冲压模课程设计

目 录

1 确定冲压工艺方案和模具结构形式……………………………………………………(3) 1.1分析制件的冲压工艺性………………………………………………………………(3) 1.2分析和确定工艺方案…………………………………………………………………(3) 1.3选择冲压设备…………………………………………………………………………(4) 2.工艺计算…………………………………………………………………………………(4) 2.1弯曲模设计……………………………………………………………………………(4) 2.1.1 弯曲工件的毛坯尺寸计算…………………………………………………………(4) 2.1.2 弯曲力计算…………………………………………………………………………(4) 2.1.3 凸模与凹模的圆角半径……………………………………………………………(5) 2.1.4弯曲模凸凹模间隙…………………………………………………………………(5) 2.1.5凸、凹模工作尺寸…………………………………………………………………(6) 2.1.6计算压力中心………………………………………………………………………(6) 2.1.7压力机的选择………………………………………………………………………(6) 2.2冲孔模设计……………………………………………………………………………(7) 2.2.1冲压力计算…………………………………………………………………………(7) 2.2.2冲裁模刃口尺寸……………………………………………………………………(7) 2.2.3孔距尺寸……………………………………………………………………………(8) 2.2.4计算压力中心………………………………………………………………………(8) 2.2.5压力机的选择………………………………………………………………………(8) 3.选其他工作零件…………………………………………………………………………(8) 参考文献…………………………………………………………………………………（9）

下图为支架冲压件的零件图以及相关要求，下面设计制作该冲压件的复合模。

1 确定冲压工艺方案和模具结构形式

1.1分析制件的冲压工艺性。工件材料为10钢，材料厚度为0.8mm。弯曲件结构较为简单且对称，便于加工。工件图上除孔间距离尺寸外均未标准尺寸偏差，则均以要求的IT12确定尺寸的公差。经查表得各尺寸公差。

1.2分析和确定工艺方案。该工件已给定毛坯,因此不需要进行落料加工,只需弯曲和冲孔两道工序完成，而两孔孔间距离有精度要求，冲孔工序需要放在弯曲后进行以确保精度。由于弯曲后还需要冲孔，采用复合模结构和进级模结构都会使模具结构变得复杂，为了使模具便于加工和提高模具的寿命，故弯曲工序和冲孔工序分开两副模具进行加工。

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1.3选择冲压设备。由于零件尺寸较小，精度要求不高，则选用通用压力机，其次选用开式机械压力机，适合冲裁加工与弯曲加工。有一定的精度和刚度，操作方便，价格低廉，所以选用开式机械压力机。

2.工艺计算

2.1弯曲模设计

2.1.1 弯曲工件的毛坯尺寸计算 根据原始数据可得 t =0.8 r =1

所以r/t =1/0.8 = 1.25 >0.5

所以根据《冷冲压工艺及模具设计》4-4得

L= l1 + 2( l2 + l3 )+4l弯 l1=6-2=4mm

l2=9.75-1-0.8=7.95mm l3=8-2×0.8-2×1=4.4mm

x— 中性层内移系数值。根据《冷冲压工艺及模具设计》表4-7取0.34 l弯 =л/2(r+xt) =л/2(1+0.34×0.8)=1.997mm 所以L=4+2(7.95+4.4)+4×1.997=36.688mm

2.1.2 弯曲力计算

弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。 自由弯曲时的弯曲力

F自0.7kbt2σbrt

20.7*1.3*9*0.8*400F1.16KN 自10.8 2

校正弯曲时的弯曲力

F校= qA

F校= 9×25.5×40MPa=9.18KN 压料力

FQ= (0.3～0.8)*F自 FQ=0.5*1.16=0.58KN 2.1.3 凸模与凹模的圆角半径

凸模圆角半径。弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于允许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值进行修正。

由于影响rmin/t的因素很多，rmin/t值的理论计算公式并不实用。所以在生产中主要参考经验数据来确定rmin/t值。由《冲压工艺与模具设计》表4-1可查得：10钢最小相对弯曲半径rmin/t=0.8

凹模圆角半径。凹模的圆角半径rd不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。对称压弯时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移 rd值通常按材料厚度t来选取

t=0.8mm < 2mm 时rd=（3～6）t 取rd=4

2.1.4弯曲模凸凹模间隙 弯曲

形时，必须选择适当的凸凹模间隙。间隙过大,会造成U形件两边不半径,上宽

下窄,降底工件的尺寸精度, 间隙过小,使弯曲力增大,直边壁厚变薄,容易擦伤工作表面,加速凹模的磨损,降低凹模使用寿命,弯曲凸、凹模间隙是指单边间隙。为了能顺利地进行弯曲，间隙值应梢大于板料的厚度。同时应考虑下列因素的影响，弯曲件宽度较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙值应取大些。宽度较小时间隙值可以取小些，硬材料则应取大些，弯曲件相对弯曲半径r/t较小时可以取大些。此外还应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响

综上所述，对于尺寸精度高要求一般的弯曲件板料为黑色金属时，单边c可按下式计算：

C= t + nt =0.8+0.05×0.8

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=0.84

取单边间隙为0.84mm

2.1.5凸、凹模工作尺寸

弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形成有关。一般原则是：当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，当工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，并来用配作法制模。因此: 凸模尺寸为:

Lp(L0.5)0p(60.5*0.12)00.008 6.0600.008mm

凹模尺寸为:

0.012Ld(Lp2c)00.012(6.060.0082*0.84)0 0.0127.740.008mm

2.1.6计算压力中心

该工件为对称件，因此冲模的压力中心就是工件的几何中心。

2.1.7压力机的选择

确定压力机的额定压力要注意防止压力机过载。压力机的额定压力等于或略大于该计算值，并不能保证在整个弯曲过程中压力机不过载。因此，在确定压力机的压力时，应预留出较大的安全范围。

由于校正力是发生在接近压力机下死点的位置,校正力的数值比自由弯曲力和压料力大得多，故F自和FQ可以忽略不计。则按校正弯曲力选择压力机的吨位，即：

F压机≥F校

代入数据得：F压机≥9.18KN

查文献（1）表9-9，初选压力机J23-3.15，其主要技术参数为：

公称压力：31.5KN 滑块行程：25mm 滑块行程次数：200/min

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最大闭合高度：120mm 闭合高度调节量：25mm 工作台尺寸：160mm*250mm 模柄孔尺寸：Ф25*40 床身最大倾角：45°

2.2冲孔模设计

2.2.1冲压力计算 冲裁力FP FP= KptLбb 式中K——系数，K=1.3

L——冲裁周边长度（mm） бb——材料的抗拉强度（MPa）

бb=295~430（MPa）（为方便计算，取400（MPa）） FP=1.3*0.8*（2*4.5*3.14）*400 =11.7KN 卸料力

FQ=KFP

根据《冷冲压模具设计与制造》提供的表2.10得K=0.05 FQ=0.05*11700N=585N 顶出力

FQ2=K2FP

根据《冷冲压模具设计与制造》提供的表2.10得K2=0.08 FQ2=0.08*11700N=936N

2.2.2冲裁模刃口尺寸

dp(dminxΔ)0-p

0dp(4.50.75*0.12)00.0084.590.008mm

由文献[3]表3-4冲裁模初始双面间隙2c得到2c min=0.10

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d dd(dp2cmin)00.0120.012mm dd(4.590.10)04.690

2.2.3孔距尺寸(16.5±0.05)

Ld=(Lmin+0.5Δ)±0.125Δ

=[(16.5-0.05)+0.5*0.18]mm±0.125*0.18mm=16.54mm±0.0225mm

2.2.4计算压力中心

该工件为对称件，因此冲模的压力中心就是工件的几何中心。

2.2.5压力机的选择

冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺力的总和FP总。冲裁时各工艺

力的总和FP总为:

FP总=FP+FQ+FQ2=11700+585+936= 13221N 则:F压机≥13221N

查文献（1）表9-9，初选压力机J23-3.15，其主要技术参数为：

公称压力：31.5KN 滑块行程：25mm 滑块行程次数：200/min 最大闭合高度：120mm 闭合高度调节量：25mm 工作台尺寸：160mm*250mm 模柄孔尺寸：Ф25*40 床身最大倾角：45°

3.选其他工作零件

选冲模标准模架和标准零件，依据冲裁与弯曲的凸、凹模周界尺寸，后定设备额定参数，选用滑动导向后侧导柱模架，标记为63×50×100～115 I GB/T 2851.1—1990。

联接螺钉选用：螺钉GB/T 70-2000 M8内六角圆柱头螺钉，螺钉长度依据联接件厚度而定，依据卸料力、圧边力的大小选弹簧种类

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模具总体设计及绘制出模具总装图，依据冲裁工艺设计，非标准的尺寸，结构设计，标注件的选用，绘制出总装图。

参考文献

[1] 王孝培.《冲压手册》.北京 [2] 赵孟栋.《冷冲模设计》.北京

[3] 张海星.《冷冲压工艺与模具设计》.浙江 [4] 史铁梁.《模具设计指导》.北京 [5] 赵发樾.《模具标准应用手册》.北京 [6] 李天佑.《冲模图册》.北京

[7] 陈勇.《模具材料及表面处理》.北京

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