冲裁件模具设计
冲裁模具设计步骤
冲裁模具设计步骤第一步工作：对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析（套图），确保各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处。
第二步：对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后向前展开，例如一产品需要量五个工序，则从加工成品开始展开，一直向前四工序、三工序、二工序、一工序，并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。
注意，这一步很重要，同时要细心。
第三步：依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。
注意：如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。
可以大大的提高设计效益。
如果进行手工计算效率太低。
第四步：模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，并且加入线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记。
尺寸的标注也是一个非常重要的工作。
第五步：校对设计实例 1冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。
零件简图：如图3-1所示．名称：垫圈生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm要求设计此工件的冲裁模。
图3-1一.冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。
根据冲模手册表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.1mm．将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证．其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。
冲压工艺与模具设计：冲裁模的主要零部件结构设计
凹模厚（高）度
H=kb （≥15）
k见表2.22 凹模壁厚 C=（
1.5~2）H
（≥30～40）
计算值：
靠用标准，选择模架的依据。
2 工作零 件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。
导料板的厚度：见表2.24
导料板结构
3 定位零件（续）
2)侧压装置
设置目的：若条料公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，使最 小搭边得到保证。
结构形式：①弹簧式侧压装置 ②簧片式侧压装置 ③簧片压块式侧压装置 ④板式侧压装置
不宜设置侧压装置的场合：①板料厚度在0.3mm以下的薄板； ②辊轴自动送料装置的模具。
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特殊侧刃：既可定距，又可冲裁零件的部分轮廓 宽度b
侧刃断面尺寸 其他尺寸按标准规定
侧刃凹模按侧刃实际尺寸配制，留单边间隙。
侧刃数量： 一个或两个 侧刃布置： 并列布置、对角布置
侧刃定位误差比较
1-导料板 2-侧刃挡块 3-侧刃 4-条料
尖 角 形 侧 刃
特殊侧刃
3 定位零件（续）
5)导正销
使用目的: 消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 主要用于: 级进模
1)导料销、导料板 导料销：两个，位于条料的同侧， 从右向左送料时，导料销装在后侧； 从前向后送料时，导料销装在左侧。 结构形式： 固定式、活动式
3 定位零件（续） 1)导料销、导料板（续） 导料板：设在条料两侧 结构形式：一种是标准结构，它与卸料板（或导板）分开制造 一种是与卸料板制成整体的结构。
冲裁及冲裁模设计
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
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第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
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第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模设计步骤及实例
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
实际确定冲裁工艺方案时，通常可以先拟定出 几种不同的工艺方案，然后根据冲件的生产批 量、尺寸大小、精度高低、复杂程度、材料厚 度、模具制造、冲压设备及安全操作等方面进 行全面分析和研究，从中确定技术可行、经济 合理、满足产量和质量要求的最佳冲裁工艺方 案。
或级进冲裁； 冲件尺寸较大时，料薄时可用复合冲裁或单工序冲裁，料厚时受
压力机压力限制只宜采用单工序冲裁； 冲件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，受凸凹模强度
限制，不宜采用复合冲裁而宜用级进冲裁，但级进模轮廓尺寸受 压力机台面尺寸限制，所以级进冲裁宜适应尺寸不大、宽度较小 的异形冲件； 形状复杂的冲件，考虑模具的加工、装配与调整方便，采用复合 冲裁比级进冲裁较为适宜，但复合冲裁时其出件和废料清除较麻 烦，工作安全性和生产率不如级进冲裁。
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁模具工类艺型及冲裁模设计
模具类型主要是指单工序模、复合模、级进模三种。有些单件试 制或小批量生产的情况下，也采用简易模或组合模。
模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸、冲件质量要求、材 料性质与厚度、冲压设备与制模条件、操作与安全等因素确定。
（２）操作与定位方式
《冲压工艺及模具设计》
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
4 进行必要的工艺计算 在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进
一步设计模具零件的具体结构，应进行以下有 关工艺与设计方面的计算：
《冲压工艺及模具设计》
第2（章１冲）裁排工样艺设及计冲与裁计模算设计 根据冲件形状特征、质量要求、模具类型与结构方 案、材料利用率等方面因素进行冲件的排样设计。设 计排样时，在保证冲件质量和模具寿命的前提下，主 要考虑材料的充分利用，所以，对形状复杂的冲件， 应多列几种不同排样方案 （特殊形状件可用纸板按冲 件比例作出样板进行实物排样），估算材料利用率， 比较各种方案的优缺点，选择出最佳排样方案。 排样方案确定以后，查出搭边值，根据模具类型和定 位方式画出排样图，计算条料宽度、进距及材料利用 率，并选择板料规格，确定裁板方式 （纵裁或横 裁），进而确定条料长度，计算一块条料或整块板料 的材料利用率。
冲压冲裁模具设计--课程设计
工件为图1所示的落料冲孔件，材料为08F钢，材料厚度1。
5mm，生产批量为大批量.工艺性分析内容如下:1。
材料分析冲裁件材料为08F钢板，其中08F中F表示是沸腾钢，08表示为含碳量为万分之八,是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。
2. 结构分析冲裁件结构简单对称，但外形的直角不便于模具的加工，并且影响模具的寿命建议将90º的直角改为R1的工艺圆角.3. 精度分析：零件上有3个尺寸标注了公差要求,由公差表查得40、36、ø1８都为IT11级,所以普通冲裁可以达到零件的精度要求.由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得. (二）冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料,后冲孔。
采用两套单工序模生产。
方案二:落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产.方案三：冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差,在生产批量较大的情况下不适用。
方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。
尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难.方案三也只需一副模具，生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。
欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。
所以，比较三个方案欲采用方案二生产。
（三)零件工艺计算1。
刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分别加工制造法。
（1）落料件尺寸的基本计算公式为（2）冲孔基本公式为查凸、凹模最小间隙表２。
５得最小间隙Z min=0.132mm，最大间隙Z max=0.240mm,凸、凹模分别按IT６，IT７级加工制造，根据标准公差数值表得尺寸40ｍｍ:凸模制造公差，凹模制造公差。
尺寸36ｍｍ：凸模制造公差，凹模制造公差.尺寸40ｍｍ：＝，满足间隙要求。
尺寸36ｍｍ:＝，满足间隙要求。
第二章-冲裁工艺与冲裁模具设计PPT课件
都有搭边。材料利用率低，但能保证冲裁件质量，
模具寿命较高。
少废料排样
模具只沿工件部分外形轮廓冲裁，只有局部有
搭边。废料较少，工件质量不高，模具摩损快。
无废料排样
工件间、工件与条料间均没有搭边的存在。模具刃口
沿板料依次切下获取工件。材料利用率高，工件质量差，
模具易损坏。
裁板
纵裁
联合裁
横裁
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冲压工艺力和压力中心的计算
概 念：
～是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分离
所必需的力和其它附加力（卸料力、推料力、顶料力）的
总和。它是设计模具、选择压力机的重要依据。
冲裁力的计算
使板料发生分离的力称为冲裁力。一般平刃冲裁模的冲裁
力P可用下式计算：
= KLt
（K－系数，取1.3）
合理冲裁间隙值的确定：
❖ 工件断面质量无严格要求时，应取大间隙值；
❖ 工件的断面质量和制造精度较高时，应取较小间隙值；
❖ 在设计冲模刃口尺寸时，应考虑模具摩损因素，冲裁
间隙应取最小值。
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方法1：理论确定法
如右图所示，可得冲裁间隙为：
= 2( − ℎ0 )tan = 2(1 − ℎ0 Τ)tan
能与其冲压时定位 基准重合 ，
并选择在冲裁过程中基本上下
不变动的面或线上。
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凸、凹模刃口尺寸的计算
重要性：
冲模刃口处的尺寸及制造公差直接影响工件的尺寸
精度，合理的冲裁间隙也靠其保证。
前提：
尺寸
计算
的原
则：
因冲裁间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥
度，且落料件的大端尺寸与凹模刃口尺寸相近，冲出
冲裁模设计(doc10)
冲裁模设计冲裁模设计一．冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指零件对冲裁加工工艺的适应性，即加工的难易程度。
良好的冲压工艺性，是指在满足零件使用要求的前提下，能以生产率高最经济的方式加工出来。
由冲裁变形的过程分析可知，材料除剪切变形外，刃口附近的程序还存在拉伸、弯曲、横向挤压等变形，冲裁件断面具有明显的区域性特征。
所以在拟定冲裁件的工艺规程或设计冲裁件时，必须从制件结构形状、材料性能、尺寸精度及模具强度等方面分析零件的结构工艺性。
1．对结构的基本要求1) 冲裁件的形状应力求简单、规则、使排样时废料最少。
2) 制件内、外形转角处应避免设计成尖角，一般在圆角处应使R≥0.5t。
3) 冲孔制件的孔不能太小。
冲裁可冲出的最小孔径见教材。
4) 制件上孔与孔之间的距离，制件孔与边缘之距离c值不宜太小，一般要求c≥2t，并保证应大于3～4mm，连续模且对制件精度要求不高使，可适当减小但不小于板厚。
5) 制件外形应避免有长悬臂，或过窄的凹槽，悬臂和凹槽的宽度要大于料厚的1.5～2倍。
2．裁件的尺寸精度和粗糙度制件的尺寸精度以不高于IT12 级为宜。
如无特殊的要求，外形尺寸应低于IT10级，内形尺寸精度应低于IT9级。
对精度要求高于IT10级的冲裁件，应在模具结构设计方面采取措施，如提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。
制件的断面要求质量不高时，材料厚度和硬度的影响尤甚。
通常材料厚度t<1mm的制件，断面粗糙度可达Ra6.3um。
二．冲裁间隙1．冲裁间隙冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔，凸、凹模刃口部分，在垂直于冲裁力方向的投影尺寸之差，称为冲裁间隙。
间隙有两种含义：一般指凸模与凹模间每侧空隙的数值，称为单边间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，成为双面间隙。
对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙是两者直径之差，常用C来表示。
2．间隙对冲裁的影响实践证明，间隙的大小，分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命有直接的影响。
冲裁模具设计资料
冲裁模具设计资料摘要：冲裁模具是一种用于冲压工艺的专用模具，其设计关系到产品的加工效率和质量。
本文将介绍冲裁模具的设计要点、设计步骤以及所需的设计资料，以帮助读者了解冲裁模具设计的基本知识。
一、冲裁模具的设计要点1.加工工艺要求：需要了解产品的冲压工艺要求，例如材料的厚度、强度、硬度等，以及产品的形状和尺寸要求。
这些要求将直接影响模具的设计和制造。
2.模具结构设计：模具的结构设计需要考虑冲头、模座、模板、导向装置等组成部分之间的相互配合关系，以及冲击力和工作台面的承载能力。
此外还需要设计合适的导向方式和过渡孔等结构来保证模具的稳定性和工作精度。
3.模具材料选择：模具的材料需要具备足够的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，以确保模具在长时间的工作中不会出现损坏或变形。
常见的模具材料有优质合金工具钢、硬质合金、高速钢等。
4.冲裁模具的位置和安装：冲裁模具在机床上的安装需要考虑机床的尺寸和结构限制，以及工作台面的承载能力。
正确的安装位置和方式可以提高冲裁模具的工作效率和精度。
二、冲裁模具的设计步骤冲裁模具的设计步骤通常包括以下几个步骤：1.分析产品要求：了解产品的形状、尺寸和加工要求，包括冲压工艺要求和质量要求。
2.绘制工艺图：根据产品要求绘制工艺图，包括冲压工序和冲裁模具的位置和结构。
3.确定模具结构：根据工艺图和实际生产情况，确定冲头、模座、模板等组成部分的结构和尺寸。
4.选择材料：根据冲裁模具的工作环境和要求，选择合适的模具材料。
5.设计模具零件：根据模具结构确定各个零件的尺寸和形状，包括导向装置、过渡孔等。
6.绘制模具图纸：根据模具设计要求，使用CAD软件或手绘图纸绘制模具零件图纸。
7.制造模具：根据模具图纸进行模具的制造和组装。
8.调试和试产：进行模具的调试和试产，检验模具的工作效果和生产能力。
三、冲裁模具设计所需的资料1.产品图纸：了解产品的形状、尺寸和加工要求。
2.工艺要求：包括产品的冲压工艺要求和质量要求。
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冲压件工艺性分析
冲压工序：只有落料、冲孔
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。
具体分析
方案一：模具结构简单，但成本高而生产 效率低； 方案二：工件的精度及生产效率都较高，， 工件精度也能满足要求。 方案三：工件的精度及生产效率都较高， 但模具强度较差，制造难度大，且操作不 方便；
综上才有方案二复合模生产
1.排样方式选择横裁短 直排
计算条料宽度及歩距
查表2-5确定搭边值。 工件间a=2，侧面 a1=2.2。
连续模进料歩距为 32mm；
条料宽度B=（D+2a）△
查表2-7: △=0.6
B=（58+2×2.2 ）0.6
= 62.4 -0.6
材料利用率：
η=nA/bh ×100％ =1405.6/（62.4×32） ×100％
凸凹固定板
凸凹模固定板厚度为H凸凹固 =（0.6 ～0.8） H凸凹 =36 ～48mm，取40mm
打料块 打料杆
打料块厚度取10mm中间开10mm螺纹孔 打料杆长度170mm
凹模板的设计
a、厚度尺寸：H凹 =kb=0.28 ×58=16.24mm，取H凹 =25mm（内 放打料块） b、壁厚：c=（1.5 ～ 2） H凹 =37.5 ～ 50mm，取40mm c、平面轮廓尺寸：长140mm ×宽100mm ×厚25mm
L=140 B=120 闭合高度170-210上下模架 140*120*20 140*120*25 导柱25*140
导套内径25外径30高度80 导柱导套间隙配 合
总体结构图 从左到右依次为
凸凹模固定板 橡胶 凸凹模 卸料板 挡料销 凹模板 打 料块 冲孔凸模固定板 冲孔凸模 垫板 打料杆 模柄
卸料板 挡料销 卸料板厚度25mm 挡料销长12
其他主要零部件
圆柱销Φ8 ×40
螺栓 Mห้องสมุดไป่ตู้0x60
18.19 ×1.3(安全系数)=23.65（t）
故选用25t型号的曲柄压力机。
压力中心的确定及相关计算
采用复合模设计压力中心为 工件的轴对称中心
冲模刃口尺寸及公差计算
模具总体设计
（1）模具类型的选择
复合模
（2）定位方式的选择、
挡料销定位
（3）卸料， 弹性卸料，
出件方式，上出件
( 4 )模架选择滑动导向对角导柱模架这样受 力比较均匀
冲裁件分析及模具设计
工艺性分析
材料为落料冲孔件，材料为08F，厚度 2mm，生产批量为大批量。
材料分析：冲裁件材料为08F， 是冲 压用钢板中沸腾钢的一种，塑性、韧 性好，易于深冲结构
分析：材料厚度小于3mm且工件上 孔与孔之间与边缘间距离合理，建议 尖角部分采用R1的圆角
尺寸分析：IT11级适合普通冲裁
=70.4％
冲裁力的计算
将所有尺寸都算入周长得： 冲裁件的周长L≈210mm（其中:外形 L1=162.3mm，4孔L2=47.7mm） τ=300MPa 冲裁力： F1 = K1 Lt τ =1.3×210×2×300/10000=16.38(t) 卸料力： F2 = K2F1 =0.05×16.38=0.82 (t) 顶出力： F3 =K3 F1 =0.06×16.38=0.983(t) F总 = F1 + F2 + F3 =18.19 (t)
垫板厚度10mm 长140 宽100 垫板装在固定板与上模座或下模座之间，它的作用是防止 冲裁时凸凹模压坏上模座
主要设计计算
冲孔凸模
凸模长度45 a、与落料凸模固定板的配合方式 为过渡配零件如图
落料凸模固定板
凸模固定板厚度为H凸固 =（1 ～ 1.5 ）D凸 =6 ～9mm,取8mm
凸凹模
凸凹模长度60 冲孔时废料从四个小孔排除 为方便排除 四个通孔内部 直径设置如图 R1.9 R 2.1与凸凹模固定板的配合方式为固定配合
工作原理
工作方式：上模向下运动与下模接 触压缩橡胶使凸凹模突出卸料板， 进入落料凹模，同时完成冲孔与落 料两个工序，并使打料块上升，通 过打杆顶起打料横杆；回程时，橡 胶回弹，完成卸料。同时打料横杆 下落将工件推出凹模。然后条料通 过左右各2个导料销和前方1个挡料 销定位，之后重复以上过程
垫板设计