经典冲压模具设计实例讲解冲压模具设计教程 _生活知识

冲压模具设计教程（经典冲压模具设计实例讲解）

基于现代企业生产环境，系统总结了冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤，并辅以案例说明。
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冲压模具设计与制造技术是一项技术性和经验性都很强的工作。包括：冲压工艺设计、模具设计、模具制造。
三者关系：相互关联、相互影响。

冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据；
冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；
冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。

一、冲裁模设计与制造实例

工件名称：手柄
生产批量：中批量
材料：Q235-A钢
材料厚度：1.2mm

1．冲压件工艺性分析

冲压工序：只有落料、冲孔；
材料：为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；
结构：相对简单，有一个8mm的孔和5个5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm（大端4个5mm的孔与8mm孔、5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。
精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

2．冲压工艺方案的确定

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。

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，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便；
方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。
结论：采用方案三为佳。
3．主要设计计算

（1）排样方式的确定及其计算
（2）冲压力的计算

冲压力的相关计算见表。根据计算结果，冲压设备拟选J23-25 。

文章插图

（3）压力中心的确定及相关计算
因冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O 。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。
（4）工作零件刃口尺寸计算
因工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。具体计算见表8.2.3所示。
（5）卸料橡胶的设计
4．模具总体设计

（1）模具类型的选择：级进模
（2）定位方式的选择：导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。
（3）卸料、出件方式的选择：弹性卸料，下出件
（4）导向方式的选择：中间导柱的导向方式

5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计

①落料凸模：直通式，采用线切割加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5 。
②冲孔凸模：台阶式
③凹模：整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。

（2）定位零件的设计
两个导正销，分别借用工件上5mm和8mm两个孔作导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。
起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为816 。

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（3）导料板的设计
（4）卸料部件的设计

① 卸料板的设计
②卸料螺钉的选用

（5）模架及其它零部件设计
6．模具总装图
7．冲压设备的选定
8．模具零件加工工艺
模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。
落料凸模的加工工艺

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9．模具的装配
根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。具体装配见表。
二、拉深模设计与制造实例

零件名称：盖
生产批量：大批量
材料：镀锌铁皮
材料厚度：1mm

1．冲压件工艺性分析

冲压工序：落料、拉深；
材料：为镀锌铁皮，具有良好的拉深性能，适合拉深；
结构：简单对称；
精度：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求。

2．冲压工艺方案的确定

方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。
方案二：落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。
方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；
方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难；
方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。
结论：采用方案二为佳。
3．主要设计计算（1）毛坯尺寸计算
根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D，具体计算(略) 。
（2）排样及相关计算
采用有废料直排的排样方式。
（3）成形次数的确定
阶梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38，据t/D=1/90.5=1.1，查表发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。
（4）冲压工序压力计算
拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件，计算冲压力。
根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25 。
（5）工作部分尺寸计算
落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算(略) 。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。
4．模具的总体设计

（1）模具类型的选择：落料-拉深复合模
（2）定位方式的选择：导料板（固定卸料板与导料板一体）+挡料销
（3）卸料、出件方式的选择：固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力
（4）导向方式的选择：中间导柱的导向方式

5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计
整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构如图所示。

文章插图

为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm 。
（2）其它零部件的设计与选用

① 弹性元件的设计：顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。
②模架及其它零部件的选用

6．模具总装图

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7．冲压设备的选定
8．工作零件的加工工艺
本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要采用车削。
9．模具的装配
选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。
装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。