项目一冲裁工艺与冲裁模设计.ppt

1、冲裁工艺与冲裁模的设计2.1 典型案例典型案例2.2 冲裁工艺与模具的设计程序冲裁工艺与模具的设计程序 2.3 冲裁工艺性分析冲裁工艺性分析2.4 冲裁工艺过程冲裁工艺过程2.5 排样排样2.6 冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算2.7 定位与卸料出料定位与卸料出料 2.8 凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计2.9 冲裁模总体设计冲裁模总体设计2.1 2.1 典型案例典型案例垫圈垫圈 垫圈是标准化的零件，具有通用性和互换性，材垫圈是标准化的零件，具有通用性和互换性，材料一般为普通碳素钢（如料一般为普通碳素钢（如Q215Q215），属于大批量生产），属于大批量生产。t=1mm2.2冲裁工艺与模具

2、的设计程序冲裁工艺与模具的设计程序 冲裁模设计的总原则：冲裁模设计的总原则：在满足制件尺寸精度和在满足制件尺寸精度和形状精度的前提下力求使模形状精度的前提下力求使模具结构简单、操作方便、材具结构简单、操作方便、材料消耗少、制件成本低。料消耗少、制件成本低。审图冲裁工艺性分析冲裁工艺方案制定排样刃口尺寸计算冲压力及压力中心计算凸、凹模结构设计总体结构设计冲压设备选择冲裁模装配图绘制非标零件图绘制冲裁模设计程序示意图冲压模具设计冲压模具设计圆垫片复合冲裁模具圆垫片复合冲裁模具1.编写设计说明书编写设计说明书1份份2.设计图设计图（1）模具总装配图）模具总装配图1张张(A2)；（2）绘制模具凸模、凹

3、模、凸凹模零件图各一张）绘制模具凸模、凹模、凸凹模零件图各一张(A4)。零件技术要求如下：零件技术要求如下：生产批量：大批量生产批量：大批量 制件精度：制件精度：IT14IT14级级 材材 料：料：Q215Q215 材料厚度：材料厚度：1mm1mm一、分析制件的工艺性，拟定冲压工艺方案一、分析制件的工艺性，拟定冲压工艺方案 1 1、制件的工艺性分析、制件的工艺性分析 制件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。从结构形状、制件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。从结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。工

4、艺分析：工艺分析：垫圈制件为圆形，结构简单对称，垫圈制件为圆形，结构简单对称，孔边距较大，无狭缝和锐角。孔边距较大，无狭缝和锐角。制件精度和表面粗糙度要求低。制件精度和表面粗糙度要求低。材料为普通碳钢，冲裁性能好，材料为普通碳钢，冲裁性能好，适宜采用冲裁加工。适宜采用冲裁加工。材料材料Q215 t=1mm二、冲裁工艺方案制定二、冲裁工艺方案制定 依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批依据制件对冲裁工艺的适应性，结合制件的生产批量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺量和各种冲裁工艺的特点，制定适合于制件的冲裁工艺方案。方案。单工序工艺方案复合工艺方案连续工艺方案（1）采用单一工序

5、冲压方法）采用单一工序冲压方法（2）采用复合工序冲压方法）采用复合工序冲压方法（3）采用级进工序冲压方法）采用级进工序冲压方法三、排样三、排样 依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提下，依据制件结构形状特点，在保证制件质量前提下，采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。采用较为合理的排样方式，以达到较高的经济效益。冲压件排样实物1、排样及材料利用率计算、排样及材料利用率计算 级进工序 复合工序垫圈垫圈（单排）（单排）级进工序 复合工序垫圈（多排）垫圈（多排）2、方案比较：、方案比较：单排方案模具结构简单，体积小，经济性好单排方案模具结构简单，体积小，经济性好（1）工件间搭边值）工件间搭

6、边值=0.8mm 沿边搭边值沿边搭边值 =1.0mm（2）定位方式确定：定位销（三个，图）定位方式确定：定位销（三个，图2-21）（3）条料尺寸确定）条料尺寸确定 B=20+2X1=22mm搭边值的确定搭边值的确定搭边：指排样时制件与制件之间、制件与条（板）料边搭边：指排样时制件与制件之间、制件与条（板）料边缘之间的余料。搭边值的选取。（表缘之间的余料。搭边值的选取。（表2-3）搭边的作用搭边的作用1）搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；）搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；2）保证条料具有一定的刚性，便于送料；）保证条料具有一定的刚性，便于送料；3）起到保护模具的作用，以免模具过

7、早地磨损而报废。）起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。三、成形零件结构设计三、成形零件结构设计1、凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计 在设计中应尽可能采用标准冷冲模具结构尺寸。在设计中应尽可能采用标准冷冲模具结构尺寸。a)b)c)a)非圆形凸模 b)长方形凸模 c)直通式凸模非圆形凸模：近似分为圆形类和矩形类非圆形凸模：近似分为圆形类和矩形类 圆形类凸模注意凸模定位，常用骑缝销来防止凸模圆形类凸模注意凸模定位，常用骑缝销来防止凸模的转动。的转动。如果用线切割加工如果用线切割加工非圆形非圆形凸模，则固定部分和工作凸模，则固定部分和工作部分的尺寸及形状一致，

8、即为直通式凸模。部分的尺寸及形状一致，即为直通式凸模。1.1.凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计凸模结构设计凸模结构设计（1）凸模的结构形式）凸模的结构形式 凸模按其工作断面的形式可分为圆形和非圆形凸模。凸模按其工作断面的形式可分为圆形和非圆形凸模。1）圆形凸模：工作断面为圆形）圆形凸模：工作断面为圆形 a）b）c）d）e）圆形凸模2.凹模结构设计凹模结构设计（1）凹模的刃口形式）凹模的刃口形式 凹模的结构形式（2）凹模外形尺寸）凹模外形尺寸凹模厚度：凹模厚度：H=Kb 凹模壁厚：小凹模凹模壁厚：小凹模 C=(1.52)H 大凹模大凹模 C=(23)H式中式中 b凹模孔的最大宽度（凹模孔的最大宽

9、度（mm）；）；K系数，见表系数，见表2-18；H凹模厚度，其值为凹模厚度，其值为1520mm；C 凹模壁厚，其值为凹模壁厚，其值为2640mm。（3）凸凹模的最小壁厚）凸凹模的最小壁厚 凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应具有一定的壁厚。具有一定的壁厚。凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚C一般按经验数据确定一般按经验数据确定 不积聚废料的凸凹模最小壁厚值为：不积聚废料的凸凹模最小壁厚值为：冲裁硬材料时冲裁硬材料时m=1.5t冲裁软材料时冲裁软材料时

10、mt 积聚废料的凸凹模，由于胀力大，故最小壁厚只要积聚废料的凸凹模，由于胀力大，故最小壁厚只要比上述数据适当加大。比上述数据适当加大。四、四、冲裁成形零件尺寸（凸凹模刃口尺寸）冲裁成形零件尺寸（凸凹模刃口尺寸）1、冲裁间隙冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模凸模与凹模刃口间缝隙冲裁间隙是指冲裁模凸模与凹模刃口间缝隙的距离。的距离。Z=Dp-Dd式中式中 Z冲裁间隙（冲裁间隙（mm）；）；Dd凹模刃口尺寸（凹模刃口尺寸（mm）；）；Dp凸模刃口尺寸（凸模刃口尺寸（mm）。）。凸模设计：凸模设计：如无特殊要求，其长度（厚度）尺寸一般按如无特殊要求，其长度（厚度）尺寸一般按冷冲模冷冲模国家标准（国家标准（G

11、B2851285781）选取。）选取。复合模凸模设计示例复合模凸模设计示例垫圈垫圈 落料凸模 固定板厚度：14mm；卸料板厚度：10mm；导料板厚度：8mm；L=14+10+8+15=47mm 冲孔凸模凸模长度的确定凸模长度的确定 在满足使用要求的前提下，凸模尽量减短。在满足使用要求的前提下，凸模尽量减短。采用固定卸料板的冲裁模采用固定卸料板的冲裁模凸模长度为：凸模长度为：L=h1+h2+h3+(1520)mm式中 h1凸模固定板厚度；h2卸料板厚度；h3导尺厚度；L凸模长度；1520mm包括凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到凸模固定板间的距离。凸模强度的校核凸模强度的校

12、核 当凸模特别细长或板料厚度较大时，应对凸模进行当凸模特别细长或板料厚度较大时，应对凸模进行压应力和弯曲应力的校核。压应力和弯曲应力的校核。垫圈垫圈复合复合模凹模模凹模表2-8得K复合=0.35；K级进=0.35H复合=0.3520=7mm；H级进=0.3520=7mmC取26mmD72mm由GB2873.4-81查得D=80mm凸凹模长度：40mm五、五、冲裁模总体设计冲裁模总体设计1.导向及支承固定零件导向及支承固定零件（1 1）导柱和导套）导柱和导套 保证上、下模的精确导向保证上、下模的精确导向1 1）滑动导柱、导套）滑动导柱、导套 加工方便，容易安装，是应用最广的导向装置。加工方便，容

13、易安装，是应用最广的导向装置。2）滚珠导柱、导套滚珠导柱、导套 适用于高速冲模、精密冲裁模以及硬质合金模具。适用于高速冲模、精密冲裁模以及硬质合金模具。滑动导柱、导套结构形式1上模座 2导套 3导柱 4下模座5特殊螺钉 6螺钉 7压板滚珠导柱、导套结构形式1导套 2上模座 3滚珠4滚珠夹持圈 5导柱 6下模座（2）上、下模座）上、下模座 模座分带导柱和不带导柱两种。模座分带导柱和不带导柱两种。d）e）f）带导柱模座的形式a)后侧导柱模座 b)对角导柱模座 c)中间导柱模座 d)四导柱模座 e)后导柱窄形模座 f)三导柱模座a）b）c）后侧导柱模座可三面送料，操作方便，但冲压时容后侧导柱模座可三

14、面送料，操作方便，但冲压时容易引起偏心距而使模具歪斜。适用于冲压中等精度的较易引起偏心距而使模具歪斜。适用于冲压中等精度的较小尺寸冲压件的模具。小尺寸冲压件的模具。后侧导柱模座 对角导柱模座便于纵向和横向送料。冲压时可防止对角导柱模座便于纵向和横向送料。冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。适用于冲制一般精度由于偏心力矩而引起的模具歪斜。适用于冲制一般精度冲压件的冲裁模或级进模。冲压件的冲裁模或级进模。对角导柱模座 对角导柱模座便于纵向和横向送料。冲压时可防止对角导柱模座便于纵向和横向送料。冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。适用于冲制一般精度由于偏心力矩而引起的模具歪斜。适用于冲制

15、一般精度冲压件的冲裁模或级进模。冲压件的冲裁模或级进模。对角导柱模座中间导柱模座 中间导柱模座适用于中间导柱模座适用于纵纵向送料或以单个毛坯冲制较向送料或以单个毛坯冲制较精密的冲压件。精密的冲压件。四导柱模座导向性能最好，适用于冲制比较精密的四导柱模座导向性能最好，适用于冲制比较精密的冲压件。冲压件。四导柱模座 后导柱窄形模座用于冲制中等尺寸冲压件的各种模后导柱窄形模座用于冲制中等尺寸冲压件的各种模具。具。后导柱窄形模座（3）模柄）模柄 作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。a）b）c）d）e）f）g）常用的模柄形式a)旋入式模柄 b)压入式模柄 c)

16、铆接式模柄 d)凸缘式模柄 e)浮动式模柄 f)槽形模柄 g)通用模柄1模柄 2凹球面垫块 3凸球面连接杆 带螺纹的旋入式模柄，垂直度精度较差，主要用于带螺纹的旋入式模柄，垂直度精度较差，主要用于小型模具。小型模具。带台阶的压入式模柄，同轴度和垂直度较高，适用带台阶的压入式模柄，同轴度和垂直度较高，适用于各种中小型模具。于各种中小型模具。旋入式模柄压入式模柄 压入铆接式模柄，可以保证较高的同轴度和垂直压入铆接式模柄，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种小型模具。度，适用于各种小型模具。有凸缘的模柄，适用于较大的模具。有凸缘的模柄，适用于较大的模具。压入铆接式模柄有凸缘的模柄 浮动式模柄，可以通过球面垫块消除冲床导轨误差浮动式模柄，可以通过球面垫块消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响，适用于有滚珠导柱、导套导向对冲模导向精度的影响，适用于有滚珠导柱、导套导向的精密冲模。的精密冲模。浮动式模柄1-模柄 2-凹球面垫块 3-凸球面连接杆 整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。整体式模柄（4）案例分析）案例分析导向及支承固定零件选择