冲压模具设计与实践

冲压设备及选用
J12-开式升降台压力机
J31-闭式压力机
冲压设备及选用
（2）按压力机滑块数目分
压力机按滑块数分类示意图 a）单动压力机 b）双动压力机c）三动压力机 1—凸轮 2—工作台
冲压设备及选用
（3）按曲柄连杆数目分
压力机按连杆数分类示意图
a）单点压力机 b）双点压力机 c）四点压力机
冲压设备及选用
冲压设备及选用
1—曲轴 2—连杆 3—滑块 4—上模 5—下模 6—工作台 7—脚踏板 8—机身 9—电动机 10—小齿轮 11—大齿轮 (兼作飞轮) 12—离合器 13—制动器 14—导轨
J12-曲柄压力机
冲压设备及选用
（2）曲柄压力机的结构组成 曲柄压力机一般由以下几个基本部分组成：传动系统、 工作机构、能量系统和机身。
（6）工作台面和滑块底面尺寸
该参数是压力机工作空间的平面尺寸，指工作台面和 滑块下平面前后和左右的平面尺寸，以“左右×前后”的 尺寸表示。
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（7）工作台孔尺寸 （8）模柄孔尺寸d×l （9）立柱间距A与喉深C （10）活动横梁的浮动量
压力机的刚性打料装置
1-机身 2-调节螺钉座 3-调节螺钉 4-打料横梁 5-挡销 6-滑块 7-打杆
书名：冲压模具设计与实践 ISBN： 978-7-111-40609-9 作者：范建蓓 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
冲压工艺模具及设备
第三章 冲压设备及选用
目录
3.1 任务引入
3.2 相关知识 3.3 任务实施
思考与练习题
冲压设备及选用
3.1 任务引入
如图a为卡环冲裁件，其材料为 Q235-A，内环6、外圈，料厚t=1.5mm； 图b为盒形拉深件，材料为10钢，要 在底部冲4个5mm和2个7mm的底孔。 试根据冲裁工艺、冲压工艺 总力及模具结构等要求，合理选 择冲压生产中相适应的冲压设备？ 这些都是本学习单元要讨论 解决的内容。
如：J21G－25 中的“G”代表“高速”
J92K－250中的“K”代表“数控”
冲压设备及选用
（2）液压机 如YA32－315表示标称压力为3150KN，经过一次 变形的四柱立式万能液压机。 部分液压机的组型代号
组 型 Y11 名 称 组 型 名 称 组 型 名 称
单臂式锻压液 精密冲裁液压 Y26 Y32 四柱液压机 压机 机 下拉式锻压液 单动薄板冲压 四柱上移式液 Y12 Y27 Y33 压机 液压机 压机 正装式锻压液 双动薄板冲压 单柱校正压装 Y13 Y28 Y41 压机 液压机 液压机 橡胶囊冲压液 轻合金管材挤 Y14 模锻液压机 Y29 Y63 压机 压液压机 单动厚板冲压 塑料制品液压 Y23 Y30 单柱液压机 Y71 液压机 机 双动厚板冲压 模具研配液压 Y24 Y31 双柱液压机 Y98 液压机 机
冲压设备及选用
3.3 任务实施
基础训练——多件落料模冲裁力的 计算及设备选择
综合训练——选择盒形件冲孔模的 冲压设备
冲压设备及选用
3.3.1 基础训练——多件落料模冲裁力的计算及设备选择
卡环冲件，其材料为Q235-A，内环6、外圈，料厚t=1.5mm， 大批量生产。因零件结构尺寸较小，故采用多排复式落料模， 模具结构如图3-17所示，已知模具闭合高度为155mm，选择凹 模周界为80×60的后侧导柱模架。试选择相适应的压力机。
3. 曲柄压力机的主要技术参数 （1）标称压力Fg及标称压力行程Sg 标称压力Fg是指滑块在工作行程内所允许承受的最大 负荷，而滑块必须在到达下止点前某—特定距离之内允 许承受标称压力，这一特定距离称为标称压力行程Sg，标 称压力行程所对应的曲柄转角称为标称压力角αg。
（2）滑块行程S 滑块行程是指滑块从上止点运动到下止点所经过的距离。 （3）滑块行程次数n
J21-曲柄压力机结构简图
冲压设备及选用
J2系列-曲柄压力机
曲轴压力机传动系统
1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块
冲压设备及选用
2. 曲柄压力机的结构类型 （1）按机身结构形式分
J23-开式双柱可倾式压 力机
J11-开式单柱固定工作台压 力机
冲压设备及选用
J11-单柱开式曲柄 压力机
3.2.4 冲压设备的选用
1. 冲压设备的选用原则 冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大 小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。
2. 冲压设备类型的选择 （1）对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件等，主要选用 开式机械压力机。 （2）对于大中型冲压件，多选用闭式机械压力机，包括 一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或三动拉 深压力机等。 （3）在小批量生产中，多采用液压机或摩擦压力机。 （4）在大批量生产中或形状复杂件的大量生产中，应尽 量选用高速压力机或多工位自动压力机。
行程上、下止点的 固定 位置 距下止点越远能施加的压力越小， 施 加 压 力 与 位 移 的 仅在距下止点很近的一段距离内 关系 （称为标称压力行程）允许施加标 称压力 一般难于做到，即使做到也不能准 施加压力的调节 确调节 保压作用 不能 仅在滑块接触被冲工件的瞬间有冲 冲击作用 击，其它时间无冲击 过载的可能性 维修的难易 会产生过载，但装有过载保护装置 较易
液压机：是利用液压（油压或水压）产生运动和压力的 一种压力机械。
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（2）按工艺用途分类：板料冲压压力机、体积模压压力 机和剪切机。 板料冲压压力机 ：主要有曲柄压力机、拉深压力机、 高速自动压力机、精密冲裁压力机、数控压力机、摩擦压 力机、板料成形液压机等。 体积模压压力机：主要有冷挤压机、精压机等。用来 进行冷挤压工艺、平面精压、体积精压和表面压印等工艺。 剪切机：有板料剪切机、棒料剪切机等。用于板料或棒 料的剪裁。
卡圈的零件图与排样图
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3.3.2 综合训练——选择盒形件冲孔模的冲压设备
盒形拉深件，其材料为10钢，料厚1.5mm，在底部冲4-5 和2-7小孔，冲压模具如图已知模具闭合高度为275mm，下模 座边界尺寸为长350mm×宽290mm。试选择合理压力机型号。
盒形拉深件
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思考与练习题
b) a)
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3.2 相关知识
冲压设备的分类及型号 曲柄压力机 液压机 冲压设备的选用
冲压设备及选用
3.2.1 冲压设备的分类及型号
1. 冲压设备的分类
（1）按驱动方式分类：机械压力机和液压机。 机械压力机：是利用机械传动来传递运动和压力的一 类冲压设备，一般可分为曲柄压力机和摩擦压力机等。
滑块行程次数是指在压力机运行中，每分钟可实现滑 块从上止点到下止点，再返回到上止点的工作循环次数。
冲压设备及选用
压力机的许用压力 曲线 1─压力机许用压力 曲线 2─冲裁工艺冲裁力 实际变化曲线 3─拉深工艺拉深力 实际变化曲线 动画
冲压设备及选用
压力机的基本参数
冲压设备及选用
压力机的闭合高度H：指滑块在下止点时，滑块底面到工
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J53（双摩擦盘）摩擦压力机
摩擦压力机传动系统
1-电机 2-传输带3、5-摩擦盘 4-主轴
6-飞轮 7、10-连杆 8-螺母 9-螺杆 11-挡块 12-滑块 13-手柄
冲压设备及选用
J21-曲柄压 力机
J21G-25高速压力机
冲压设备及选用
数控冲床
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冲压设备及选用
2. 冲压设备的型号表示方法 （1）机械压力机
JC23 － 63A 第一次改进（产品的重大改进序 公称压力为 630kN（主要规格） 号） 开式双柱可倾压力机（列、组代号） 第三种变形（同一型号的产品变形顺序 机械压力机（类代号） 号）
有些锻压设备紧接列组代号后面还有一个字母，代表设备的通用特性，
冲压设备及选用
3. 冲压设备规格的选择 在选用压力机时，必须考虑下列主要技术参数：标称 压力、滑块行程、行程次数、工作台面尺寸、滑块模柄孔 尺寸、闭合高度、电动机的功率等。
压力机许用负荷曲线与冲压力曲线 a、b—分别为两种不同型号压力机的许用负荷曲线 1—冲裁实际压力曲线 2—弯曲实际压力曲线 3—拉深实际压力曲线
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3.2.2 曲柄压力机
1. 曲柄压力机的工作原理与组成 （1）曲柄压力机的工作原理 曲柄压力机是 通过传动系统把 电动机的运动和 能量传递给曲轴， 使曲轴作旋转运 动，并通过连杆 使滑块产生往复 运动。 J12-曲柄压力机工作原理简图
1—曲轴 2—连杆 3—滑块 4—上模 5—下模 6—工作台 7—脚踏板 8—机身 9—电动机 10—小齿轮 11—大齿轮 (兼作飞轮) 12—离合器 13—制动器 14—导轨
冲压设备及选用
3.2.3 液压机
1. 液压机的工作原理与特点 （1）液压机的工作原理
液压机工作原理图
1－小柱塞 2－大柱塞 3－模具
冲压设备及选用
Y32-液压机
冲压设备及选用
（2）液压机的特点
性 能 行程速度
行程长度 行程长度调整
曲柄压力机
较快
液压机
较慢 较容易实现 1000mm 以上的大 约（600～1000）mm 行程 仅曲轴纵放压力机的行程长度可调， 行程长度可在最大值内调整 一般曲柄压力机的行程不可调 不固定 在全行程中任意位置都能施加 标称压力 容易调节 能 正常使用没有冲击 液压系统设有安全阀，不会产 生过载 较易
冲压设备及选用
按传动形式分：泵直接传动液压机和泵蓄能器传动液压机。
按操纵方式分：手动液压机、半自动液压机和全自动液压机。 3. 液压机的主要技术参数 （1）标称压力 （2）工作液压力 （3）最大回程力 （4）最大顶出力 （5）最大行程 （6）最大净空距 （7）立柱中心距 （8）活动横梁运动速度
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冲压设备及选用
2. 液压机的结构类型 按动作方式分：上压式液压机、下压式液压机、双动液压机 和特种液压机。
下压式液压机
1－上横梁 2－立柱 3－活动横梁 4－活塞杆 5－工作缸
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按机身结构分：柱式液压机和整体框架式液压机。
框架式液压机
1－紧固螺钉 2－调节螺钉 3－框架 4－导轨 5－固定螺栓
作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。
压力机的装模高度： 指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。 模具的闭合高度： 指冲模在最低工作位置时，上模座上平面
至下模座下平面之间的距离。
满足闭合高度：
Hmin+10≤H≤Hmax－5
满足装模高度：
Hmin-H１＋10≤H≤Hmax-H１－5
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（4）闭合高度H 当滑块处于下止点时，滑块下端面与工作台上表面 之间的距离称为压力机的闭合高度。 （5）装模高度H1 压力机的装模高度H1是指滑块处于下止点时，滑块底 面至工作台垫板上表面间的距离。
3-1 冲压用压力机有哪些类型？各有何特点？ 3-2 说明型号JA31-250A、J92K-160、YB32-100C的含义。 3-3 选择压力机时要考虑哪些问题？ 3-4 如图带凸缘筒形件的底部冲一底孔φ35mm，材料为 08钢，若已知模具闭合高度为210mm，下模座边界尺寸 为320 mm×280mm，所需冲压工艺总力为150kN。试选 择压力机型号。