冲孔模具工作零件设计计算
冲压件模具设计常用公式
冲压件模具设计常用公式一、前言冲压件模具设计是冲压加工实现自动化、高效生产的关键环节，冲压件模具设计的好坏直接影响冲压品质和生产效益。
因此，在冲压件模具设计过程中，必须掌握一些常用公式，以便在实践中更加精准地解决模具设计中的各种问题。
本文将围绕冲压件模具设计常用公式进行阐述，以期为读者提供一些实用、有效的模具设计知识和技巧。
二、冲压件模具设计常用公式分类1. 材料折弯空间S材料折弯空间S是指冲压时材料在弯曲过程中被拉长的长度，用于计算按照弯缘角度和弯曲半径计算成品长度。
公式如下：S=K*L*(180°-2α)/π 式中，L是材料长度，α是折弯角度，K 是常数，其值根据材料厚度和折弯角度而定。
2. 冲压件毛坯重量M冲压件毛坯重量M是指冲压件在未经加工之前的重量，用于计算材料消耗。
公式如下：M=ρ*L*w*t 式中，ρ是材料密度，L是边长，w是厚度，t 是数量。
3. 模具壁厚t模具壁厚t是指冲压件模具中金属材料的厚度，包括上、下、左、右四个方向的壁厚，一般与压力有关。
可按照最小切削层厚度取值，公式如下：t=K*H/24 式中，K是常数，一般为6~10，H是加工硬度。
4. 补料长度L补料长度L是指冲压件模具中需要加上的余量，保证成品尺寸精度和质量，公式如下：L=αt/K 式中，α是成品弯缘角度，t是壁厚，K是常数，一般为4~6。
5. 小孔冲孔孔距P小孔冲孔孔距P是指在被加工材料上，两相邻的小孔冲或冲孔之间的距离，用于计算模具孔距间距。
公式如下：P=p*t 式中，p是小孔冲孔孔距系数，t是壁厚。
6. 冲模的直径D冲模的直径D是指用以冲剪及压穿时所用的模具直径大小，用于计算冲模的耐用程度。
公式如下：D=0.7√t 式中，t是最薄材料厚度。
7. 冲孔直径d冲孔直径d是指冲剪和冲孔过程中冲头的直径大小，直接影响冲穿质量和模具的使用寿命。
公式如下：d=0.9√H 式中，H是加工硬度。
三、总结本文从材料折弯空间S、冲压件毛坯重量M、模具壁厚t、补料长度L、小孔冲孔孔距P、冲模的直径D和冲孔直径d等七个方面介绍了冲压件模具设计常用公式，并为读者提供了详细的公式计算方法和实用技巧。
冲压模具零部件设计
靠用标准，选择模架的依据。
凹 模 形 式 及 固 定
3．凸凹模 复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。 凸凹模的最小壁厚: 正装复合模，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些； 倒装复合模， 若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方 式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚 应大些。 倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表。 正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。
3．导柱和导套零件导向装置
（1）导柱 （2）导套
导柱导套的配合间隙：必须小于冲裁间隙 冲裁间隙小的一般应 按H6／h5配合；间隙较大的按H7／h6配合。 导柱导套的长度：据模具闭合高度，一般应符合相关要求。 导柱导套制造、安装要求：采用H7/r6压入模座的安装孔； 材料：20钢表面渗碳，淬火硬度58～62HRC
工作原理：
特点：推件力大，工作可靠
刚性推件装置
1-打杆 2-推板 3-连接推杆 4-推件块
推板
1-打杆 2-模柄 3-推板 4-推杆 5-卸料螺钉 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-顶件块 10-带肩顶杆 11-冲孔凸模 12-挡料销 13-导料销
正装式复合模
动画
弹 性 推 件 装 置
1-橡胶 2-推板 3-连接推杆 4-推件块
（2）顶件装置 组成：顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器 特点：顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高 制造、装配要求：①模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作 面高出凹模平面，以便继续冲裁； ②模具处于闭合状态时，其背后有一定空间， 以备修磨和调整的需要；
级进模
配合使用： 与挡料销或与侧刃配合使用
后者粗定位，前者精定位
结构组成
导入部分：圆锥形的头部 导正部分：圆柱形的
冲压模具设计说明书
冲压模具设计班级： 学号： 姓名： 指导老师：材料：08F ，厚度1.5mm ，生产批量为大批量生产（级进模）。
1. 冲压件工艺性分析（1） 材料O8F 为优质碳素钢，抗剪强度τ=220~310Mpa 、抗拉强度b σ=280~390Mpa 、伸长率为10δ=32%、屈服极限s σ=180Mpa 、具有良好的冲压性能，适合冲裁加工。
（2） 结构与尺寸工件结构比较简单，中间有一个直径为22的孔，旁边有两个直径为8的孔，凹槽宽度满足b ≥2t ，即6》2x1.5=3mm,凹槽深度满足l b 5≤，即5《5x6=30。
结构与尺寸均适合冲裁加工。
2. 冲裁工艺方案的确定该工件包括落料和冲孔两个工序，可采用一下三种工艺方案。
方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。
方案二：落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。
方案三：冲孔——落料级进冲压，采用级进模生产。
综合考虑后，应该选择方案三。
因为方案三只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，所以应该选用方案三比较合算。
3.选择模具总体结构形式由于冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。
（1）确定模架及导向方式采用对角导柱模架，这种模架的导柱在模具对角位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具歪斜。
导柱导向可以提高模具寿命和工件质量，方便安装调整。
（2）定位方式的选择该冲件采用的柸料是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置；控制条料的送进步距采用侧刃粗定距；用导正销精定位保证内外形相对位置的精度。
（3）卸料、出件方式的选择因为该工件料厚1.5mm，尺寸较小，所以卸料力也较小，故选择弹性卸料，下出件方式。
4.必要的工艺计算（1）排样设计与计算该冲件外形大致为圆形，搭边值为a1=1.5mm,条料宽度为43.57mm，步距为A=88.4mm，一个步距的利用率为63.98%。
见下图S=1668.7-11x11x3.14-2x4x4x3.14=1188.28项目分类计算方法和结果排样冲裁件面积面积为1188.28mm条料宽度B=39.97+1.8+1.8=43.57mm 步距A=86.9+1.5=88.4mm材料利用率η冲压力的相关计算F 冲=KLt b τ=1.3*275*1.5*300=160875N F 卸=K 1F=0.04*160875=64350N F 推=nK 2F=4*0.055*160875=35392.5N F= F 冲+ F 卸+ F 推=260617.5N (3)计算模具压力中心代入公式X0=132.25115.69132.25396.14874.61132.2519.44115.6993.26132.250396.148++++++X X X X =19.73Y0=132.25115.69132.25396.14827.13132.250115.69)27.13(132.250396.148+++++-+X X X X =0（4） 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 由于凸凹模的形状相对简单且材料较厚，冲裁间隙较大，可采用分开加工法确定凸凹模的刃口尺寸及公差。
冲压模具设计计算
冲压模具设计计算第⼆章冲压⼯艺设计和冲压⼒的计算2.1冲压件（链轮）简介链轮三维图如图2.1，材料为Q235，⼯件厚度3mm，模具精度：IT13为⼀般精度。
图2.1零件三维图图2.2零件⼆维图零件图如图2.2，从零件图分析，该冲压件采⽤3mm的Q235钢板冲压⽽成，可保证⾜够的刚度与强度。
并可看出该零件的成形⼯序有落料、冲孔、拉深、翻边，其难点为该成形件的拉深和翻边。
该零件形状对称，⽆尖⾓和其它形状突变，为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形，因其尺⼨精度要求不⾼，⼤批量⽣产，因此可以⽤冲压⽅法⽣产，并可⼀次最终成形，节约成本，降低劳动。
2.2确定冲压⼯艺⽅案经过对冲压件的⼯艺分析后，结合产品图进⾏必要的⼯艺计算，并在分析冲压⼯艺类型、冲压次数、冲压顺序和⼯序组合⽅式的基础上，提出各种可能的冲压分析⽅案[]10。
1）冲压的⼏种⽅案（1）落料、冲孔、拉深、翻边单⼯序模具⽣产。
（2）落料、冲孔复合模，拉深、翻边复合模⽣产。
（3）落料、冲孔连续进⾏采⽤级进模⽣产，拉深、翻边复合模⽣产。
（4）落料、冲孔、拉深、翻边复合模⽣产。
⽅案⼀：结构简单，需要四道⼯序，四套模具才能完成⼯件的加⼯，成本⾼。
⽅案⼆：加⼯⼯序减少，节省加⼯时间，制造精度⾼，成本相应减少，提⾼了劳动⽣产率。
⽅案三：在⽅案⼆的基础上加⼤了制造成本，既不经济⼜不实惠。
⽅案四：在⽅案⼆的基础上⼜减少了加⼯⼯序，⼜节省加⼯时间，制造精度⾼，成本相应减少，⼜提⾼了劳动⽣产率。
⼀个⼯件往往需要经过多道⼯序才能完成，编制⼯序⽅案时必须考虑两种情况：单⼯序模分散冲压或⼯序组合采⽤复合模连续冲压，这主要取决于冲压件的⽣产批量，尺⼨⼤⼩和精度等因素。
通过产品质量、⽣产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等⽅⾯的综合分析，⽐较决定采⽤⽅案四。
即：落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2）各加⼯⼯序次数的确定根据⼯件的形状和尺⼨及极限变形程度可进⾏以下决定：落料、冲孔、拉深、翻边各⼀次。
二_落料_正反拉伸_冲孔_翻孔复合模具设计的工作零件结构尺寸的计算
二、落料、正反拉伸、冲孔、翻孔复合模具设计的工作零件结构尺寸的计算1.落料凹模结构设计及刃口尺寸的计算1.1确定凹模板外形尺寸凹模板采用圆形凹模板，由于压力中心在几何中心，查表2-17（见冲压工艺与模具设计一书）可得：凹模壁厚为35至45mm，本次设计C取40根据凹模的直径D=124+2C,所以可得凹模的最小外形尺寸：D=124+2⨯40=204mm查国标取标准值：凹模直径为200φmm查国标GB2873.3-81得模架的零件为；上垫板尺寸为：200⨯8上固定板尺寸为：200⨯22下固定板尺寸为：200⨯22卸料板、压边圈尺寸为：200⨯18上模螺钉尺寸为:124颗上模圆柱销钉尺寸为：124颗下模螺钉尺寸为:124颗下模圆柱销钉尺寸为：124颗孔的布置均在164的圆周上。
1.2刃口尺寸的计算124φ01-的落料拉深凸凹模的制造公差由表1—22（见冲压模具设计与制造）查得mm 040.0=凹δ，mm 030.0=凸δ。
查表1—20（见冲压模具设计与制造）查得180.0max =Z min Z =0.126由于min max 070.0Z Z ->=+凸凹δδ=0.180-0.126=0.054mm，故采用凸模与凹模配合加工方法，该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，采用配合加工，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸根据凹模实际尺寸按间隙要求配作。
因数由1-23（见冲压模具设计与制造）因为冲裁件精度IT14级，查得X=0.5，则落料凹模的基本尺寸计算如下：mmX D D 25.0014141max 5.12315.0124+⨯+∆+=⨯-=∆-=）（）（凹凸D 按凹模尺寸配制，根据表1—20（见冲压模具设计与制造）查得其双面间隙为0.126~0.180mm ,其工作部分结构尺寸如图所示：1.3凹模的厚度的计算凹模的厚度为：H=)(1.0321mm F K K1K -凹模材料修正系数，合金工具钢取1，碳素工具钢取1.3;2K -凹模刃口周边长度修正系数见表2-18（见冲压工艺与模具设计一书）；F 为冲裁力（N）；冲裁力N Lt F b 1811404002.1378=⨯⨯==σ所以凹模厚度mmH 361811401.037.113≈⨯⨯⨯=根据模具结构计算凹模厚度：依据经验值取顶件块的高度为15mm,安全距离取10mm,凹模厚度:492410151=++=++=h H H H 安顶mm 按GB2858.5-81最大标准值32mm，本次设计凹模厚度取50mm.1.4凹模刃口高度的确定凹模刃口高度查表1-26（见冲压模具设计与制造）， 1t 5.2≤h 6≥本次设计取h 为10mm.落料孔要安装顶件块，本次设计单边扩大10mm。
在五金冲压模具设计中,材料利用率计算方法2
在五金冲压模具设计中，材料利用率计算方法2一、引言随着制造工艺的不断发展，冲压模具在五金行业中得到了广泛应用。
冲压模具设计中的材料利用率计算方法是评估设计效率的重要指标之一。
本文将介绍一种常用的材料利用率计算方法，并提供详细的步骤和计算示例。
二、材料利用率计算方法2材料利用率计算方法2是一种基于模具内空间利用率的计算方法，其计算公式如下：材料利用率=（冲孔面积+剪切面积+弯曲面积）/母材面积2.1冲孔面积冲孔面积指的是模具中用于冲孔的部分占据的面积。
计算冲孔面积时，需要根据实际的冲孔尺寸和冲孔数量进行计算。
公式如下：冲孔面积=冲孔尺寸*冲孔数量例如，如果冲孔尺寸为10m m×10mm，冲孔数量为10个，则冲孔面积为100mm²。
2.2剪切面积剪切面积是指模具中用于剪切的部分占据的面积。
计算剪切面积时，需要考虑剪切线的长度和宽度，并结合实际情况进行计算。
公式如下：剪切面积=剪切线长度*剪切线宽度例如，如果剪切线长度为50mm，剪切线宽度为5mm，则剪切面积为250m m²。
2.3弯曲面积弯曲面积是指模具中用于弯曲的部分占据的面积。
计算弯曲面积时，需要考虑弯曲线的长度、宽度和弯曲角度，并进行综合计算。
公式如下：弯曲面积=弯曲线长度*弯曲线宽度*弯曲角度例如，如果弯曲线长度为100m m，弯曲线宽度为10m m，弯曲角度为90°，则弯曲面积为900mm²。
2.4母材面积母材面积是指模具中未被使用的母材部分的面积。
计算母材面积时，需要考虑模具尺寸和形状，以及冲孔、剪切、弯曲等工艺所占据的面积，并进行综合计算。
公式如下：母材面积=所有模具面积-（冲孔面积+剪切面积+弯曲面积）例如，如果模具总面积为1000mm²，冲孔面积为100m m²，剪切面积为250mm²，弯曲面积为900m m²，则母材面积为750m m²。
冲孔模具工作零件设计计算
冲孔模具工作零件设计计算1. 引言冲孔模具是一种常见的金属加工工具，用于在金属工件上创建孔洞。
在冲孔模具中，工作零件是非常重要的组成部分，它直接参与到孔洞的形成。
因此，在冲孔模具的设计中，对工作零件的设计和计算十分关键。
本文将介绍冲孔模具工作零件设计的基本原则和计算方法，帮助读者更好地了解和应用冲孔模具工作零件设计。
2. 冲孔模具工作零件的基本要求在冲孔模具工作零件的设计中，有一些基本要求需要考虑：2.1 强度要求工作零件需要具备足够的强度以承受冲孔过程中的力和压力。
通常，工作零件应根据材料的抗拉强度和断裂强度来设计。
2.2 刚度要求工作零件需要具备足够的刚度以保持冲孔过程中的形状稳定，并防止变形或振动。
工作零件的刚度取决于材料的弹性模量和形状。
2.3 其他要求工作零件还要考虑其他因素，如耐磨性、耐蚀性、导热性等。
这些要求将根据具体的冲孔模具应用情况进行设计和选择。
3. 冲孔模具工作零件的设计计算在冲孔模具工作零件的设计计算中，需要进行一系列的步骤和计算。
下面将介绍其中的一些关键计算。
3.1 工作零件的尺寸计算首先，需要根据冲孔模具的要求和工作零件的功能来计算工作零件的尺寸。
这涉及到对冲孔孔径、工作零件的外形和支撑方式等进行合理的选择和计算。
3.2 强度计算工作零件的强度计算是设计的重要一环。
通常，可以根据工作零件受到的压力和力来计算工作零件的最大应力和最大应变。
根据所选材料的性质，可以确定工作零件所需的尺寸和形状。
3.3 刚度计算工作零件的刚度计算是为了防止变形或振动。
刚度可以通过计算工作零件的弹性模量、悬臂长度和截面形状来确定。
通常，需要满足一定的刚度系数，以确保工作零件在冲孔过程中的稳定性。
3.4 其他计算在工作零件的设计过程中，还需要考虑其他因素，如耐磨性、耐蚀性等。
这些可以通过材料的硬度、耐磨性和耐蚀性来选择和计算。
4. 示例计算为了进一步说明冲孔模具工作零件设计计算的过程，我们将举例进行计算。
冲压模具翻孔预冲孔的计算
冲压模具翻孔预冲孔的计算冲压模具设计中的翻孔和预冲孔是常见的操作，用于加工板材或金属工件上的孔洞。
本文将介绍冲压模具翻孔和预冲孔的计算原理和方法。
1.翻孔的计算方法：翻孔是通过模具的冲击作用将材料冲出一定形状的孔洞，其计算方法如下：(1)计算翻孔的直径：翻孔的直径可以根据翻边高度和材料厚度来计算，一般来说，翻孔直径应为翻边高度的1.5到2倍。
(2)计算翻孔的深度：翻孔的深度可以根据翻边高度和钢板的硬度来计算，一般来说，翻孔的深度应为翻边高度的1.5到2倍。
2.预冲孔的计算方法：预冲孔是在冲压模具中先冲制一个小直径的孔洞，然后再进行下一步的冲裁操作，其计算方法如下：(1)计算预冲孔的直径：预冲孔的直径可以根据材料的厚度和孔洞形状来计算，一般来说，预冲孔的直径应为材料厚度的0.6到1倍。
(2)计算预冲孔的间距：预冲孔的间距可以根据模具的结构和冲裁方式来计算，一般来说，预冲孔的间距应保持在材料厚度的2到3倍。
3.翻孔和预冲孔的计算实例：假设要设计一个冲压模具用于加工厚度为2mm的钢板上的孔洞，根据上述的计算方法，可以进行如下计算：(1)翻孔的计算：根据翻边高度的要求，假设翻边高度为5mm，则翻孔的直径应为7.5mm到10mm之间。
根据钢板的硬度，可以计算出翻孔的深度应为7.5mm 到10mm之间。
(2)预冲孔的计算：根据材料的厚度，假设预冲孔的直径为1.2mm到2mm之间。
根据模具的结构和冲裁方式，假设预冲孔的间距为4mm到6mm之间。
以上仅为一个简单的计算实例，实际的冲压模具设计需要考虑更多的因素，如材料的性质、模具的结构和冲裁方式等。
因此，在进行冲压模具翻孔和预冲孔的计算时，需要根据具体情况进行综合考虑和计算。
在冲压模具设计中，翻孔和预冲孔的计算是非常重要的一步，直接影响到模具加工的质量和效率。
因此，在进行冲压模具翻孔和预冲孔的计算时，需要充分考虑材料的性质、模具的结构和冲裁方式等因素，并进行合理的计算和优化。
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凸、凹模刃口尺寸计算原则
•１．设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。 • 以凸模为基准，间隙取在凹模上，即冲裁间隙通过增大凸 模刃口尺寸来取得。
•２．根据冲模在使用过程中的磨损规 律： • 设计冲孔模时，凸模基本尺寸应 取接近或等于工件的最大极限尺寸；
凸、凹模刃口尺寸的计算方法
加工方法：
分开加工
具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提 高加工精度，增加制造难度。
冲孔模具工作零件设计 计算
2020年5月28日星期四
凸、凹模刃口尺寸计算原则（续）
•３．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。
•４．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的 关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。
•５．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“ 入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般 标注双向偏差。
式中h1——凸模固定板厚度（mm） h2——卸料板厚度（mm） t——被冲材料厚度（mm） h——增加长度。包括凸模修磨量、 凸模进入凹模的深度（0.5～1）、 凸模固定板与卸料板之间的安全 距离（10 ～ 20）（mm）
结束
配合加工
Zmin易保证，无互换性、制造周期长。
凸、凹模刃口尺寸的计算公式
1．按凸模与凹模图样分别加工法： 冲孔
凸模基本尺寸接近/等于工件轮廓的最大极限尺寸。
刃口尺寸计算时的注意事项
为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即 •+Zmin≤Zmax，选取必须满足以下条件：
•≤Biblioteka • 凸、凹模的制造公差，可按ＩＴ６～ＩＴ７级来选取，也可查表2.4.1选 取，但需校核。或取
•≤
•≤
模具磨损预留量(xΔ)与工件制造精度有关（Δ工件公差值，X 磨损系数）。即
• 工件精度IT10以上
x=1；
• 工件精度IT11～IT13 以上 x=0. 75；
• 工件精度IT14
x=0.5；
落料凸模尺寸计算
凸模长度尺寸
模具采用固定卸料和导料板，其凸模长度L按下式计算
L=h1+h2+t+h