第六章 模具冲压 郑大

凹模厚度 H=kb=0.2×127mm=25.4mm（k=0.2） 凹模壁厚 c=（1.5～2）H=38～50.8mm 取凹模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm， 凹模宽度B=b+2c=（127+2×45）mm=217mm 凹模长度L取195mm（送料方向） 凹模轮廓尺寸为195mm×217mm×30mm，结构如所示。
3 确定冲压模具的结构形式 在制订冲压工艺规程时，可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的 生产批量、形状特点、尺寸精度要求以及模具的制造能力、现有冲 压设备、操作安全方便的要求、是否采用自动送料装置等条件来选 择模具的结构形式
4 选择冲压设备 主要根据所要完成的冲压的工序性质、生产批量的大小、冲压件的 几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。 5 冲压工艺文件的编写 冲压工艺文件一般以工艺过程卡的形式表示，它综合地表达了冲压 工艺设计的具体内容，包括工序序号、工序名称或工序说明、加工 工序草图（半成品形状和尺寸）、模具的结构形式和种类、选定的 冲压设备、工序检验要求、工时定额、板料的规格性能以及毛坯的 形状尺寸等等
3、主要设计计算
（1）排样方式的确定及其计算 排样方式
排样计算结果
搭边值计算 按无侧压装置搭边计算
B ( D 2 a 2 b )
0
（2）冲压力的计算 该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。
总冲压力 F总

F + F卸 + F推） （
F K L t
上式中： L——冲裁件周边长度（mm）； t——材料厚度（mm） τ——材料抗剪强度（MP某些工序的半成品尺寸，应根据该道工序的极限变形参数计 算求得，确定半成品尺寸时，应保证已成形的部分在以后各道工序 中不再产生任何变动，而待成形部分必须留有恰当的材料余量，以 保证以后各道工序中形成工件相应部分的需要，半成品的过渡形状， 应具有较强的抗失稳能力。确定半成品的过渡形状与尺寸时应考虑 其对工件质量的影响
6.1 工艺规程编制
冲压工艺规程是指导冲压生产过程的工艺技术文件。是模具设计 和指导冲压生产的依据。对提高生产效率、提高产品质量、减低 成本和损耗、保证安全生产有重要意义。
6.1.1 编制步骤
1 分析冲压件的工艺性： 分析冲压件对冲压工艺的适应性.冲压加工的难易程度 2 确定冲压件的成型方案： •工序性质 •工序数量确定，工序集中或分散 •工序顺序确定
6、模具总装图 通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模 板、垫板、凸模（7个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹 性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。 冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 条料送进时采用活动挡料销13作为粗定距，在落料凸模上安装两个导正 销4，利用条料上φ5mm和φ8孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进 的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔 套在活动挡料销13上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销4再作精确定 距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2mm，冲压过 程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面 再将条料向后拉回约0.2mm而完成精确定距。用这种方法定距，精度可 达到0.02mm。
（3）导料板的设计
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的 间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。导 料板采用45钢制作，热处理硬度为40～45HRC，用螺钉和销钉固定在凹模 上。导料板的进料端安装有承料板
（4）卸料部件的设计 ① 卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为14mm。 卸料板采用45钢制造，淬火硬度为40～45HRC。 ②卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M10×10mm。
（2）定位零件的设计
落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件上φ5mm和φ8mm两个孔 作导正孔。φ8mm导正孔的导正销的结构如图所示。导正应在卸料板压 紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 lmm ，所以导正销直线部分的长度为1.8mm。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8×16。
6.2 设计实例
工件名称：手柄
： 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm
工件简图
1、冲压件工艺性分析
• 材料 •工件结构 •尺寸公差
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。
L h1 h 2 h3 h
② 冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔 凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲5 个φ5的圆形凸模可选用标准件BⅡ型式（尺寸为5.15×64）。冲φ8mm孔的 凸模结构如图所示。 ③ 凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模 在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心 重合。其轮廓尺寸可按公式计算：
（4）导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中 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 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割 机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。 其总长L可按公式计算：
冲压力计算结果
（3）压力中心的确定及相关计算 计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图所示。在图中将xoy坐标 系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L6 共6组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（13.57， 11.64）。由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，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。
d
( d m in x z m in ) 0
d
卸料橡胶的设计
4、模具总体设计
（1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。
（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，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挡料销初定距，导正销精定距。 而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来 定。 （3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用 弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生 产效率。
p， d — — 凸 凹 模 制 造 公 差 ， 可 以 查 表 获 得 ，
或者取d 4 ，p （ 4 ~ 5 ）；
x——系数，可以查表获得。
冲孔凸模刃口尺寸：
D p ( d min x ) p
0
冲孔凹模刃口尺寸：
d d ( d d z m in ) 0
（5）模架及其它零部件设计 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止 由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱d/mm×L/mm分别为φ28×160，φ32×160； 导套d/mm×L/mm×D/mm分别为φ28× 115×42，φ32×115×45。 上模座厚度H上模取45mm，上模垫板厚度H垫取10mm，固定板厚度H固取 20mm，下模座厚度H下模取50mm，那么，该模具的闭合高度： H闭=H上模＋ H垫＋L＋ H ＋ H下模－h2 =（45＋10＋64＋30＋50－2） mm=197mm 式中 L——凸模长度，L=64 mm； H——凹模厚度，H=30mm； h2——凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。 可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220mm）， 可以使用。
（4）工作零件刃口尺寸计算
落料凹模尺寸：
Dd ( D x )0
d
落料凸模尺寸：
D p ( D x Z m in )
0
p
Dd , Dp ---凹 模 凸 模 标 称 尺 寸 D——落料件标称尺寸 Z m in — — 最 小 冲 裁 间 隙 ——工件制造公差