《冲裁模具设计》PPT课件.ppt

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1、冲裁模具设计产量：4000pcs冲压件名称：邮票落料模 材料：银 板厚：0.6 mm 产量：1000pcs冲压件名称：银币 材料：银 板厚：5 mm，直径40 戒指落料模具设计过程工序工序1 研究分析客户产品图纸、产品制造研究分析客户产品图纸、产品制造材料、产量、质量、交货期等要求，分析材料、产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺性。冲压件的工艺性。工序工序2 确定冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案 工序工序3 确定模具总体结构方案确定模具总体结构方案工序工序4 排样排样工序工序5 冲裁力计算冲裁力计算工序工序6 冲床的选用冲床的选用工序工序7 设计模具设计模具 7.1 凸、凸、凹模设计凹模设计

2、 7.2 落料件制造公差确定落料件制造公差确定 7.3 凹模外形尺寸确定凹模外形尺寸确定 7.4 模具其他零件设计模具其他零件设计工序工序8 模具主要零件的加工模具主要零件的加工工序工序9 凸模与凹模的加工工艺凸模与凹模的加工工艺工序工序10无导柱落料模装配无导柱落料模装配工序工序11 装模调试装模调试工序工序1 研究分析客户产品图纸、产品制造材料、研究分析客户产品图纸、产品制造材料、产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺产量、质量、交货期等要求，分析冲压件的工艺性。性。冲裁工艺性分析：1、结构与尺寸方面分析结构与尺寸方面分析 结构简单，形状不复杂，无悬臂，无凹槽。结构简单，形状不复杂，无

3、悬臂，无凹槽。2、精度方面分析、精度方面分析尺寸为自由公差，公差等级均不高于尺寸为自由公差，公差等级均不高于IT11,从表可知，利用普通冲裁方从表可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图样尺寸精度要求式可以达到零件图样尺寸精度要求3、材料方面、材料方面 冲裁材料是银，冲裁性能很好，利于冲裁得到。冲裁材料是银，冲裁性能很好，利于冲裁得到。冲裁工艺性理论知识链接工序工序2 确定冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案从零件的形状及要求看，需要以下三个步骤从零件的形状及要求看，需要以下三个步骤落料单工序模具 模具种类比较项目单工序模级进模复合模无导向的有导向的冲压精度低一般IT13IT10IT10IT8零件平整程度

4、差一般不平整、高质量件需较平因压料较好，零件平整零件最大尺寸和材料厚度尺寸、厚度不受限制中小型尺寸、厚度较厚尺寸在250mm以下，厚度在0.16mm之间尺寸在300mm以下，厚度在0.053mm之间冲压生产率低较低工序间自动送料生产效率较高冲件留在工作面上需清理，生产率稍低使用高速自动压力机的可能性不能使用可以使用可在高速压力机上工作操作时出件困难，不作推荐多排冲压法的应用广泛用于尺寸较小的冲件很少采用模具制造的工作量和成本低比无导向模略高冲裁较简单的零件时低于复合模冲裁复杂零件时低于级进模安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全需采取安全措施工序工序3 确定落料模具总体结构方案确定落料模具

5、总体结构方案从零件图知，落料件外形筒单，精度要求从零件图知，落料件外形筒单，精度要求不高，且质量轻，尺寸偏小，批量也小，不高，且质量轻，尺寸偏小，批量也小，为降低成本，可用无导柱落料模进行落料。为降低成本，可用无导柱落料模进行落料。无导柱模，冲裁导向依靠冲床滑块导向，无导柱模，冲裁导向依靠冲床滑块导向，由于冲床滑块上下运动靠燕尾槽导向，相由于冲床滑块上下运动靠燕尾槽导向，相当精确，均在毫米以内，而精度要求不高当精确，均在毫米以内，而精度要求不高冲裁件，冲裁单边间隙大多在以上，故很冲裁件，冲裁单边间隙大多在以上，故很安全。安全。4.1 坯料的展开长度计算坯料的展开长度计算由图所示零件图可知由图所

6、示零件图可知:L=50t=0.6 t工件的厚度工件的厚度通过查表进行排样通过查表进行排样工序工序4 排样排样落料模排样如下落料模排样如下:纵向搭边毫米，横向搭边纵向搭边毫米，横向搭边2毫米，条料宽度计算得毫米，条料宽度计算得54毫米毫米,零件展零件展开长开长50毫米毫米,材料利用率计算冲裁件面积：条料宽为54推料步距 一个料距材料利用率=S=50*50/2797.2=89.4%F工件实际面积 S一个步距条料面积工序五工序五 冲裁力计算冲裁力计算 5.1 支架落料冲裁力计算支架落料冲裁力计算冲裁力计算公式；冲裁力计算公式；50*50*0.6*125K冲裁力冲裁力冲裁周长冲裁周长材料厚度材料厚度抗

7、拉强度，抗拉强度，推件力：推件力：tt卡在凹模刃口内的工件数卡在凹模刃口内的工件数冲裁刃口厚取冲裁刃口厚取3毫米，则冲一次要往下推五件，即毫米，则冲一次要往下推五件，即5，推查表得推查表得t吨吨工序五工序五 冲裁力计算冲裁力计算卸料力Fx=KxF（Kx卸料系数；F冲裁力）Kx=0.05 F=Fx=0.935 总冲裁力总总冲裁力总t+Fx 吨吨 四、压力中心的计算四、压力中心的计算 冲压力合力的作用点称为压力中心。冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须使为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，冲模的压力中心与压力机滑块中心重

8、合，1、对于带模柄的中小型冲模就是要使其压力中心、对于带模柄的中小型冲模就是要使其压力中心与模柄轴心线重合。与模柄轴心线重合。2、若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不、若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投量使压力中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围。影面积的范围。实际生产中，为了简便起见，压力机的公称压力可按如下经验实际生产中，为了简便起见，压力机的公称压力可按如下经验公式确定。公式确定。对于施力行程较小的冲压工序对于施力行程较小的冲压工序(如冲裁、浅

9、弯曲、浅拉深等如冲裁、浅弯曲、浅拉深等)P(1113)F 对于施力行程较大的冲压工序对于施力行程较大的冲压工序(如深弯曲、深拉深等如深弯曲、深拉深等)P(16-20)F 式中式中 P压力机的公称压力，压力机的公称压力，kN；F冲压工艺总力，冲压工艺总力，kN。工序六工序六 冲床的选用冲床的选用公称压力的选择公称压力的选择 前面计算得支架落料的前面计算得支架落料的 总冲裁力总冲裁力总推总推+PX ，在此，选，在此，选11吨左右的冲床。查冲床型号规格表，选可倾开吨左右的冲床。查冲床型号规格表，选可倾开式常用冲床，如式常用冲床，如25。其相关参数如下：其相关参数如下：公称压力公称压力:250 最大闭

10、合高度最大闭合高度:270 闭合高度调节量闭合高度调节量:55 模柄孔模柄孔:40*60工序七工序七 设计模具设计模具国内模具设计书籍很多，模高设计各不相同，但大多是计国内模具设计书籍很多，模高设计各不相同，但大多是计算确定，查表确定，或是按比例确定。算确定，查表确定，或是按比例确定。从经验总结出一条规律：从选定的具体冲床入手，展开整从经验总结出一条规律：从选定的具体冲床入手，展开整套模设计，模具整体高度要求在选定的具体冲床的允许范套模设计，模具整体高度要求在选定的具体冲床的允许范围内。整体模高设计，如何入手？围内。整体模高设计，如何入手？对于落料件，先从凹模设计入手。凹模刃口与外型确定之对于

11、落料件，先从凹模设计入手。凹模刃口与外型确定之后，即可基本确定整套模具设计值。后，即可基本确定整套模具设计值。间隙的讲解视频模具间隙Z=mt m系数 t厚度 Z=3-5丝我们选取模具双面间隙是：4丝单边间隙：凹模刃口 ：凹模刃口尺寸确定：凹模刃口尺寸确定：有几点原则须注意；有几点原则须注意；落落料料件件是是由由凸凸模模刃刃口口与与凹凹模模刃刃口口冲冲裁裁剪剪切切而而成成，一一般般冲冲裁裁，剪剪切切断断面面是是梯梯形形，细细分分断断面面，最最上上一一层层是是毛毛刺刺，往往下下一一层层是是断断裂裂带带，再再往往下下一一层层是是剪剪切切带带，最最底底层层是是圆圆角角带带，由由于于断断面面是是梯梯形，

12、外形尺寸算到外形最大处，即梯形底部处，而不能算到梯形小端处，即梯形顶部处，形，外形尺寸算到外形最大处，即梯形底部处，而不能算到梯形小端处，即梯形顶部处，而而冲冲裁裁中中，落落料料件件外外形形最最大大处处，与与凹凹模模孔孔相相等等，落落料料件件外外形形小小端端处处，与与凸凸模模相相等等，最最大大处处与与最最小小处处尺尺寸寸差差，即即基基本本等等于于凸凸模模凹凹模模间间隙隙值值，所所以以，落落料料件件外外形形尺尺寸寸，与与凹凹模模相相等等，即即落落料料跟跟凹模凹模 由由于于凹凹模模在在冲冲裁裁中中，每每冲冲一一件件，就就摩摩擦擦凹凹模模刃刃口口一一次次，在在上上千千次次以以上上冲冲裁裁中中，就就摩

13、摩擦擦千千次次以以上上，因因而而刃刃口口要要磨磨损损，凹凹模模刃刃口口磨磨损损后后越越来来越越大大，从从而而使使落落料料件件外外形形越越来来越越大大，为为使使凹凹模模在在相相当当长长时时冲冲裁裁磨磨损损后后，仍仍能能冲冲出出合合格格落落料料件件，其其刃刃口口尺尺寸寸初初始始值值应应取取较较小小值值，一一般般以以尺尺寸寸范范围围中间偏小值为好。中间偏小值为好。刃刃口口尺尺寸寸制制造造公公差差，一一般般都都要要比比落落料料件件公公差差值值小小很很多多，才才能能保保证证落落料料件件精精度度，才才能能保保证证冲冲裁裁间间隙隙在在合合理理范范围围。一一些些书书提提出出模模具具制制造造精精度度比比工工件件

14、精精度度高高3至至4级级，有有的的书书则则主主张张模模具具制制造造精精度度为为6到到7，也也有有些些书书主主张张取取工工件件公公差差的的14，他他们们的的主主张张都都有有道道理理，都都可可行行，但但我我们们认认为为仅仅是是一一种种广广泛泛的的祖祖略略措措施施，针针对对性性不不强强，当当今今模模具具制制造造，与与过过去去有有较较大大发发展展变变化化，手手段段多多，加加工工精精度度高高，试试想想一一台台价价格格上上百百万万元元的的数数控控加加工工中中心心，加加工工精精度度达达到到0，005以以内内，而而你你模模具具标标注注制制造造公公差差在在4或或67，数数值值大大都都在在以以上上，甚甚至至超超过

15、过以以上上，显显然然是是不不适适当当的的，现现场场加加工工人人员员会会再再找找你你麻麻烦烦，叫叫你你修修改改数数值值至至以以内内，以以便便输输入入数数值值编编程程加加工工。而而另另一一方方面面，一一些些企企业业仍仍沿沿用用八八十十年年代代或或更更早早机机床床，使使用用时时间间比比我我们们学学生生年年令令还还大大，加加工工精精度度根根本本达达不不到到以以内内，你你定定出出制制造造公公差差过过小小，也也制制造造不不出出。怎怎么么办办呢呢？我我们们认认为为，模模具具制制造造公公差差，应应在在满满足足冲冲制制件件质质量量要要求求前前提提下下，按按实实际际加加工工环环境境制制定定。具具体体说说，在在加加

16、工工中中心心玑玑床床加加工工的的环环境境，就就可可定定为为甚甚至至更更小小，而而在在老老式式机机床床加加工工环环境境，可可酌酌量量各各机机床床加加工工能能力力，在在范范围围内内选选取取具具体体公公差差值值，无无须拘泥于一些计算值，这样的设计，会快捷多。须拘泥于一些计算值，这样的设计，会快捷多。查表，得间隙值查表，得间隙值 0.15 0.19 凹模刃口型式模具精度与冲裁件精度关系 2;2;落料件制造公差确定；落料件制造公差确定；尺寸，按尺寸，按13级取公差，为级取公差，为0.27 尺寸尺寸55.4 ；按；按13级取公差，级取公差，为为即即12。00.46 分别代入公式计算凹模刃口尺寸；分别代入公

17、式计算凹模刃口尺寸；公式：公式：凹，（凹，（）12凹凹（12）0.02 0.02 （按按中中等等加加工工精精度度环环境境，制制造造误误差差直直接接取取值值，而而不不取取44）凹（凹（）0.02 0.02（制造误差取的理由同上）（制造误差取的理由同上）冲裁件断面表面糙糙度与毛刺高度表3;3;凹模外形尺寸确定凹模外形尺寸确定凹模厚度：凹模厚度：有各种确定方法，不外乎经验公式法，经验法，对比法，等等，这里介绍一种经验公式有各种确定方法，不外乎经验公式法，经验法，对比法，等等，这里介绍一种经验公式小凹模小凹模 ）大凹模大凹模 （23）式中式中 凹模孔的最大宽度凹模孔的最大宽度 因数，查表确定，约在范围

18、因数，查表确定，约在范围 凹凹模模厚厚度度，实实际际应应用用时时，由由于于综综合合因因素素影影响响，具具体体情情况况不不同同，具具体体分分析析确确定定，中中小小型型凹凹换换，计计箕箕值值小小于于15时取时取15，而中型凹模计算值大于，而中型凹模计算值大于50时，也只取时，也只取50，使用时均用用平板垫平，加以支撑。，使用时均用用平板垫平，加以支撑。剪切轮廓线到凹模外形最近边缘的尺寸剪切轮廓线到凹模外形最近边缘的尺寸 初步计算初步计算5012.5 由于太薄不便于使用，取由于太薄不便于使用，取20（）（）3535于是凹模外形尺寸为：于是凹模外形尺寸为：120*120*20 凹模厚度 凹模壁厚 凹模

19、的长度宽度凹模厚度解析凹模厚度解析小凹模小凹模 ）大凹模大凹模 （23）式中式中 凹模孔的最大长度凹模孔的最大长度 因数，查表确定，约在范围因数，查表确定，约在范围 凹模厚度，实际应用时，由于综合因素影响，具体情凹模厚度，实际应用时，由于综合因素影响，具体情况不同，具体分析确定，中小型凹换，计箕值小于况不同，具体分析确定，中小型凹换，计箕值小于15时取时取15，而中型，而中型凹模计算值大于凹模计算值大于50时，也只取时，也只取50，使用时均用用平板垫平，加以支撑。，使用时均用用平板垫平，加以支撑。1卸料装置（1）固定卸料板特点特点：卸料力大，卸料可靠 适用适用：板料较厚（大于）、卸料力较大、平

20、直度要求不很高的冲裁件与凸模的双边间隙与凸模的双边间隙当卸料板仅起卸料作用，取0.20.5mm 当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，且应小于小于冲裁间隙。弹压卸料装置特点特点：兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。适用适用：质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁。与凸模的单边间隙与凸模的单边间隙见表，对特别小的冲孔凸模可将表列数值适当加大。当卸料板兼起导板作用，同固定卸料板。装配要求装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口，以便顺利卸料。1卸料装置（续）10050122固定板作用作用：固定小型的凸模和凹模尺寸尺寸：厚度一般取凹模厚度的倍安装安装：与凸模过渡配合H7/m6、H7/

21、n6，压装后磨平3垫板是否需要用垫板，可按下式效核：若凸模头部端面上的单位压力p大于模座材料的许用压应力（见表）时，就需要加垫板；反之则不需要加垫板。10050124螺钉与销钉（2）橡胶的选用1）橡胶选择原则所选橡胶允许最大压缩量H2不超过其自由高度H0的45，所选橡胶必须满足预压力F0的要求H2=（）H0而橡胶预压缩量H0=（）H0 橡胶高度与直径D之比应按下式校核H2 橡胶的最大许可压缩量橡胶的最大许可压缩量H0 H0 橡胶橡胶预压缩量预压缩量H0 H0 橡胶橡胶原长原长（1）橡胶的选用（续）2）橡胶选择步骤根据卸料力求橡胶横截面尺寸根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状和数量。冲裁卸料

22、用较硬橡胶；拉深压料用较软橡胶。也可以按表计算出橡胶横截面尺寸求橡胶高度尺寸校核橡胶高度与直径之比和最大相对压缩变形量是否在许可的范围内。如果超过，则应把橡胶分成若干块，在其间垫以钢垫圈；如果小于，则应重新确定其尺寸。式中含义 式中含义 橡胶横截面尺寸（2）凸模长度计算当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：凸模的尺寸凸模高度=卸料板厚度-1+橡胶的高度-（）*橡胶的高度+固定板厚度+修模量固定板的厚度：0.8*15=12橡胶高度：30卸料板厚度：12 凸模高度=12-1+26+12=49 工序九工序九;模具其他零件设计模具其他零件设计总原则是：厚度方面，满足强度要求，同时凑合总模高在所选冲

23、床装模闭合高度范围。总原则是：厚度方面，满足强度要求，同时凑合总模高在所选冲床装模闭合高度范围。4.1;各模板厚度设计：各模板厚度设计：前前边边从从冲冲裁裁力力计计算算值值考考虑虑选选定定冲冲床床为为232325，其其最最大大闭闭合合高高度度为为550。最最大大装装模模高高度度180,180,连连杆杆调调节节长长度度45,45,模模柄柄孔孔尺尺寸寸40,40,深深60,60,漏漏料料孔孔210.210.工工作作台台300450,300450,因因而而此此模模总总高高应应在在此此范范围围。从装模难易考虑，应设计在从装模难易考虑，应设计在180190为宜。为宜。上下底极，从强度考虑，应上下底极，从

24、强度考虑，应25以上，初选上底板以上，初选上底板35，下底板，下底板30，一一些些书书主主张张底底板板厚厚为为凹凹模模厚厚度度的的倍倍，而而上上底底板板可可比比下下底底板板薄薄510，这这都都是是总总结结经经验验结结果果，由由于于模模具布满销孔螺孔，很难通过准确计算确定厚度值。具布满销孔螺孔，很难通过准确计算确定厚度值。凸模垫板初选凸模垫板初选10 凸模高凸模高7070凸换固定板凸换固定板30卸料板卸料板15这样，总模高：这样，总模高：351070+10+25+30180符合装模高度要求。符合装模高度要求。4.2各模板长宽尺寸各模板长宽尺寸 下底坂；下底坂；应应比比冲冲床床工工作作台台漏漏料料

25、孔孔大大，每每边边应应有有4050供供支支承承的的面面，232316漏漏料料孔孔210,210,左左右右，（准准确确值值可可到到冲床量取），且每边有冲床量取），且每边有2530左右支撑位置，在这，以漏料孔外形每边加左右支撑位置，在这，以漏料孔外形每边加25左右，取左右，取260280，即，即下模底板为下模底板为30260280上模底板：上模底板：由于本模决定用无导柱非标准简易模，所以上模底板不装导套，就按凹模外形即可，即：由于本模决定用无导柱非标准简易模，所以上模底板不装导套，就按凹模外形即可，即：20120120上模垫板，长与宽参照凹模外形，即：上模垫板，长与宽参照凹模外形，即：10120*

26、120上模凸模固定板上模凸模固定板 凸模具硬度凸模具硬度50-55HRC50-55HRC，如果是，如果是luoluo钢，处理到钢，处理到55-58HRC55-58HRC长与宽参考凹模外形，即长与宽参考凹模外形，即30120120弹性卸料板：弹性卸料板：15120120 工序十;闪光器支架落料模主要零件的加工工艺1;凸模加工工艺 材料 Cr12 计算体积,圆棒落料锻打成长方体.每面留3mm加工余量退火刨加工六面,留1mm加工余量,铣加工,每面留加工余量,热处理,HRC5055磨加工六面到尺寸要求,2;凹模加工工艺 材料 A3 A3板划粉线氧割出板料刨加工六面,留1mm加工余量,磨加工到尺寸钳工划

27、线,铣加工导料槽钻线割孔,线割凸模过孔与凹模配钻销孔,螺纹孔钳工修整,待最后装配.3;固定卸料板加工工艺 材料;A3板 A3板划粉线氧割出板料刨加工六面,留1mm加工余量,磨加工到尺寸钳工划线,铣加工导料槽钻线割孔,线割凸模过孔与凹模配钻销孔,螺纹孔钳工修整,待最后装配.2凹模（1）凹模外形结构及其固定方法凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。孔距的最小值可参考表。凹模具螺钉销钉固定最小距离无导柱落料模的冲床安装先把冲床曲轴调到最低位,把冲床调整螺杆调整到最短,即滑块上升到最高点,把上模柄夹到滑块上,夹紧,

28、调整滑块高度,放入下模,把凸模插入下模凹模孔内2mm左右,调整前后左右间隙均匀.然后用压板压紧下模用手扳动惯性轮,运转空冲一次,没问题即可试冲用与料厚相似纸皮试冲几次,没问题即可试冲,将事先裁好条料放入下模固定卸料极内,试冲两片,拿出冲裁件,测量尺寸是否合格,观察周边断面状况,光亮带是否周边基本一致,若周边不一致,证明凸模与凹模间隙不均匀,应在凸模插入凹模情况下稍松开下模夹板,拷打下模调整间隙,直到均匀.再夹紧下模夹板,试冲一两件,得周边光亮带均匀后,再检各处夹紧否.清理现场,送检侍冲.轴+0-eseiabccddeefffg g hjjskmn prstuvxyzzazbzc基本尺寸 孔基本

29、尺寸+0-EIESABCCDDEEFFFGGHJJSKM NPRSTUVXY ZZAZBZC工序十一 落料模的装配由于无导柱,可上模与下模分别装配上模装配;先把凸模固定板与垫板,上底板用夹板夹紧,钻螺纹底孔,一般常规,螺纹分布于板的四,便于夹紧,同时扩光身孔,沉头孔,然后折夹板,开螺纹,上螺栓重新紧固,上紧螺栓之后,开钻销孔,留0.2,铰孔到尺寸,折开螺栓,装入凸模,重上螺纹,打入销.完成上模装配.下模装配;先对好凹模漏料孔与下底板漏料孔,后夹板夹紧,从底板方向开钻螺纹底孔,扩光身孔,沉头孔,折夹板,开凹模螺纹,.用螺栓上紧凹模,开钻销底孔,铰孔,打入销钉.钻定位销孔于凹模上,上脱料板;夹板夹

30、紧脱料板于凹模上,对齐孔位,从脱料板往下开钻螺纹底孔于凹模上,扩光身孔.沉头孔.折开夹板,开螺纹,用螺栓把脱料板上紧.以上模具组装完成后,折开,把凸模,凹模送热处理,热处理后凹模线割修磨再最后组装,凸模直接组装.必须说明,凸模凹模及固定板,卸料板,底板相关协同加工的孔.大多是通过装配加工完成的,这样才能保证同轴度.1:活动卸料板可以有效的保护冲头,是冲头不容易损坏!(而固定卸料板不能)2:活动卸料板可以压料,是材料在冲压过程中保持平整!(而固定卸料板不能)3:使用固定卸料板可以降低上模重量,对于高速冲压很有帮助!4:使用固定卸料板可以有很大的卸料力!适用厚板的冲压!5:目前国内连续模一般使用活动卸料板,保证模具寿命的同时也有较高的速度!6:日本式的模具结构中有两种结合的,在局部使用活动卸料板,既保证寿命又有压料!上模又轻!不过维护不方便!