设计案例 冲慧、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件 为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析，工艺方案报订、工艺计算、树具设计和核具主 要零件的加工工艺。 案例1冲粮模设计 4-35 如图1所示零件：托板 生产批量：大批量 材料：08解t2 设计该零件的冲压工艺与模几。 图1托板零件图 (一)冲接件工艺分析 1.材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性旋。 2工件结构形状：冲裁件内，外形应尽量避免有尖悦清角，为提高柄具寿命，建议将 所有0°清角改为1的圆角。 3尺寸精度：零件图上所有尺寸均末标注公差，属自由尺寸，可按T14级确定工件 尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 58-074、38-0.62、30-052、16-0,44、14±022、17±0.22、中35-03 结论：可以冲哉 (二)确定工艺方案及模具结构形式 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较厚（②■） 的特点。为保证孔位精度，冲核有较高的生产率，通过比较。决定实行工序集中的工艺方案， 采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的领进冲我核结构形式。 (三)模具设计计算 1,排样计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件同按矩形取搭边值=之侧边按圆形 取搭边值a2。 级进榄进料步距为32 条料宽度按相应的公式计算：
设计案例 冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件 为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算、模具设计和模具主 要零件的加工工艺。 案例 1 冲裁模设计 如图 1 所示零件：托扳 生产批量：大批量 材料：08F t=2mm 设计该零件的冲压工艺与模具 。 图 1 托板零件图 （一）冲裁件工艺分析 1. 材料：08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。 2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将 所有 90°清角改为 R1 的圆角。 3. 尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件 尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、14±0.22、17±0.22、Ф3.5+0.3 结论：可以冲裁 （二） 确定工艺方案及模具结构形式 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较厚（2mm） 的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案， 采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的级进冲裁模结构形式。 （三） 模具设计计算 1．排样 计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值 b=2,侧边按圆形 取搭边值 a=2。 级进模进料步距为 32mm。 条料宽度按相应的公式计算：
B=①+2a-4查表4=0.6 B(58*2×2): =2 量出排样图。图2 面2排样图 2.计算总冲压力 由于冲慎采用刚性卸装置和白然漏料方式，故总的冲压力为： P.-P+P. P=P+P: 面 式中一—一落料时的冲裁力 P一一冲孔时的冲裁力 技神裁力计算公式计算落料时的冲裁力归 P "KLt Y 查T-3000a =1.3[2×(58-16)+2×(30-16)+16=]×2×300/1000(kN) 126.55(k0 按冲裁力计算公式计算冲孔时的冲裁力： P=l.3×4a×3,5×2×300/1000(N0 ✉34.3(k0 计算推料力P: P.=mkP取=3，查表K=0,055 P.-3×0.055×(126+30 e26.5(kN0 计算总冲压力P。: P-P+P+P. =128.55+34.5+28.5 =187,5(0 3.确定压力中心： 根据图3分析，因为工件图形对称，故落料时P的压力中心在0上：冲时P:的压力 中心在0上
B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.6 B=(58+2×2)-0.6 =62-0.6 画出排样图，图 2 图 2 排样图 2．计算总冲压力 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为： P0=P+Pt P=P1+P2 而 式中 P1--------落料时的冲裁力 P2--------冲孔时的冲裁力 按冲裁力计算公式计算落料时的冲裁力： P1=KLtτ 查τ=300MPa =1.3[2×（58-16）+2×（30-16）+16π] ×2×300/1000 ( kN) ≈126.55 (kN) 按冲裁力计算公式计算冲孔时的冲裁力： P2=1.3×4π×3.5×2×300/1000 ( kN) ≈34.3 ( kN) 计算推料力 Pt： Pt=nKtP 取 n=3，查表 Kt=0.055 Pt=3×0.055×(126+34) ≈26.5 ( kN) 计算总冲压力 P0： P0=P1+P2+Pt =126.55+34.5+26.5 =187.5 ( kN) 3．确定压力中心： 根据图 3 分析，因为工件图形对称，故落料时 P1 的压力中心在 O1 上；冲孔时 P2 的压力 中心在 O2 上
设冲模压力中心离0点的距离为X,根据力矩平衡原理得： BX=(32-X0P 由此算得X-7国 图3压力中心 4.冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程不再舞述，仅将计算结果列于表！中。 在冲惊刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准。凸核尺寸按相应 的凹慎实际尺寸配制，保证双面间原为0.250.36m:为了保迁8与尺寸为16的轮岸线相 切，器的回模尺寸，取16的凹棱尺寸的一半，公差也取一半。 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，四模尺寸按凸模实际尺寸配判，保证双面 间像为0.250.36m 表1冲被刃口尺寸 冲截性质 工件尺寸 计算公式 凹模尺寸标注法 凸横尺寸标注法 58a1n 凹核计算 57.6 38a触 D,=(D-6 37.7 凸模尺寸按凹模 落料 304= 6=0,254 297.4口 实际尺寸配置。保 164 168,H 证双边间豫 R8 7.9= 0.250.36m 凸模计算 四模尺寸按凸模刃 神乳 电351 d。=(dm+x4)2 口实际尺寸配置， 3.654=
设冲模压力中心离 O1 点的距离为 X，根据力矩平衡原理得： P1X=(32-X)P2 由此算得 X=7mm 4．冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表 1 中。 在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应 的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.25~0.36mm。为了保证 R8 与尺寸为 16 的轮廓线相 切，R8 的凹模尺寸，取 16 的凹模尺寸的一半，公差也取一半。 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面 间隙为 0.25~0.36mm。 表 1 冲模刃口尺寸 冲裁性质 工件尺寸 计算公式 凹模尺寸标注法 凸模尺寸标注法 落料 580 -0.74 380 -0.62 300 -0.52 160 -0.44 R8 凹模计算 d D D x d + = max − 0 ( ) δd=0.25Δ 57.60 +0.18 37.70 +0.16 29.70 +0.13 16.8+ 0 0.11 R7.9+ 0 0.06 凸模尺寸按 凹模 实际尺寸配置，保 证双边间隙 0.25~0.36mm 冲孔 φ3.5+0.3 凸模计算 0 min ( ) p d d x p = + − 凹模尺寸按凸模刃 口实际尺寸配置， 3.65-0.08 图 3 压力中心
6=0.254 保证双边间隙 0.25^0.36m 中心距尺寸：L=14±044/8=14±Q.055 L=17±044/8=17±0.055 注： 在计算模具中心距尺寸时，制迹偏差植取工件公差的1/8。 5确定各主要零件结构尺寸 (1)凹模外形尺寸的确定 凸械厚度H的确定 :V01P P取总压力=187.5(k)=187500N HV0.1×187500x26m 取凹校厚度25■： 根据设计受样确定凹模长度L和宽度B 四模长度L的确定：1b+2c 〔c根据设计资料取34) =58+2×34=125m 回模宽度B的确定：=步距+工件宽+2e (取：步距-32：工件党-30：c-34) B-32+30+2×34=130m 回模板尺寸为L×B×-126×130×25 (2)凸模长度L,的确定 凸模长度计算为： L=h+he+h+Y 其中导料板厚h,-8:卸料板厚h:=12:凸核固定板厚=18：凸模修磨量=18期 L=8+12+18+18=56am 遗用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P=187.5k):最大闭合高度应大于冲模 闭合高度+5■：工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上遂要求，结合工厂实际，可 遮用J23-2开式双柱可领压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。 (3》授计并绘制总图、选取标准件 按己确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选数标准模架
5. 确定各主要零件结构尺寸 （1）凹模外形尺寸的确定 凸模厚度 H 的确定： H= 3 0.1P P 取总压力=187.5(kN)=187500N H= 3 0.1187500 ≈26mm 取凹模厚度 H=25mm。 根据设计资料确定凹模长度 L 和宽度 B 凹模长度 L 的确定：L=b+2c （c 根据设计资料取 34） =58+2×34=126mm 凹模宽度 B 的确定：B= 步距+工件宽+2c （取：步距=32；工件宽=30；c=34） B=32+30+2×34 =130mm 凹模板尺寸为 L×B×H=126×130×25 （2）凸模长度 L1 的确定 凸模长度计算为： L1=h1+h2+h3+Y 其中 导料板厚 h1=8；卸料板厚 h2=12；凸模固定板厚 h3=18; 凸模修磨量 Y=18 则 L1=8+12+18+18=56mm 选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力 P0=187.5(kN);最大闭合高度应大于冲模 闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可 选用 J23-250 开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。 （3）设计并绘制总图、选取标准件 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。 δp=0.25Δ 保证双边间隙 0.25~0.36mm 中心距尺寸： L14=14±0.44/8=14±0.055 L17=17±0.44/8=17±0.055 注： 在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的 1/8
绘制核具总装图。如图4，单排冲孔落料连续核。 按模具标准，透取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内见表2。 并将各零件标出统一代号。 19 20 21222324 工相 意115 25 有标解 耗第2 14 13 26 41 中 相驾 1 图4单排冲孔落料连线模 1-簧片2-螺钉3-下模座4凹模5螺钉6-承导料7-导料板8-始用挡料销 9、2好-导柱10,25-导套11-挡料钉12-卸料板13-上核座14凸柄因定板15-落料 凸模16-冲孔凸模17-药板18-圆桂销19-导正销20-模柄21-防转销22-内六角 螺钉23-圆柱销24-螺钉
绘制模具总装图。如图 4，单排冲孔落料连续模。 按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内见表 2。 并将各零件标出统一代号。 图 4 单排冲孔落料连续模 1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料 凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角 螺钉 23-圆柱销 24-螺钉
表2零件明细表 序 数 号 名移 量 材 料 恭处理 标准件代号 备注 页次 1 簧片 1 65h 2 爆钉 1 95 HC40广45 3 下模座 1 1 HT200 凹慎 1 TIOA HC5862 5 螺钉 4 45 C40>45 6 承导料 1 45 7 导料板 2 45 C40`45 8 始用挡料销 45 9 导柱 20 渗碳 HRC56 60 10 导在 2 20 渗碳HRC382 11 挡料钉 1 45 12 卸料板 1 0235(3) 13 上模座 1 T200 14 凸模固定板 1 45 15 落料凸模 T8A HC5660 16 冲孔凸棱 1 T8A HC56`60 17 垫板 45 C40>45 18 定位销 45 HC40`45 19 导正销 46 C40`45 20 模柄 q235(5 21 陟转销 1 45 HC40`45 2 内六角螺钉12×70 10 45 HC40广45 23 圆柱销126×100 6 45 HC40`45 24 内六角螺钉12×70 45 HC40^45
表 2 零件明细表 序 号 名 称 数 量 材 料 热处理 标准件代号 备注 页次 1 簧片 1 65Mn 2 螺钉 1 45 HRC40~45 3 下模座 1 1 HT200 4 凹模 1 T10A HRC58~62 5 螺钉 4 45 HRC40~45 6 承导料 1 45 7 导料板 2 45 HRC40~45 8 始用挡料销 1 45 9 导柱 2 20 渗碳 HRC56~60 10 导套 2 20 渗碳 HRC5862 11 挡料钉 1 45 12 卸料板 1 Q235(A3) 13 上模座 1 HT200 14 凸模固定板 1 45 15 落料凸模 1 T8A HRC56~60 16 冲孔凸模 1 T8A HRC56~60 17 垫板 1 45 HRC40~45 18 定位销 1 45 HRC40~45 19 导正销 1 45 HRC40~45 20 模柄 1 Q235(A5) 21 防转销 1 45 HRC40~45 22 内六角螺钉 M12×70 10 45 HRC40~45 23 圆柱销 12n6×100 6 45 HRC40~45 24 内六角螺钉 M12×70 1 45 HRC40~45
(五)绘制非标准零件图 本实例只绘制凸凹校，日模、凸核固定板和卸料板四个零作图样，供初学者参考。见图 5至图8， 4-别 7四 料付我影一件 2-2 图5凸凹模 -2 1* 0 图6落料凹棋
（五）绘制非标准零件图 本实例只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样，供初学者参考。见图 5 至图 8。 图 5 凸凹模 图 6 落料凹模
154 4 57 4士002 图7因定板 0 O @ 图8卸料板 (大)慎具主要零件加工工艺规程的编制 1.凸四模如工工艺规程的编制（表3） 2。落料凹核加工工艺规程的编制（表4）
图 2-16 凸模固定板 图 7 固定板 图 8 卸料板 (六) 模具主要零件加工工艺规程的编制 1．凸凹模加工工艺规程的编制（表 3） 2．落料凹模加工工艺规程的编制（表 4）
表3凸凹模加工工艺规腥 工序 工序名称 工序内容 设备 工序简图 号 1 2 4 6 表4落料凹模加工工艺凝程 工序 工序名称 工序内容 设备 工序简图 号 2
表 3 凸凹模加工工艺规程 工序 号 工序名称 工序内容 设备 工序简图 1 2 3 4 5 6 7 8 表 4 落料凹模加工工艺规程 工序 号 工序名称 工序内容 设备 工序简图 1 2 3
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4 5 6 7