冲裁模结构零件设计资料
第2章 冲裁及冲裁模设计
§2-1 冲裁变形过程及其断面特征 §2-2 冲裁间隙 §2-3 凸模、凹模的刃口尺寸计算 §2-4 冲裁力 §2-5 排样与搭边 §2-6 冲裁件的工艺性 §2-8 冲裁模的基本类型及典型模具 §2-9 冲裁模的零部件设计 §2-10 冲裁模设计要点
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第二章 冲裁及冲裁模设计
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2．凹模设计
（1）直壁型（柱形孔）孔口： （2）锥孔型孔口： （3）凹模外形尺寸的确定： ↓表2-9 凹模厚度：H = k· b ↑工件最大外形尺寸 凹模壁厚：C=(1.5～2.0)H (≥30～40) （4）固定方式： （5）技术要求：材料：T10A、Cr6WV、9Mn2V Cr12 硬度：HRc58～62 粗糙度：Ra0.8～0.4
定义:指凸模与凹模之间的直径之差（即双面间隙，用Z表示。单边间隙，用Z/2表示。）。 一．间隙对冲裁件断面质量的影响： 过大：制件锥度过大、断裂带过宽。 过小：两个光亮带、上有毛刺。 二．间隙对冲裁件尺寸精度的影响： 过大：以拉伸变形为主，弹性恢复后，冲孔孔扩大、落料料缩小。 过小：以压缩变形为主，弹性恢复后，冲孔孔缩小、落料料扩大。 三．间隙对模具寿命的影响： 过小：凸模与凹模之间磨损严重，降低模具寿命。 四．间隙对冲裁力的影响： 间隙大：冲裁力减小。 但是，当间隙增至材料厚度的5%～20%时，冲裁力不再明显降低。 另外，间隙大：卸料力也减小。 五．间隙值的确定： 合理间隙值与材料性质和厚度等因素有关。 h 1．理论计算法： Z = 2 (t − h0 )tg β = 2 t 1 − 0 tg β
若制件没有标注公差，则： 对于非圆形工件，工件按IT14级精度、模具按IT11级精度处理； 对于圆形工件，由于加工方法比较成熟，模具按IT6～IT7级精度处理。 当凸模、凹模分开加工时，须满足：δ凸+δ凹≤Zmax-Zmin
模具设计与快速成型模块一任务6冲裁模主要零部件结构设计97页PPT
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31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
冲裁模设计说明
冲制图3-146所示工件，材料为08钢，料厚1mm，大批量生产，试完成：1)工艺设计2)模具设计3)绘制模具装配草图1.零件的工艺性分析（1）结构工艺性该零件结构简单，形状对称，无悬臂，孔径、孔边距均大于1.5倍料厚，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。
（2）精度由表3-11和表3-12可知，该零件的尺寸精度均不超过ST4等级，因此可以通过普通冲裁方式保证零件精度要求。
（3）原材料 08钢是常用的冲压材料，具有良好的塑性，（伸长率δ= 33%），屈服极限>=195MPa，适合冲裁加工。
2.工艺方案确定该零件需要落料和冲孔两道工序完成，可采用的方案有三种：方案一：单工序冲裁，先落料再冲孔。
方案二：复合冲裁，落料冲孔同时完成。
方案三：级进冲裁，先冲孔再落料。
由于是大批量生产，因此方案一不满足生产率的要求，方案二和方案三都具有较高的生产效率，虽然方案三比方案二操作方便，但方案二能得到较高的精度，且由于被冲板料较薄，特别是外形与内孔的同轴度要求，因此选用方案二，即采用复合冲压。
3.模具总体设计（1）模具类型的确定考虑操作的方便与安全性，选用倒装复合模。
（2）模具零件结构形式确定。
1)送料及定位方式。
采用手工送料，导料销导料，挡料销挡料。
2)卸料与出件方式。
采用弹性卸料装置卸料，刚性推件装置推件。
3)模架的选用。
选用中间导柱导向的滑动导向模架。
4.工艺计算（1）排样设计根据工件形状，这里选用有废料的单排排样类型，查表3-3得搭边a1 = 1.5mm，侧搭边a = 2mm，则搭边宽度B= 40mm + 2x 2mm = 44mm，进距S = 23.66mm + 23.66mm + 1.77mm = 49.01mm。
查表3-4得裁板误差Δ = 0.5mm，于是得到如图所示排样图。
根据GB/T708---2006可知，这里选用的钢板规格为1420mm x 740mm，采用横裁法，则可裁得宽度为44mm的条料32条，每条条料可冲出零件15个。
(新)冲裁模的结构与设计_
冲裁模的结构与设计第一节冲裁模的分类按工序性质分：落料模、冲孔模、切边模、剖切模等；按工序组合分：单工序模、连续模、复合模；按导向方式分：开式模、导板模、导柱模、滚珠导柱模；按控制送料步距方法分：固定挡料销式、活动挡料销式、自动挡料销式、导正销式和侧刃式。
第二节单工序模的典型结构单工序模——压力机在一次行程中完成一道工序。
一、无导向的开式简单冲裁模工作过程：送料—冲裁—卸料、出件—送料模具特点：1、上下模之间无导向；2、导料板、挡料块、卸料板在一定范围内可调节；3、凸凹模装拆方便。
开式简单模的优缺点：优点：结构简单，重量轻，尺寸较小，制造简单，成本低。
缺点：安装调整麻烦，模具寿命低，冲件精度差，不安全。
应用：适用于精度低，形状简单，批量小的冲件。
二、导板式落料模1、导板式落料模（带固定挡料销）导板作用：对上模导向（凸凹模间隙均匀）；与凸模间隙配合（薄H6/h5，厚H8/h7）；凸模不能脱离导板（压力机行程<20mm）；卸料作用；注意：导料板高度＞固定挡料销高度+板料厚度缺点：送料不方便，须把条料往上台一下2、导板式落料模（带活动挡料销）活动挡料销：安装——板簧、螺钉结构——两条直槽，底部有斜面活动挡料销特点：送料方便，先推后拉。
导板模特点：比无导向模具的精度高，寿命长，使用安装容易，操作安全。
但其可靠性，精度，寿命等方面不如导柱式落料模。
三、导柱式落料模导柱与导套：作用——对上下模进行导向；安装——导套压入上模座，导柱压入下模座，其配合H7/h6 。
模具特点：弹性卸料装置；弹性顶件装置；冲件平整、质量高；适合于冲裁薄而软的冲件。
应用：精度高，寿命长，大批量生产四、拼块式落料模拼块模具的特点及应用1、节约钢材2、便于加工3、可以提高模具的制造精度与寿命4、便于修理拼块方法——拼接法与嵌入法五、冲孔模问题——半成品的定位放、取件方便安全1、落料件上冲五个孔的冲孔模2、弯曲件上冲孔的模具3、筒形件壁部冲孔的模具六、厚料冲小孔模具问题：凸模折断（受不平衡的横向力作用）提高凸模的强度与刚度——凸模局部导向1、全长导向结构的小孔冲模特点：导向精度高，凸模全长导向，在所冲孔周围先对材料加压。
冲裁模具设计方案
凹模定位板01020304夹板紧固螺栓顶杆弹簧分析图纸选择模具类型设计模具结构030201选择材料和热处理工艺进行试模粗加工热处理备料精加工抛光总装试模冲裁适用于加工各种形状的薄板零件，具有加工精度高、生产效率高、成本低等优点。
但冲裁过程中会产生废料，模具磨损也较快。
冲裁原理及工艺特点工艺特点冲裁原理间隙选择间隙计算冲裁间隙的选择与计算排样设计搭边值选择冲裁件的排样与搭边确定模具类型模具结构形式模具类型与结构形式根据产品形状和尺寸，设计凸模的结构和尺寸，考虑凸模强度、刚度和使用寿命。
凹模设计根据产品形状和尺寸，设计凹模的结构和尺寸，考虑凹模的加工精度和使用寿命。
根据产品要求，设计定位销的结构和尺寸，确保定位销能够准确固定产品位置。
挡料装置设计根据产品要求，设计挡料装置的结构和尺寸，确保挡料装置能够准确控制产品送料位置。
定位销设计VS模具的夹持与固定装置夹持器设计固定座设计模具材料选择模具结构设计模具强度计算模具强度校核模具刚度定义根据冲裁件的材料、厚度和精度要求，确定模具的刚度要求。
模具刚度校核标准模具刚度优化模具刚度校核03模具稳定性优化01模具稳定性定义02模具稳定性校核标准模具的稳定性分析为保证模具的使用寿命，需要选择具有足够硬度的材料，以便抵抗磨损和保持其形状。
模具材料的硬度模具材料的韧性模具材料的抗疲劳性模具材料的耐腐蚀性为了使模具能够承受冲击和弯曲，需要选择具有足够韧性的材料。
由于模具在长期使用中会受到循环应力的作用，因此需要选择具有较好抗疲劳性能的材料。
对于需要接触腐蚀性材料的模具，应选择具有较好耐腐蚀性的材料。
模具材料的选择原则碳素工具钢低合金工具钢高碳高铬工具钢不锈钢常用模具材料及其特性退火淬火正火回火01030204模具材料的热处理工艺复杂零件的冲裁模具设计通常适用于生产批量较大、对精度要求较高的场合。
在设计时，需考虑以下因素1. 材料：选择适合冲裁的材料，如不锈钢、高强度钢等。
冲裁模具工作零件设计
冲裁模具工作零件设计零件简图：如图1所示：零件名称:垫板。
.生产批量：大批量;材料：08F；材料厚度:1.2mm；未注圆角R2图1 零件图1、冲压件的工艺分析该支架零件形状简单，确定排样方案该零件毛坯形状近似为矩形，排样图见图2查书《冲压工艺与模具设计》表2-20搭边值a=1.5A1=1.2，板料冲裁时的下偏差Δ=0.5mm 取a=2mm，a1=2mm图2 排样图计算材料的利用率条料宽度:B=35+2x2=39 (mm)送料步距：A=22+2=24（mm）一个步距内零件的实际面积:S1=35x15-3.14x2x2-2x3.14x3x3+3.14x100x0.46x2-13.2x7.5=500（mm2）S0=A×B=39x24=936（mm2）一个步距的材料利用率为：①计算冲压力和选择冲压设备查表得08F材料的抗剪强度：τ=216~304MPa，取τ=250 MPa落料力F1=KL1tτ=1.3×(31x2+11x2+3.14x20x0.64-13.2x2+4x3.14 )x1.2x250=43037(N)=43(KN)冲孔力F2=KL2tτ=1.3×(2×π×6) ×1.2×250=14695(N)=14.7(KN)查表得K卸=0.05 K推=0.08卸料力F卸= K卸×F1=0.05×43037=2151.85(N) =2.2(KN)推件力F推=n×K推×F2n为梗塞在凸凹模内的冲件数，取凸凹模刃口高度h=4mm，则n=2×h/t=2×3/1.2=6 F推=n×K推×F2=6×0.08×14695=7053.6(N)=7.05(KN)总冲裁力F= F1+ F2+ F卸+ F推=43037+14695+2152+7054=66938(N)=67(KN)根据所计算冲裁力，初选压力机型号为JA21-10（开式双柱固定台压力机），其公称压力为350KN，满足该冲裁件所需冲裁力的要求。
新冲裁模的典型结构三部分
图 2.8.22 定位板和定位钉
a)弹簧侧压块式；b)簧片式；c) 簧片侧压块式式 d) 弹簧压板式 图2.8.23
1—卸料板；2—弹性元件；3—卸料螺钉；4—小导柱 2.8.25 弹性卸料装置
1—打杆；2—推板；3—推杆；4—推件块 图 2.8.27 刚性推件装置
1—橡胶块；2—推板；3—推杆；4—推件块 图2.8.28 弹性推件装置
a)滚珠式导柱导套; b)保持器展开图 图2.8.33 滚珠式导柱导套
图2.8.34
图 垫板旳受力 a)无垫板；b)有垫板
2.9精密冲裁工艺及精冲模具设计
2.9.1精密冲裁概述
1.精密冲裁旳工作原理及过程 它能在一次冲压行程中取得比一般冲裁零件尺寸精度
高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性好旳优质精冲零件,并以较 低旳成本到达产品质量旳改善。
图2.9.7 对向凹模精冲旳变形特征
2.9.8 对向凹模落料过程
图2.9.9 对向凸模冲孔
1-凸起凹模；2-冲裁凸模；3-平凹模；4-顶件器； 5-卸料器；6-上模座；7-下模座 图2.9.10 对向凹模复合模
2.9.3精冲件旳工艺性
1.精冲件材料旳工艺性 精冲旳材料必须具有良好旳变形特征,以便在冲裁过程中不
图 2.8.11 凹模洞口旳类型
图2.8.12 凹模外形尺寸
2.8.4 定位零件旳设计
1.挡料销 涉及：固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销
2.导正销 导正销与挡料销配合在级进模中使用。 导正销旳固定形式（） 导正销固定在凸模固定板上或镇压卸料板上()。 当导正销与挡料销配合使用时相互间旳位置()。
2.硬质合金旳牌号与性能 一般硬质合金是以碳化钨和碳化钛为基,以钴、镍或铁做
粘结剂,经烧结而成。
《冲裁模主要零部件的结构分析与标准讲义》
表4-2 凹模洞口的主要参数 表4-3 系 数 k 值
凸凹模最小壁厚
导板式单工序落料模
1－模柄 2－止动销 3－上模座 4、8－内六角螺钉 5－凸模 6－垫板 7－凸模固定板 9－导板 10－导料板 11－承料板 12－螺钉 13－凹模 14－圆柱销 15－下模座 16－固定挡料销 17－止动销 18－限位销 19－弹簧 20－始用挡料销
当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，
且应小于冲裁间隙。
2.弹压卸料装置
组成：卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）、卸料螺钉。 特点：兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。 适用：冲裁厚度小于1.5mm、质量要求较高的冲裁件。 与凸模的单边间隙：（0.1～0.2）t 装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃
给出了技术经济性较合理的冲压件尺寸公差、 形状位置公差
给出了合理冲裁间隙范围
冲模滑动导向对角、中间、后侧、四角导柱上 下模座
冲模产品 （零部件）
标准
冲模零件
冲模模架
冲模工艺 冲模技术条件 质量标准 冲模钢板模架技
术条件
GB/T2856.1~8.1990 GB/T2861.1~16.1990 JB/T8057.1~5.1995 JB/T8057.1~5.1995
带固定挡料销的导板式落料模
弹 性 卸 料 装 置
1-卸料板 2-弹性元件 3-卸料螺钉 4-小导柱
废料切刀工作原理
刃口长度：比废料宽度大些；
当凹模向下切边时， 同时把已切下的废料 压向废料切刀上，从 而将其切开。
刃口高度：比凸模刃口低，h大约为板料厚度的2.5～4 倍，且不小于2mm。
a）圆废料切刀 用于小型模具和切薄板废料
口0.3～0.5mm，以便顺利卸料。
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。
一个垫片冲裁模的设计范例
一个垫片冲裁模的设计范例垫片冲裁模是一种常用的冲压模具，在工业生产中应用广泛。
下面是一个垫片冲裁模的设计范例：设计目标：设计一个垫片冲裁模，可以用于自动化生产线上进行高速冲裁工作。
垫片的材料为低碳钢板，厚度为1mm，直径为50mm。
设计模具要求能够快速、准确地冲裁出符合尺寸要求且无毛刺的垫片。
设计步骤：1.确定冲裁模的整体结构：冲裁模由上模、下模和压力系统组成。
上模为切削部分，下模为支撑部分。
模具由高强度合金钢材料制成，确保其使用寿命和稳定性。
2.设计上模：上模为冲孔切削部分，由孔切削模组成。
根据垫片尺寸和形状，设计孔切削模的形状和尺寸。
同时，还需要考虑孔模之间的间距和孔模布局，以便在一个冲裁行程内能够同时完成多个垫片的冲裁。
3.设计下模：下模为垫片的支撑部分，采用固定座和导向机构支撑垫片。
下模还需要考虑底模开孔和排屑的设计，以确保冲裁过程中垫片顺利排出。
4.设计压力系统：压力系统为垫片提供冲裁所需的工作压力。
根据材料的强度和冲裁所需的力度，选择合适的液压缸和液压系统。
确保压力系统能够提供稳定的工作压力和控制冲裁的速度。
5.确定模具的装配方式：将上模、下模和压力系统进行装配。
确保模具的稳定性和紧密连接，避免在冲裁过程中发生位移或松动。
6.进行模具的测试和优化：制作成型样品，进行模具的测试。
根据测试结果对模具进行优化，调整冲裁参数和模具结构，使得冲裁结果更加准确和稳定。
7.模具的维护和保养：定期对模具进行检查和保养，包括清洁、修复和润滑等。
确保模具的寿命和稳定性。
总结：通过以上设计步骤，我们可以设计出适用于垫片冲裁的模具。
这个模具具有高效、精准和稳定的特点，能够满足生产线上高速冲裁的需求。
在设计模具时，需要考虑到材料的选择、结构的设计和加工工艺等因素，以确保模具的性能和使用寿命。
同时，模具的维护和保养也是重要的，可以延长模具的使用寿命并提高生产效率。