冲裁模复合模模具设计.pdf

冲裁模复合模模具设计--

任务：冲裁模的设计

名称：垫片
材料：45钢（冷轧，退火）

料厚：1mm
批量：100万件/年零件见图1-1

1—1

一、垫片冲压工艺分析
1、产品结构形状分析由图1-1可知，产品为圆片冲孔。产品形状

简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔原零件边缘之间最小距离c
满足c>1.5t要求。
2、产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析

①要求普通冲裁件的尺寸精度低于IT13级，现在产品的射击精度低
于IT13级，所以尺寸精度满足要求。
②冲裁件断面质量。因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属
板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5—3.2um,毛刺允许高度为0.01—
0.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只
要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。
3、产品材料分析对于冲压件材料的一般要求力学性能是强度低、
塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是45钢，
属于优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经退火

1

冲裁模复合模模具设计--
冲裁模复合模模具设计--

后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量
没有严格的要求，所以尽量采用公家标准的板材，期冲裁出的产品的表面
质量和厚度公差就可以保证。
经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
4、产量100万件/年。
由于产品的生产纲领100万件/年可知，产品批量为大批量，很适合
采用冲压加工方法，最好采用复合模或连续模，若是能加上自动送料装置，
会大大提高生产效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未标注公差，可按

IT14确定工件尺寸公差。查标注公差数值表（GB/T1800.3—1998）各尺
寸公差为

二、垫片冲压工艺方案的确定和模具结构类型
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
②落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。
③冲孔—落料连续冲压，采用基金膜生产。
方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的
加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简
单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁和级进冲裁方式。为更好地保

2

冲裁模复合模模具设计--
冲裁模复合模模具设计--

证尺寸精度，最后确定用复合冲裁的方式进行生产。工件尺寸可知，凸凹
模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模采用倒装复合模及弹性卸
料板和定位定方式定位。
三、排样设计
查表确定搭边值：

两工件的搭边：a=1.5mm；
工件边缘搭边：；
a1=1.8mm
步距：33mm；

调料宽度B=（L+2a+△）0
1-△

=（23+2*1.8+0.5）0
-0.5

=27.10
-0.5
进行圆整，取B=30mm

确定后排样图如图1-2所示。

图1-2

一个步距内的材料利用率n为：
n=A/(BS)*100%
=529.14/707.9*100%
=74.75%

四、冲压力与压力中心计算
1、冲压力

①冲裁力：F=KLtT
cb

3

冲裁模复合模模具设计--
冲裁模复合模模具设计--

因为使用的材料是45#钢，所以可以通过机械设计手册可以查得45#

钢的抗剪强度为T=370MPa。
b
由零件图可以计算得知：
=
L落料87.41mmL冲裁=81.68mm
+=（
则L=L落料L冲裁87.41+81.68）mm=169.09mm
又因为K=1.3；因此可以的以下等式：

F=KLtT=（1.3*87.41*1*370）N=42.05kN
c落料落料b

F=KLtT=（1.3*81.68*1*370）N=39.29kN
c冲孔冲孔b

F=KLtT=（1.3*169.09*1*370）N=81.33kN
cb

②估算卸料力
表1-1

材料厚t/mmKxKtKd
钢0.5-2.50.04-0.050.0550.06

F=K*F查表1-1可知卸料力系数K=0.05所以
xxcx
F=0.05*81.33kN=4.07kN
x

③估算推件力

F=n*K*F查表可知推件力系数K=0.055。假设n=4，则可
ttc冲孔t
得：

F=4*0.055*39.29kN
t
=8.64kN
④估算顶件力

F=K*F查表可知K=0.06所以可得
ddc落料d
F=0.06*42.05kN=2.53kN
d
⑤冲裁工序力计算

4

冲裁模复合模模具设计--
冲裁模复合模模具设计--

因为零件的成型方式是使用复合模，所以冲裁工序力为：

F=F+F+F+F
cxtd
=(81.33+4.07+8.64