厚板小孔冲裁模设计
横梁厚板冲裁模具设计
横梁厚板冲裁模具设计摘要：介绍了一种横梁模具冲裁工序通过对工艺方案调整和两种模具结构设计优化，大大降低了冲裁力，满足了现有设备的加工能力要求，最后介绍了两套模具的结构设计。
关键词：冲裁力；斜刃；阶梯凸模；模具设计1 产品图纸分析图1为某种重型卡车底盘横梁的展开料图，工艺要求通过现有冲压设备完成冲孔和外形加工。
现有使用机床压力630吨闭式单点机械压力机，而零件坯料为16MnL，厚度为6mm。
从图中可以看出零件结构虽不复杂，但存在冲裁线长、板料厚度较厚等问题，因此需要对工艺方案和冲裁过程中的冲裁力进行特殊考虑和设计。
2 冲裁力计算和工艺方案选择经过对零件的特性分析，采用以下经验公式计算冲裁力：F冲=F修边+F冲孔=L修边×t×δb+L冲孔×t×δb=17810037N式中：F-冲裁力（N）；L修边-修边轮廓长度；L冲孔-冲孔轮廓长度；t-料厚（mm）；δb-材料抗拉强度（630N/mm2）。
计算后冲裁力约为1781吨，现有的冲压设备630吨远无法无法满足要求。
使用现有设备一个工序无法完成加工，需分为两个工序进行加工。
经过对冲裁力计算和模具结构设计要求考虑，可以将零件的冲孔和切边分为两个工序进行加工。
但由于两个￠60孔由于位置原因容易导致漏料孔与其余零件干涉，因此需要将2X￠60孔改为在切边工序时一同加工。
这时需要对两个工序的冲裁力重新进行计算。
根据经验公式，一工序冲裁力为：F1=L冲孔×t×δb=6201657N式中：F1-一工序冲裁力（N）；L冲孔-冲孔轮廓长度（mm）；t-料厚（mm）；δb-抗拉强度（630N/mm2）。
根据经验公式，二工序冲裁力为：F2=F修边+F冲孔=L修边×t×δb+L冲孔×t×δb=11608380式中：F2-二工序冲裁力（N）；L修边-修边轮廓长度（mm）；L冲孔-冲孔轮廓长度（mm）；t-料厚（mm）；δb-抗拉强度（630N/mm2）。
厚板小孔冲裁模设计
厚板小孔冲裁模设计作者：向国玲来源：《科技传播》2011年第01期摘要通过对厚板小孔零件的工艺分析，得出该类零件在冲裁过程中存在的难点，并相应地设计出符合要求的模具结构。
关键词厚板小孔；工艺分析；模具结构中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）34-0143-02The Punching Mould Design of Plank PinholeXIANG GuolingYongZhou Vocational-Technical College，Hunan，Yongzhou425000Abstract Hole through the thick part of the process of analysis, the type of parts in blanking the difficulties existing in the process and, accordingly, designed to meet the requirements of the mold structure.Keywords Plank pinhole；Process Analysis；Die structure0 引言图1为一生产企业加工的零件，该零件采用的材料为35钢，要求大批量生产，加工前进行调质处理且硬度在17HRC~23HRC。
从图中可知该零件上有六个厚度为5.4mm，尺寸为Ø5.２的通孔且其位置精度要求比较高。
1 产品的工艺分析1.1 工艺析从图中可知该零件上需加工的小孔尺寸精度和位置精度要求较高且需大批量生产因此不能采用一般的钻削加工而应采用冲压的方式比较好。
在冲裁中冲小孔就是指冲孔孔径小于或接近于材料厚度的冲裁，该孔的直径为Ø5.2mm，其厚度为5.4mm，因而其孔径和厚度大致相等，但是相对来说又比较厚，因此把它归于厚板小孔冲裁。
在厚板小孔冲裁中由于凸模受力不均容易引起压杆失稳而导致凸模折断，限制了模具的使用寿命，因此首先应对冲小孔凸模进行强度计算和设计出合理的凸模长度。
厚板料冲裁加工凹模的设计
改革带来 巨大的变化 。 参考文献
学生 自主学习中心是大学英语教改向信息技术教育发展 的必然趋 势， 利用现代先进 的教学手段 ， 学生英语综合应用能力 ， 培养 特别是 听 说能力的训练 ， 使学生能用英语有效地进行 口头和书面的信息交流 ， 同 时增强其 自主学习能力 ， 提高综合文化素养 ， 达到提高学生英语综合应 冲裁 力 工 凹檩 的 设计 口
苏州托普信息职业技术学院 张文东
［ 摘 要］ 本文通过对料厚 １ＭＭ 的支板零件的冲裁的工艺分析， 出采用平直刀 口与斜刀 口相 结合的凹模设计， ２ 提 降低 冲裁力。 于 对 厚料的冲裁有一定的参考价值。 ［ 关键词 ］ 厚板料 工艺分析 凹模形式 模 具设计
海 外语 教 育 出版 社 ， ０ ． ２ ４ ０
［ ］ 乐娱． ２秦 多媒体 网络技 术环境 下大学英语教 学模式 的思考［］ 『 ＿
现 代 大学 教 育 ，０ ４（）０ — ０ ． ２ ０ ４１７ １ ９ ［］ ３ 赵露． 关于建立基 于计算机的大学英语 自主学习中心的思考． 黄 山 学 院 学报 ，０８ １ ） ２０ （２ ．
（ 接第 ２ ９页 ） 上 １ 三、 结束语
４结束 语 ．
这种平直刃口与斜刃 口结合使用 ， 介绍还不多 ， 该模具 已投入批量 生产 ， 使用效果较好 。希望此文对厚板料的冲裁模具有参考作用 参考文献 ［］ １ 陈炎嗣ｌ 冲压模具技术手册． 北京 ： 北京 出版社 ，９ １ １ ９ ［ ］ 孟 栋 ． 冲模 设 计 北 京 ： 械 工业 出版 社 ，０ ４ ２赵 冷 机 ２ ０ ［］ ３ 吴诗悸． 冲压工艺学． 西安 ： 西北工业大学 出版社 ，９７ １８ ［ ］ 关 全 ． 冲压 工 艺与 模具 设 计 ． ４杨 冷 大连 理 工 学 院 出版 社 ，０ ７ ２０
小孔冲裁模设计分析
小孔冲裁模设计分析寇元哲【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)019【总页数】3页(P48-50)【作者】寇元哲【作者单位】甘肃畜牧工程职业技术学院,武威,733006【正文语种】中文所谓小孔，一般是指孔径d小于被冲板料的厚度或直径d＜1mm的圆孔和面积A ＜1mm2的异形孔，它大大超过了对一般冲孔零件的结构工艺性要求。
小孔冲裁时，凸模显得很细长，强度和刚度差，容易弯曲和折断，所以必须采取措施提高它的强度和刚度，从而提高其使用寿命。
有时，虽然冲孔直径大于板厚，但由于凸模直径较小，例如小于3mm，如果仍采用常规的结构形式，即一端固定，另一端自由，冲裁时稍受侧向力，就可能引起凸模折断，这时也要对凸模采用保护措施。
1.小孔冲裁的特点(1)冲孔废料的厚度小于板厚冲小孔时，由于板料较厚，材料流入凹模比向周围扩展困难得多，使冲入凹模的材料厚度小于凸模切入板料的深度。
生产实践表明，当凸模切入板料深度达0.5mm时，材料还没有流入凹模孔内;凸模切入深度达2mm 时，流入凹模内材料厚度只有0.2mm;凸模切入深度达3.5mm时，流入凹模内材料厚度只有0.9mm;当冲孔结束时，7mm厚的板料冲孔废料的厚度只有4.4mm。
(2)小孔冲裁的质量较高当取较小的冲裁间隙冲小孔时，材料只产生塑性流动，不会生成裂纹而产生撕裂带，冲孔废料的厚度小于板厚度就是材料发生这种变形的结果。
因此冲孔的质量较高，可得到光滑的孔壁，几乎没有毛刺，而且孔的尺寸精度也较高。
只是由于凸模的磨损，才使孔的直径尺寸发生变化。
按经验统计，冲2000～5000次时，孔直径尺寸的减少量为0.01～0.02mm。
这样高质量的孔如用于机构中的活动连接，一般不需要再进行精加工。
(3)卸料时凸模受较大拉应力作用由于凸模切入板料的深度较大，材料的弹性收缩变形对凸模产生较大的包紧力，卸料时凸模将受较大的拉应力作用。
如果使用普通冲床，C形床身的弹性变形在冲孔穿透时突然回复变形，将使凸模产生弯曲变形，同时承受侧向力作用。
享钢板小孔冲裁力的研究
Ａ Ｆ Ｄ 区域 （ 只有 方向有拉应力）：
圆柱体镦粗 。区域 １ 区域２ 对 扩张时 ，环形部分２ 犹
－ ＝２（ｒ ４ （ 一Ｋ ｒ ／ ７ Ｆ ３２ ） ｔ
－
如受到一个内压 力的厚壁筒。
对于 区域 １ ，经过计算得 ：
＾
ＡＯＧ区域 ：
方 ： ＝ ＝兀（ｒ ４ 一 ｒ２ 向 Ｐ ａ 一 ３ ） ３ ｃ／ Ｆ 兀 ／ ＝ Ｋｒ ４
择６ ｋ ３ Ｎ的 压 力 机 ，可 以 保证 冲 出 完 整 的 孔 。试 验
＼／ ， ／ ＼ ／ 、 ＼
．
Ｄ ｍ
一
冲出的废料如图８ 所示 。从 图中可 以看 出 ，废料 的 断面情况与理论研究的结果一致 。
图６ 凸模压入板料中的应力分布
冲裁力计算公式 为 ：
＝ ＋ ＝ ＋尸 剪
５ 试验验 证 ．
为 了 验 证 上 述 理 论 研 究 的 正 确 性 ，设 计 制 造 出 了适 合 本 试 验 的 简 易 模具 结 构 ，如 图７ 示 。试 所
验 材 料 为 Ｑ２ ５，板 厚 ５ ３ ｍｍ ，冲 孔 尺 寸 为＠ ｍｍ ， ４
ｐ
／ ．
厂
／
．
进 行分步 冲裁试验 。在选 择压 力机 时 ，结 果选用 ３ ． Ｎ的压 力机 ，根本冲不出４ 。改用公式后选 １ｋ ５ ｑＬ
、
式 中 尸 — — 塑性 变形 时 的应 力 ； 姐
一
８ 厂 ／ ＼ ｌ１ ９ ／１ ＼ １２ Ｏ ／ １３ ／
：
剪切力。
以下举例说明厚钢板ｓ ￣ 裁力计算 公式与普 Ｊ ＠ ｑＬ 通 冲裁的不同 ，以及对实际生产和设备选择时造成
淫
冲裁模具设计
d1 0
(80.07 0.75 0.14) 0.019 79.965 0 0.019 mm 0
L p1 ( Ld1 2cmin ) p (79.965 0.246 ) 0 0.030 79.719 0 0.010 mm
1
校核： p1 d1 2cmax 2cmin 即0.049≤0.114（满足间隙公差条件）
校核： 2c 2c p d max min
D p ( Dd 2cm in )0 p (59.95 0.246 )0 0.030 59.704 0 0.030 mm
即0.049≤0.114（满足公差间隙条件）
L d ( Ld max x)
由公差表查得 16 o 0.060 为IT10，取x=1，80±0.07为 IT11，取x=0.75,60±0.05为IT10，取x=1 设凸凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则 ①冲孔（16 0 0.060 0 ） d p (d m in x) p (16 0.06)0 0.011 16.06 0 0.011 mm
二、确定冲裁工艺方案
• 此工件尺寸公差等级不高，尺寸中等，结 构简单，为避免多次冲压的定位误差并且 在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。 此工件可采用正装复合模。 • 冲裁顺序安排：先同时冲两孔，然后以导 正销和导料销定位落料。
三、选择模具结构形式
1、导向方式:用侧向的挡料板和导料销导
向 2、毛坯定位：由活动挡料销作为始用挡 料销对首件进行定位，由固定挡料销和活 动挡料销对条料进行轴向和周向定位。 3、卸料方式：由推杆，推块，推销及推 件块，顶杆组成的弹性卸料装置卸料。
1
厚板料冲裁模
在冲裁模中,当冲裁材料厚度大于4mm时所使用的模具，称为厚板料冲裁模。
由于厚板料冲模精度不高,生产批量不大,设计与制造厚板料冲裁模应注意以下几点:①厚板料冲模精度要求不高,多采用无导向简单模结构,但冲小孔时应设计成有导向装置的凸模结构；②凸凹模材料选用铬钢,热处理54~60HRC,适当增加冲裁间隙,保证冲件断面质量；③为了降低冲裁力,多采用斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁；④设计时应考虑凸模刃口端的压应力和凹模强度, 凸模不宜过长, 凹模刃口可设计成无直身锥口；⑤为增加冲模的强度,模具的上模板、下模板、固定板、垫板的厚度都应适当加厚,采用气顶装置脱料无需开设漏料孔。
1 引言图1为某设备图的侧板零件，材料为Q235A、厚10mm的钢板。
该零件原是采用普通冲裁模进行冲压加工，结果是冲压不足百余件后模具就损坏。
后采用加热红冲冲裁法进行加工，模具虽未损坏，但冲压件的精度、表面质量和粗糙度值均不理想，冲压后零件表面产生的氧化皮，使喷漆后的表面达不到要求，且工艺复杂、劳动强度大、冲压件成本高。
为此，对零件的冲压加工进行认真的工艺分析。
同时，根据公司现有压力机(JB36—250t)和零件所需的冲裁力，采用了平直刃口与斜刃口相结合的凹模形式，降低冲裁力，使冲压后的零件达到满意效果。
[/ALIGN]2 工艺分析该零件根据厚板料冲裁力公式：[/ALIGN]从式中得知零件所需的冲裁力为2618kN。
显然，公司现有压力机(JB36-250t)的公称压力小于零件所需的冲裁力。
针对这一问题，对零件进行了认真的工艺分析，认为降低零什所需的冲裁力，就刊以用本公司现有压力机(JB36 250t)进行加工，根据目前有关资料介绍，降低冲裁力的方法有3种：①斜刃冲裁法，②红冲冲裁法，③阶梯凸模冲裁法。
而第3种阶梯凸模冲裁法，主要用于多型面的冲裁，不适用于该零件。
而且这3种方法介绍都是相对于圆型面而言，对曲线型面未作介绍。
同时，斜刃冲裁法在冲裁时都会引起冲压件的弯曲、皱褶，冲裁刃口也极容易损坏。
小孔冲裁模设计分析
日 曰
（） ａ （） ｂ
的 ，脱外侧 凸 （ 凹）时 ， 也必须先抽出型芯 ，留出空 间 后再脱外侧凸 （ 。 凹） ４ ．结语 对于侧面带有 凸起或 凹槽结构 的塑件 ，采用强制脱
模机构 ，缩短 了模具 的制 作 周期 ，降低 了模具 制 造成
其使用 寿命 。有时 ，虽然 冲孔直径 大于板厚 ，但 由于 凸 模直径 较小 ，例 如小 于 ３ ｍ，如果 仍 采用 常 规 的 结 ｍ 构形式 ，即一 端 固定 ，另一 端 自由 ，冲裁 时稍 受侧 向
力 ，就 可能 引起 凸模 折断 ，这时也 要对 凸模 采 用保 护
措施 。
模的磨损，才使孔的直径尺寸发生变化。按经验统计，
（ 收稿 日期 ：２ １０ ０ ） ０ ０７ ５
应先从型腔中脱 出塑件 ，再脱侧 凸 （ 凹）的型芯 。如机 油盖 ，由于强制 脱模 主要 是使塑 料制 品发生 弹性变形 ， 因此在模具结构上必须 留有使塑料制品发生弹性变形 的
ｌ 兰！生 盟 笪！塑
ＷＷＷ． ｅｔ ｗｏｒ ｎｇ７ ５０ ｃ ｍ ａｌ ｋｉ ９ ． ｏｍ
１ 小孑 冲裁的特点 ． Ｌ
（ ）冲孔废料 的厚度小于板厚 １ 料较厚 ，材料流人凹模 比向周 围扩展 困难 得多 ，使冲入 凹模 的材料厚度小于凸模切入板料 的深 度。生产实践表 明 ，当凸模切人 板料 深度 达 ０ ５ ｍ 时 ，材料 还没 有流 ．ｍ 入凹模孔 内；凸模切入 深度 达 ２ ｍ 时 ，流入 凹模 内材 ｍ 料厚度 只有 ０２ ｍ；凸模 切入深 度达 ３５ ｍ 时 ，流入 ．ｍ ．ｍ
凹模 内材料厚度只有 ０９ ｍ ．ｒ ；当冲孔结束时 ， ｒ ａ ７ ｍ厚 的 ａ
小孔冲裁模设计
ｔ ｌＦｏ ｍ ｉ ｇ ａ ｒ ｎ
小孔冲裁模设计
贵 州 航 天 天 马机 电 有 限 公 司 贵 州 航 天 乌 江 机 电 设 备 有 限 责 任 公 司 （ 义 遵 （ 义 遵 ５３ ０ ） ６０ ３ ５３ ０ ） ６０ ３ 胡爱萍 王 平 蒋 章 发
在 生产 过程 中 ，会 遇 到 一 些 外 形 为 折 弯 件 ，孔 相对较 多 、尺 寸 较 小 、厚 度 较 薄 、且 生 产 批 量 较 大 的工件 上孔 的加 工 。如果 采 用 单 件 划线 钻 孔 则 生 产 效率低 下 ，费 时 费 力 ；且 制 成 产 品 的 形 状 尺 寸 、位 置 精度也 不 是 很 理 想 。现 在 以 图 １所 示 工 件 进 行 加
计 手册 可得 Ｔ为 ３ ０ ａ ５ ＭＰ 。
该 工件 的 厚 度 较 薄 ，外 形 尺 寸 属 于 中等 规 格 ，
最 ｄ ： 直径 为 ３５ ｍ，且 ． ，Ｌ ｆ ．ｍ ５＜２～３ 属 于小直 径孔
加 工 。若划 线 钻 孔 则 生 产 效 率 低 ，费 时 费 力 ；如 果 采 用钻 模钻 孑 ，更 换 钻 头生 产 率低 ；采 用 镗 床 上 加 Ｌ 工 ，一 是此工 件精 度 要 求 不 是很 高 ，二 是 工 件 上 的 孔太 小在 镗床 上也 只 能采 用 钻 头钻 孔 ，生 产 效 率低 ， 费用 高 。 由于 此工件 前 道 工序 是 由压 弯模 压 弯 成 形 ， 因此外形 一 致 ，用 冲孔 模 具 进 行 产 品工 件 加 工 ，不 但 可 以满 足 产 品 的批 量 化 生 产 ，提 高 生产 效 率 ，而 且可保 证产 品工 件 的制造 精度 稳定 可靠 。 在 冲裁 模 中 ，冲 孔 模 的应 用 极 其 广 泛 ，特 别 是 在薄 板料 上 孔 的 加 工 基 本代 替 了钻 孔 、镗 孔 等 加 工 工艺 。对 于较小 孔 的 冲裁 （ 即孔 的直 径 ｄ＜２～３ ，ｔ ｔ 为材料 厚度 ） ，因 凸模尺 寸 较小 ，刚度 及 强度 不 足 等 原 因 ，在受 冲击力 的作 用下 ，凸模 极 易 变 形 和折 断 ，
小孔冲裁模的设计改进
小孔冲裁模的设计改进作者：张敏来源：《科技视界》2017年第03期【摘要】本文以实践为基础，讲述了冲压零件试模中常见的问题及模具的改进方法，对提高模具返修质量和提高模具寿命有一定的指导意义。
其中，凸模与卸件圈的小间隙配合，夹板与凸模由过盈配合调整为间隙配合，凸模结构和参数的改变，在小孔冲裁模具应用中效果良好，对这一类模具有一定的推广和借鉴作用。
【关键词】小孔冲裁；凸模；断面质量；搭边；冲裁间隙1 问题的提出冲压零件如图1示，材料为25CrMoVA，厚度4mm。
模具在试模及使用中存在下列问题：1）孔距30±0.08经常超差。
2）产品外形一侧有毛刺、撕裂严重。
3）冲孔凸模易折断，模具寿命短。
在试模时，孔距30±0.08很难保证，即便试模具合格，模具的寿命也就是200-300件，不是孔距超差，就是凸模断裂。
2 原因分析模具结构如图2示。
影响模具质量的因素较多，牵涉面也较广，针对模具存在的问题，需经过多次试模，再根据试模结果，逐一进行分析和改进。
影响模具质量的主要因素在于模具的设计和制造质量，模具的材料和热处理对模具的质量也有一定的影响。
1.上模板；2.推杆；3.卸件圈；4.凸模；5.卸料板；6.橡皮；7.下模板；8.打杆；9.推板；10.凸模夹板；11.凹模；12.定位销；13.凸凹模；14.凸凹模夹板2.1 孔距超差的原因分析孔距超差可以从模具的制造和设计方面找原因。
制造方面：检查凸模夹板上与凸模配合的孔位置度是否超差，检查所装配的冲孔凸模与凸模夹板端面是否垂直。
设计方面：看凸模的强度是否足够，在冲裁时有没有受到保护。
经过实际测量凸模夹板上的相应孔和装配后两个凸模间距，其尺寸均满足图纸要求，同时也说明凸模与夹板垂直度是没有问题的。
这时我们注意到冲孔凸模的工作端过于细长，刚性不好，在工作时有可能发生变形，可能会引起孔距超差情况的发生。
所以，必须对原凸模结构进行改进。
2.2 产品外形一侧有毛刺、撕裂严重的原因分析对于冲裁模，冲裁间隙是影响零件断面质量的主要因素，间隙过大或过小都会产生毛刺，只是形式不同，模具间隙过小，冲裁断面会出现二次光亮带，在两个光亮带之间有撕裂带，或者呈现断续的小光斑。
小孔冲裁的特性与模具设计
小孔冲裁的特性与模具设计李丽芬;王贵滨【摘要】小孔冲裁是指被冲裁板料上的孔径d小于板料的厚度t,即d/t≤1时的小孔冲裁。
由于板料t大于板料的孔径d,冲裁时的凸模会受到较大的轴向负荷作用,极易引起凸模的变形及轴向偏移。
当d/t远远小于1时,还易导致凸模楔在冲孔的工件上,无法生产。
所以应对小孔冲裁的特性进行分析,掌握小孔冲裁模具的结构设计。
【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2012(000)021【总页数】3页(P54-56)【关键词】小孔冲裁;模具设计;特性;轴向负荷;轴向偏移;结构设计;冲裁模具;板料【作者】李丽芬;王贵滨【作者单位】山东日照裕鑫动力有限公司,276800;山东日照裕鑫动力有限公司,276800【正文语种】中文【中图分类】TG385.2小孔冲裁是指被冲裁板料上的孔径d小于板料的厚度t，即d/t≤1时的小孔冲裁。
由于板料t大于板料的孔径d，冲裁时的凸模会受到较大的轴向负荷作用，极易引起凸模的变形及轴向偏移。
当d/t远远小于1时，还易导致凸模楔在冲孔的工件上，无法生产。
所以应对小孔冲裁的特性进行分析，掌握小孔冲裁模具的结构设计。
1.小孔冲裁过程分析普通冲孔模具的设计结构大致与落料模具的设计结构相似，落料冲孔的冲裁为剪切材料，为了保证工件的平整，冲孔模具大多数采用弹压卸料或固定支承方式冲裁。
小孔冲裁模具是普通冲孔模具中特殊的一种形式，但是小孔冲裁的全部过程与普通冲孔冲裁的全部过程截然不同，它不是剪切材料，而是冲挤材料。
小孔冲裁的全部过程可以分成以下五个阶段（见图1）。
图1（1）图1a所示为小孔冲裁初始时，凸模作用在板料上的压力比较小，靠近凸模下端面的材料开始产生流动，形成凸形环带。
当凸模继续下压时，该环带随即消失。
（2）图1b所示为环带消失后，随着凸模下移压力增大的作用下，接近凹模刃口孔处的板料凸进凹模刃口孔中。
当凸模进入材料一定深度时，凸进凹模刃口孔处的材料只是较少的一部分，其多余的材料开始向凹模刃口孔外流动，以致于使凸模外的材料厚度有所增加。
一种小孔极限冲裁时冲孔模的结构设计
一种小孔极限冲裁时冲孔模的结构设计摘要：金属件在冲裁时，孔的直径不宜过小，否则由于冲孔凸模强度和刚度的限制，在冲裁时冲孔凸模容易折断。
一般来说，冲孔的最小直径等于材料的厚度时就属于极限冲裁了，冲孔凸模非常容易折断。
在极限冲裁时，为了提高冲孔凸模的强度和刚度，常用的方法是给冲孔凸模增加护套，但是当材料厚度非常小时，那么冲孔凸模直径也非常小，在这种极限工况下，就算增加了凸模护套，冲裁时，凸模依然容易折断。
那么就需要另一种方法来提高凸模的强度和刚度。
关键词：极限冲裁；凸模；折断；护套1引言继电器中有一个重要的零件，属于极限冲裁。
其材料是普通白铜，厚度为0.5mm，冲孔凸模尺寸为0.54mm，如图1所示，基本达到极限冲裁的极限了。
目前为了提高凸模强度和刚度，采取的模具结构是给凸模增加护套，如图2所示。
具体方案为卸料板导向护住冲孔凸模的小端部分，既冲孔凸模小端与卸料板镶件成0.01间隙配合；凸模固定板放0.1间隙粗定位凸模的大端部分，既冲孔凸模大端与凸模固定板成0.1间隙配合。
但是增加护套必然会增加凸模小端的长度，小端越长凸模的强度和刚度越差，增加了护套效果也不佳，模具使用时，凸模容易断裂，凸模断裂后只能拆模进行修理更换凸模，极大降低了生产效率。
图1 零件示意图图2 凸模增加护套结构示意图2模具结构设计思路从上述结构可以看出，给冲孔凸模小端进行导向，理论上可以增加凸模的强度和刚度，但是在这种特殊工况下，材料厚度0.5mm，凸模直径只有0.54mm，使用时依然容易折断。
经过分析，直径0.54mm凸模的强度和刚度差，其根本原因是凸模小端长度不够短。
针对该思路，模具结构设计的目的就是减小凸模小端的长度，由于冲裁时理论上需要进行压料，所以设计了第一总方案，采用自由凸模结构，如图3所示。
凸模采用自由凸模结构，卸料板与冲孔凸模小端部分成0.1间隙，凸模固定板精定位冲孔凸模大端部分，该结构下最优设计时，凸模小端长度由7mm减短至4.5mm。
厚板冲裁模具设计要点及设备选用
模 具 设 计 与 制 造 — — 厚 板 冲裁 模 具 设计 要 点 与 设 备 选 用
５ ３
厚 板 冲 裁 模 具 设 计 要 点 与 设 备 选 用
４ ３ ０ 新 乡 河 南机 电 高等 专科 学校 ５０２ 杨 占尧 寇世 瑶 徐 如 涛
服 了导 板模 只能 在可 调 行 程 的偏 心 压 力机 上 使 用 的
４ 结 束 语
缺 点 ， 大 了其 使 用 范 围 。 扩
参 考 文献
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间隙 ，其 左 侧 不 是工 作 刃 口 ，但 是 承受 切 断 的侧 向
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１ ２ １ ５ Ｂ， ０ — ０ ｄ 摩擦 压 力 机 的 噪声 达 １ ２ １ ５ Ｂ 当采 ０ ￣ １ｄ 。 用 热 冲或 斜 刃 口冲裁 时 ，上述 各 类 冲压 设 备 工 作 时
容 易磨 损 ， 降低 模 具 寿命 ； 模 量 过 小 ， 使 坯 料 与 人 则
工 件不 能 彻底 分离 。 响人 模 量 的 因素 很 多 ， 要是 影 主 坯 料厚 度 、 刺 大 小 、 毛 原材 料 力 学 性 能等 。通 常 采用
本 模 具 的 凸模 与 导 板 接 触 部 分 并 不 是 刃 口 ， 在 其 棱 角 处 制 成 圆 角 ， 导 板 的上 部 设 置 １ 。 倒 角 ， 在 ０的
厚料小孔冲孔模设计
（ϕ3mm）和 15mm 冲裁部分（ϕ1.5mm）。三级台阶增加
了夹持部分，从而缩短冲裁部分的长度，使其抗压强
度提高，
凸模不易断裂，
如图 2 所示。
31
合对零件进行卸料，同时，由于该零件截面形状为正
的情况，故将卸料板与零件贴合的部分设计成与模具
4
ϕ4
ϕ3
材料选用 DC53，不易磨损。卸料板与卸料螺钉等配
2000.
钟翔山等.冲压模具精选 88 例设计分析[M].北京：化学工业
出版社，
2010.
陈炎嗣. 冲压模具设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，
2013.
薛啟翔.冲压模具设计结构图册[M].北京：化学工业出版
（4）卸料弹簧的布局。首先为达到所需卸料力，
初选ϕ16×23mm 黑色弹簧为卸料弹簧，但黑色弹簧压
缩量不足以确保凸模成功冲裁，故选择相同规格的红
色弹簧，并配合上 ϕ 8×23mm 的蓝色弹簧进行卸料。
红色弹簧分布在卸料板 4 个角落，套在吊钉外侧与之
共同移动，蓝色弹簧则均布在凸模四周，如图 3 所示，
低模具寿命。故选用热处理过的 45 钢材，
保证长久固
定凸模，
以防凸模断裂，
提高模具寿命。
20
44
（3）冲孔凸模结构设计与材料确定。
60
a.凸模总长设计为 31mm，因模具为冲裁厚料小
图 3 弹簧布局
孔，凸模细且长，易发生断裂，故采用三级台阶的形
式，分别为 4mm 挂台部分（ϕ 4mm）、12mm 夹持部分
Li Lü，Kuang Yungang，
Tian Shixing
（Guizhou Aerospace Electronics Co., Ltd., Guiyang, Guizhou 550009, CHN）
厚板小孔冲裁模
厚板小孔冲裁模
代勇
【期刊名称】《模具工业》
【年(卷),期】1999()1
【摘要】通过对模具的设计分析和参数计算，特别是冲裁间隙的摸索和分析，说明只要控制好各项参数，增大静水压力，适当放宽冲裁间隙，利用普通的模具结构也能完成质量较高的小孔冲裁。
【总页数】3页(P20-22)
【关键词】小孔冲裁;冲裁间隙;冲裁模;字板;冲裁
【作者】代勇
【作者单位】成都华川电装品总厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG385.3
【相关文献】
1.浅探提高小孔冲裁模中凸模强度的措施 [J], 沈步楼
2.工艺参数对厚板小孔冲裁模具磨损的影响 [J], 魏良庆;彭成允
3.如何保证小孔冲裁模中凸模的强度及刚度 [J], 陈绍坤
4.有效降低厚板料冲裁模冲裁力的方法 [J], 高光
5.厚板小孔冲裁模设计 [J], 向国玲
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厚板小孔冲裁模设计
摘要通过对厚板小孔零件的工艺分析，得出该类零件在冲裁过程中存在的难点，并相应地设计出符合要求的模具结构。
关键词厚板小孔；工艺分析；模具结构
中图分类号th16 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0143-02
the punching mould design of plank pinhole
xiang guoling
yongzhou vocational-technical college，hunan，yongzhou425000
abstract hole through the thick part of the process of analysis, the type of parts in blanking the difficulties existing in the process and, accordingly, designed to meet the requirements of the mold structure.
keywords plank pinhole；process analysis；die structure
0 引言
图1为一生产企业加工的零件，该零件采用的材料为35钢，要求大批量生产，加工前进行调质处理且硬度在17hrc~23hrc。
从图中可知该零件上有六个厚度为5.4mm，尺寸为ø5.２的通孔且其位置精度要求比较高。
1 产品的工艺分析
1.1 工艺析
从图中可知该零件上需加工的小孔尺寸精度和位置精度要求较高且需大批量生产因此不能采用一般的钻削加工而应采用冲压的方式比较好。
在冲裁中冲小孔就是指冲孔孔径小于或接近于材料厚度的冲裁，该孔的直径为ø5.2mm，其厚度为5.4mm，因而其孔径和厚度大致相等，但是相对来说又比较厚，因此把它归于厚板小孔冲裁。
在厚板小孔冲裁中由于凸模受力不均容易引起压杆失稳而导致凸模折断，限制了模具的使用寿命，因此首先应对冲小孔凸模进行强度计算和设计出合理的凸模长度。
1.2 工艺参数的设计
1.2.1 确定凸模的长度
由于小孔冲裁中凸模极易折断，缩短凸模的长度可相应增加冲裁的稳定性。
根据经验公式：
f=1.3ltτ=1.3×2πdtτ
式中：f为冲裁力；
l为冲裁力周边长；
t为材料厚度；
τ为材料抗剪强度，35钢取τ=450mpa；
d为凸模的最小直径；
则有f =1.3×2×3.14×5.2×5.4×450
=103160（n）
又有lmax≤270==22.67（mm）
式中lmax为有导向装置的凸模许可的最大长度取凸模设计长度l=18mm
1.2.2 校该凸模强度
该冲孔凸模采用圆形凸模，材料为gcr15
对于圆形凸模且d≈t则凸模强度
б=4（）τ=4××450=1800（mpa）
查表可知对于合金钢的许用应力[б]可取1 800~2 200mpa则有б≤[б]，其强度满足要求。
2 模具结构及设计要点
2.1 模具结构及特点
对于厚板小孔冲裁既具有小孔冲裁的特点同时由于材料厚度相对比较厚，因此在冲压过程中需要比较大的冲裁力；采用普通的小孔冲模不能达到预定的冲裁效果。
为此，应设计出适合厚板小孔冲裁的模具结构如图2所示。
由零件图中可知加工孔ø5.２的尺寸精度和位置精度要求比较高，首先在压料板17与上模座11之间，增加了一对小导柱15，以提高凸模8在冲裁过程中的运行精度；其至为了使制品材料在冲裁过程中处于三向受压状态，以降低冲裁初期因材料拉伸而造成的凸模受力不均的影响，结构中的压料弹簧选用矩形弹簧；同时
还在该模具结构中采用了浮动模柄，以减少设备精度对冲裁间隙和产品质量的影响；最后考虑到在冲裁过程中由于冲裁力较大，模具中设置了粗大的限位柱；下模座也按加厚设计。
2.2 设计要点
凸模阶梯过渡处不允许有应力集中点，圆角r全部磨出并抛光，不允许有锋利的刃口，冲裁刃口由r0.1圆角过渡，硬度为
55hrc~58hrc。
四根限位柱的长度公差取0.02mm为宜，以保证力量的均匀性；压料弹簧的预压缩量以压缩弹簧总长度的3%~5%为宜，以保证压料弹簧有足够的预压力。
凹模的定位间隙应控制在
0.02mm~0.04mm，6个凹模孔的位置度公差取0.02mm，以保证制品的位置度。
各个冲孔凸模在压料板上的过孔位置精度应比较高，而且与相应冲孔凸模的配合间隙应适当，其双边间隙宜控制在0.02
以内。
3 工作过程
将工件放在卸料品4上，由冲孔凹模5定位。
上模下行，压料板17先压住制件，使其贴紧凹模面，上模继续下行，增大压料力，同时进行冲裁。
冲裁结束后，上模上行，压料弹簧10推动压料板17协助凸模从制件孔中退出，卸料弹簧3将制件顶出凹模面。
4 结论
经生产实践证明，该模具冲孔质量稳定，生产效率高，安装调整方便，结构合理，动作可靠，其结构可为类似零件的冲压模具设
计起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]薛啓翔编著.冲压模具设计制造难点与窍门[m].北京：机械工业出版社，2003.
[2]王新华编著.冲模设计与制造实用计算手册[m].北京：机械工业出版社，2003.
[3]周大隽,等编著.冲模结构设计要领与范例[m].北京：机械工业出版社，2005.
[4]郑家贤,等编著.冲压工艺模具设计实用技术[m].北京：机械工业出版社，2005.。