小孔冲裁模设计

锻 压
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 ，
（ 凸模 ２ ｄ ＝（ ＋ｘ 一 ） ｄ 。 Ａ） ．
．
＝
５＿ ５ ｍ ８ ｎ ｌｎ ｌ ６ ０００
（ 凹模 ２ ｄ ） ＝（ ＋ｚ ） ＝５ ８ ．２ ｄ ．５ ０１ 。 ｍｍ ０ ２ 一 冲孔 ：
３ ．凸 凹模 刃 口尺 寸 在 冲裁模 的设 计计 算 中 ，必 须 进 行 凸 凹 模 工作 刃 口尺 寸 的计 算 ，这 是 冲 裁设 计 过 程 中非 常 重 要 的
一
（ 凸模３ ｄ ＝ ｄ ）： ６２ 一 ｌ ） （…＋ △ 一 ： ．５。 ｍ ０ ｎ
（ 凹模 ３ ｄ ＝（ ＋ｚ ） ＝６ ４ ，２ ｎ ）． ｄ 。 ．５ 。 １ ｉ ０ ｔ ０ｏ ４ ． 冲孔 ： 一 ６５ （ 凸模 ４ ｄ ） ＝（ ＋ ｄ △） 一
Ｐ ＝ Ｋｐ＂ＬＴ ｃ
式 中 —— 材 料 的抗剪 强度 ，ＭＰ ； ａ ， Ｊ —— 冲裁 工件 的周 边总 长 ，ｍ ｍ； 材料 厚度 ，ｍｍ；
图 １ 工件
Ｋ ——安全系数 ，一般 取 １３ ｐ ．。
根据 图 １中 的工 件 尺 寸 以及 工件 材 料 Ｑ ３ 一Ａ， ２５ 厚 度 为 ２ ｍ 等 已知 条件 ，经计 算 和 查 阅相 关 模 具 设 ａ ｒ
计 算 冲裁 总周 长 ：
Ｌ ＝４ ×６ ５ ＋２ ×６ ｒ ． １ ．竹 ｒ ＋３ ｘ５ ５ Ｔ＋４×３ ５ ． 盯
＝
２１ ２ｍｍ ５．
将 以上 结果 代人 公式 可得 ：
Ｐ ＝Ｋｐ ＬＴ＝１ ５ ３ Ｎ ＂ ｒ ９ ８２
由此计 算 出该 冲 孔 模 的 冲 裁 力 为 １ ５ Ｎ，选 择 ９ｋ １ ． ８ 以上 的压力 机 （ ２ ｔ ９５ ｔ 如 ０ 冲床 ）作 为该模 具 的选 用 机床设 备 。但我 厂现 有设 备最 小 ４ ｔ ０ 冲床 ，所 以具 体 机床 的 型号 选 择 ，还 需根 据 模 具 的闭 和 高 度 、工 厂 具体 设备情 况 等综 合状 况来 确定 。
２ ．模 具 压 力 中 心
确定 模具 的压 力 中心 ，就是 确 定 模 具 冲压 合 力
影 响模 具 的使 用 寿命 。为 提 高 其 使 用 寿 命 ，必 须 解
的作 用点 。要 使 模 具 在 使 用 过 程 中平 稳 作 ，必须 使其 压 力 中心 与模 柄 的轴 心 线 相 重 合 。根 据 工件 结构 ，此 丁件 南于 冲裁 孔 较小 ，基 本 上 可 看 作 对称 彤状 ，压力 中心取 工件 的几何 巾心 即可 。
．
个环 节 ，其直接 决定 了 冲裁 工件 的尺寸 是否合 格 。
模 具 冲孑 的设 计 以凸 模 为 设 计 基 准 件 ，根 据 产 Ｌ
＝
６． ７５
一
：９ｉ ０ｍｌ ０ ｌ
工 工艺分 析 ，并 确 定 采 用 何 种 形 式 进 行 孔 的加 工 。
决 凸模 的强度 和稳定 性 问题 。
一
、
分析 计算
在 冲孔过 程 中所 需 的 冲裁 力 ，随 着 外 界 条 件 的
变化 而变 化 。对 于 凸模 来 说 ，当作 用 于 凸 模 上 的 冲
裁 力越 大 时其强 度及 刚度 越差 ，越 易发 生变 形 。
工 件材 料 为 Ｑ ３ 一 Ａ，厚 为 ２ ｍ，生 产 规 模 为 中等 ２５ ｍ
批 量生产 。
１ ．冲 裁 力 计 算 影 响 冲裁 力 的 主 要 因 素 有 材 料 厚 度 、冲 裁 下 部
—
ｆ
分 的周边 长 度 、材 料 的抗 剪 强 度 等 。其 冲裁 力 Ｐ 可 按 以下公 式计 算 ：