床规格有关） 【模座尺寸】一般冲床工作台每边尺寸大于下模座尺寸5070mm【模具设计中须考虑的安全措施】【模具材料及使用寿命】 【冲压对材料的基本要求】 有足够的硬度和耐磨性（冲压模正常失效方式

10、是磨损）有一定的强度和韧性有良好的加工工艺性【模具常用材料】【提高模具使用寿命的途径】合理设计模具正确选用模具材料保证热处理质量和采用热处理新工艺保证加工质量和采用新的加工方法（加工模具新方法：电火花加工和线切割加工（优点：不管材料硬度多高，均能加工，加工安排在热处理之后，从而解决热处理变形问题）低熔点合金和锌基合金浇铸（制造周期短，加工容易，成本低，废旧模具可以重熔再造）合理使用与维护【冲裁件质量分析】（毛刺、剪裂带、光亮带、塌角）【精冲】精冲过程精冲材料精冲模设计的参数（精冲力P总=P冲+P压+P推（冲裁力齿圈压板力推板反压力）；凸凹模间隙）精冲模具结构（设计注意事项：刚度精度要求高一般采

11、用滚珠导柱模架控制凸模进入凹模深度添加排气孔或者排气槽合理分布顶杆） 模具结构：活动凸模式固定凸模式简易精冲模 【弯曲】【弯曲原理】 【弯曲变形过程】 【弯曲过程中的应力应变状态】【应变中性层的位置及最小弯曲半径的确定】 【应变中性层的位置】 【最小弯曲半径的确定】【弯曲件的回弹】 【回弹量的确定】、【影响回弹因素】材料的机械性能相对弯曲半径弯曲角弯曲件的形状弯曲方式模具间隙【减少回弹量的措施】从改进产品设计和工艺来减少回弹量在模具结构上采取措施利用橡胶和聚氨酯凹模进行弯曲采用拉弯工艺【弯曲力计算】 【自由弯曲的弯曲力】【弯曲件毛坯尺寸计算】【弯曲件工序安排和模具结构】【弯曲工序应考虑的原则】

12、两次弯曲成形三次弯曲成形对称弯曲连续工艺成型【弯曲模的结构设计和典型结构】 【弯曲模结构设计要点】 坯料放在模具应有可靠定位 不应使毛坯产生严重的局部变薄 弯曲过程中，应防止毛坯移动 弯曲区能得到校正 有消除回弹的可能性 毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出工件要方便 【弯曲模具的典型结构】 V型件弯曲模 U型件弯曲模 圆环件弯曲模 铰链弯曲模连续弯曲模【弯曲模工作部分的设计】 【凸模、凹模圆角半径与凹模深度】 凸模圆角半径r凸 凹模圆角半径R凸 凹模深度h 【凸、凹模间隙】 凸、凹模工作部分尺寸与制造公差【斜楔的设计和计算】 【楔块受力分析】 【水平斜楔】 【向下倾斜运动的斜楔】 【向上倾斜运动的斜楔】【楔块尺寸、角度的确定】【拉深】【拉深的基本原理】 【拉深变形过程】 【拉深过程中毛坯的应力和应变状态】 【拉深过程中的起皱和断裂】【旋转体拉深件的毛坯尺寸计算】 【修边余量】【带料连续拉深】