冲裁模设计过程
一、确定冲压工艺方案和模具结构形式
1、冲裁件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。应从冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。
2、冲裁工艺方案的确定
1)冲裁工序的组合 2)冲裁顺序的安排
3、确定模具类型及结构形式
1)毛坯定位方式 2)导料方式 3)出件方式 4)模架及导向方式
5)卸料方式
二、工艺计算
1、排样及材料利用率计算
查表确定最小搭边值—a(侧边搭边值)和a1(两工件间的搭边值)。
进料步距S=D+a1
1)有侧压装置时
00条料宽度 B-∆= (D+2a)-∆
导料板间距离 A=B+C=D+2a+C
2)无侧压装置时
0条料宽度 B-∆= (D+2a+C) 0
-∆
导料板间距离 A=B+C=D+2a+2C
D—条料宽度方向冲裁件尺寸
C—导料板与最宽条料之间的间隙
∆—条料宽度的单向偏差
3)用侧刃定距时
0条料宽度 B-∆= (D+1.5a+nb1) 0
-∆
导料板间距离 B’=B+C=D+1.5a+nb1+C
B1’=D+1.5a+y
n—侧刃数 b1—侧刃冲切的料边宽度 C—冲切前的条料宽度与导料板的间隙 y—冲切后的条料宽度与导料板间的间隙 B’—冲切前导料板间的距离 B1’—
冲切后导料板间的距离
计算材料利用率 η=A⨯100% A0
A0—一个步距的条料面积 A—制件的总面积
画出排样图。
2、冲裁模刃口尺寸计算
查表知凸凹模的最大间隙Zmax和最小间隙Zmin
计算Zmax-Zmin的值
查公差表确定工件的尺寸公差∆，确定x的值
(注：工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差)
1)按凸模与凹模图样分别加工法
落料 以凹模为基准，间隙取在凸模上。
+δADA=(Dmax-x∆)0
∆- Zmin) DT=( DA-Zmin)0
-δT= (Dmax-x0
-δT
(δT、δA—凸、凹模制造公差)
校核：|δA|+|δT|≤Zmax-Zmin 若不能满足间隙公差条件，则取：
δT≤0.4 (Zmax-Zmin) δA≤0.6(Zmax-Zmin)
冲孔 以凸模为基准，间隙取在凹模上
dT=(dmin+ x∆)-δT
dA==( dT+Zmin) +δA00=(dmin+ x∆+Zmin) +δA0
校核：|δA|+|δT|≤Zmax-Zmin 若不能满足间隙公差条件，则取：
δT≤0.4 (Zmax-Zmin) δA≤0.6(Zmax-Zmin)
1孔心距：Ld∆ 8
2)凸模与凹模配作法
对于冲制薄材料的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的加工方法。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而
配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Zmin”。
落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准
查表知凸凹模的最大间隙Zmax和最小间隙Zmin()
查公差表()确定工件的尺寸公差∆，确定x的值
以凹(凸)模为基准，尺寸计算如下：
第一类尺寸 磨损后会增大的尺寸A Aj=(Amax-x∆)1+∆40
第二类尺寸 磨损后会减小的尺寸B Bj=(Bmin+x∆)0
1 -∆4
第三类尺寸 磨损后基本不变的尺寸C Cj=(Cmin+
Aj、Bj、Cj—模具基准件尺寸
Amax、Bmin、Cmin—工件极限尺寸
∆—工件公差 11∆)±∆ 28
凸(凹)模实际刃口与凹(凸)模配作加工，基本尺寸与凹(凸)模相同。
做凹、凸模刃口尺寸图。
3、计算冲压力
查表确定材料的τb或σb
冲裁力：F=KLtτb 或 F=Ltσb
L—冲裁周边长度
t—材料厚度
K—系数 一般取K=1.3
卸料力：Fx=KxF
推件力：FT=nKTF
顶件力：FD=KDF
Kx、KT、KD—系数
n—同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。 hn= h—凹模洞口的直刃壁高度 t—板料厚度 t
压力机公称压力：
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模：FZ=F+ Fx+ FT
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模：FZ=F+ Fx+ FD
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模：FZ=F+ FT
4、确定冲裁模压力中心
若工件几何图形完全对称，不用计算压力中心，冲裁模压力中心和工件几何中心重合。
5、冲压设备的选择
根据计算出的总压力，初选冲压设备的型号和规格，待模具总图设计好后，校核设备的装模尺寸(如闭合高度、工作台板尺寸、漏料孔尺寸等)是否合乎要求，最终确定压力机型号和规格。
三、凸、凹模的结构设计
1、凹模设计
凹模的固定方式和凹模刃口形式选择
凹模厚(高)度 H=kb (≥15mm)
凹模壁厚C=(1.5~2)H (≥30~40mm)
b—凹模刃口的最大尺寸
k—系数
若圆形凹模计算出凹模直径D，若长方体凹模外形计算出长A和宽B。
画出凹模零件图，尺寸标注
2、凸模设计
凸模的固定方式和形式选择
凸模长度：
采用固定卸料板和导料板时 L=h1+h2+h3+h
采用弹压卸料板时 L=h1+h2+t+h
L—凸模长度(mm)；h1—凸模固定板厚度(mm，取凹模厚度的0.6~0.8倍)； h2—卸料板厚度；
h3—导料板厚度
t—材料厚度 h—增加长度，一般取10~20mm。
画出凸模零件图，尺寸标注
四、模具的总体设计和标准件的选择
1、模架的选择
根据凹模周界尺寸，选择标准模架。
2、联接螺钉和销钉的选用：
3、弹簧的选用(弹性卸料装置需选用)依据卸料力、推料力的大小选用弹簧种类
五、绘制模具总装配图(A2图纸)
导料板结构 挡料销结构 卸料板结构 模柄
六、绘制非标准零件图(A4)
根据时间安排和任务量要求，指定非标准零件。
七、校核冲压设备基本参数
1、模具闭合高度校核
计算模具的闭合高度H闭，查,可知压力机的闭合高度和可调量，确定初选压力机是
否符合要求；
2、冲裁所需总压力校核
根据前面计算总冲压力，可知所选压力机满足生产要求。
3、模具最大安装尺寸校核
根据选择的标准模架，可知模具的最大安装尺寸L×B，冲床工作台面尺寸，只要冲床工作台面尺寸>模具的最大安装尺寸即为满足模具的安装要求。
冲裁模设计过程
一、确定冲压工艺方案和模具结构形式
1、冲裁件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。应从冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。
2、冲裁工艺方案的确定
1)冲裁工序的组合 2)冲裁顺序的安排
3、确定模具类型及结构形式
1)毛坯定位方式 2)导料方式 3)出件方式 4)模架及导向方式
5)卸料方式
二、工艺计算
1、排样及材料利用率计算
查表确定最小搭边值—a(侧边搭边值)和a1(两工件间的搭边值)。
进料步距S=D+a1
1)有侧压装置时
00条料宽度 B-∆= (D+2a)-∆
导料板间距离 A=B+C=D+2a+C
2)无侧压装置时
0条料宽度 B-∆= (D+2a+C) 0
-∆
导料板间距离 A=B+C=D+2a+2C
D—条料宽度方向冲裁件尺寸
C—导料板与最宽条料之间的间隙
∆—条料宽度的单向偏差
3)用侧刃定距时
0条料宽度 B-∆= (D+1.5a+nb1) 0
-∆
导料板间距离 B’=B+C=D+1.5a+nb1+C
B1’=D+1.5a+y
n—侧刃数 b1—侧刃冲切的料边宽度 C—冲切前的条料宽度与导料板的间隙 y—冲切后的条料宽度与导料板间的间隙 B’—冲切前导料板间的距离 B1’—
冲切后导料板间的距离
计算材料利用率 η=A⨯100% A0
A0—一个步距的条料面积 A—制件的总面积
画出排样图。
2、冲裁模刃口尺寸计算
查表知凸凹模的最大间隙Zmax和最小间隙Zmin
计算Zmax-Zmin的值
查公差表确定工件的尺寸公差∆，确定x的值
(注：工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差)
1)按凸模与凹模图样分别加工法
落料 以凹模为基准，间隙取在凸模上。
+δADA=(Dmax-x∆)0
∆- Zmin) DT=( DA-Zmin)0
-δT= (Dmax-x0
-δT
(δT、δA—凸、凹模制造公差)
校核：|δA|+|δT|≤Zmax-Zmin 若不能满足间隙公差条件，则取：
δT≤0.4 (Zmax-Zmin) δA≤0.6(Zmax-Zmin)
冲孔 以凸模为基准，间隙取在凹模上
dT=(dmin+ x∆)-δT
dA==( dT+Zmin) +δA00=(dmin+ x∆+Zmin) +δA0
校核：|δA|+|δT|≤Zmax-Zmin 若不能满足间隙公差条件，则取：
δT≤0.4 (Zmax-Zmin) δA≤0.6(Zmax-Zmin)
1孔心距：Ld∆ 8
2)凸模与凹模配作法
对于冲制薄材料的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的加工方法。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而
配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Zmin”。
落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准
查表知凸凹模的最大间隙Zmax和最小间隙Zmin()
查公差表()确定工件的尺寸公差∆，确定x的值
以凹(凸)模为基准，尺寸计算如下：
第一类尺寸 磨损后会增大的尺寸A Aj=(Amax-x∆)1+∆40
第二类尺寸 磨损后会减小的尺寸B Bj=(Bmin+x∆)0
1 -∆4
第三类尺寸 磨损后基本不变的尺寸C Cj=(Cmin+
Aj、Bj、Cj—模具基准件尺寸
Amax、Bmin、Cmin—工件极限尺寸
∆—工件公差 11∆)±∆ 28
凸(凹)模实际刃口与凹(凸)模配作加工，基本尺寸与凹(凸)模相同。
做凹、凸模刃口尺寸图。
3、计算冲压力
查表确定材料的τb或σb
冲裁力：F=KLtτb 或 F=Ltσb
L—冲裁周边长度
t—材料厚度
K—系数 一般取K=1.3
卸料力：Fx=KxF
推件力：FT=nKTF
顶件力：FD=KDF
Kx、KT、KD—系数
n—同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。 hn= h—凹模洞口的直刃壁高度 t—板料厚度 t
压力机公称压力：
采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模：FZ=F+ Fx+ FT
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模：FZ=F+ Fx+ FD
采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模：FZ=F+ FT
4、确定冲裁模压力中心
若工件几何图形完全对称，不用计算压力中心，冲裁模压力中心和工件几何中心重合。
5、冲压设备的选择
根据计算出的总压力，初选冲压设备的型号和规格，待模具总图设计好后，校核设备的装模尺寸(如闭合高度、工作台板尺寸、漏料孔尺寸等)是否合乎要求，最终确定压力机型号和规格。
三、凸、凹模的结构设计
1、凹模设计
凹模的固定方式和凹模刃口形式选择
凹模厚(高)度 H=kb (≥15mm)
凹模壁厚C=(1.5~2)H (≥30~40mm)
b—凹模刃口的最大尺寸
k—系数
若圆形凹模计算出凹模直径D，若长方体凹模外形计算出长A和宽B。
画出凹模零件图，尺寸标注
2、凸模设计
凸模的固定方式和形式选择
凸模长度：
采用固定卸料板和导料板时 L=h1+h2+h3+h
采用弹压卸料板时 L=h1+h2+t+h
L—凸模长度(mm)；h1—凸模固定板厚度(mm，取凹模厚度的0.6~0.8倍)； h2—卸料板厚度；
h3—导料板厚度
t—材料厚度 h—增加长度，一般取10~20mm。
画出凸模零件图，尺寸标注
四、模具的总体设计和标准件的选择
1、模架的选择
根据凹模周界尺寸，选择标准模架。
2、联接螺钉和销钉的选用：
3、弹簧的选用(弹性卸料装置需选用)依据卸料力、推料力的大小选用弹簧种类
五、绘制模具总装配图(A2图纸)
导料板结构 挡料销结构 卸料板结构 模柄
六、绘制非标准零件图(A4)
根据时间安排和任务量要求，指定非标准零件。
七、校核冲压设备基本参数
1、模具闭合高度校核
计算模具的闭合高度H闭，查,可知压力机的闭合高度和可调量，确定初选压力机是
否符合要求；
2、冲裁所需总压力校核
根据前面计算总冲压力，可知所选压力机满足生产要求。
3、模具最大安装尺寸校核
根据选择的标准模架，可知模具的最大安装尺寸L×B，冲床工作台面尺寸，只要冲床工作台面尺寸>模具的最大安装尺寸即为满足模具的安装要求。