冲压模具设计与制造

张侠、于云程、胡云、叶锋

目录

  • 1 概述
    • 1.1 基本概念
      • 1.1.1 冷冲压加工的概念
      • 1.1.2 冷冲压加工的特点
      • 1.1.3 冷冲压加工及模具在现代制造业中的地位
      • 1.1.4 冷冲压技术及模具的发展趋势
      • 1.1.5 课程特点与教学方法建议
    • 1.2 冷冲压加工的基本工序
    • 1.3 冷冲压模具的基本结构
    • 1.4 冷冲压模具的常用结构类型
    • 1.5 冷冲压件材料
  • 2 冲裁工艺与模具设计
    • 2.1 设计前的准备工作
    • 2.2 冲裁工艺性分析
      • 2.2.1 冲裁变形过程
      • 2.2.2 冲裁件断面质量分析
      • 2.2.3 冲裁件工艺性要求
    • 2.3 冲裁工艺方案制订
    • 2.4 排样设计
      • 2.4.1 排样方法的选择
      • 2.4.2 搭边值的确定
      • 2.4.3 材料利用率的计算
    • 2.5 冲裁模类型和结构形式确定
      • 2.5.1 冲裁模类型确定
      • 2.5.2 定位零件设计与标准的选用
      • 2.5.3 卸料装置及出件装置设计与标准的选用
    • 2.6 冲裁模刃口尺寸计算
      • 2.6.1 冲裁间隙的确定
      • 2.6.2 凸、凹模刃口尺寸计算的原则
      • 2.6.3 凸、凹模刃口尺寸计算方法
    • 2.7 冲压力计算
      • 2.7.1 冲裁力的计算
      • 2.7.2 冲裁辅助力的计算
      • 2.7.3 弹簧和橡胶零件
      • 2.7.4 冲压力的计算
    • 2.8 冲压设备的选用
    • 2.9 模具压力中心的计算
    • 2.10 冲压工艺卡片的制订
    • 2.11 冲裁模零部件结构设计
      • 2.11.1 凹模结构设计
      • 2.11.2 冲裁模其他模板结构设计
      • 2.11.3 凸模结构设计
      • 2.11.4 模架规格选用
      • 2.11.5 模具标准件选用
      • 2.11.6 冲裁模零件材料选用
    • 2.12 冲压设备的校核
    • 2.13 案例分析——冲裁模总体结构设计
  • 3 弯曲工艺与模具设计
    • 3.1 设计前的准备工作
    • 3.2 弯曲工艺性分析
      • 3.2.1 弯曲变形
      • 3.2.2 弯曲件质量分析
      • 3.2.3 弯曲工艺性要求
    • 3.3 弯曲件展开尺寸计算
    • 3.4 弯曲工艺方案制订
    • 3.5 弯曲模结构类型确定
    • 3.6 弯曲模工作部分尺寸的计算
      • 3.6.1 回弹
      • 3.6.2 凸、凹模圆角半径的计算
      • 3.6.3 凹模深度的确定
      • 3.6.4 凸、凹模间隙的计算
      • 3.6.5 凸、凹模工作部分尺寸与公差的计算
    • 3.7 弯曲力计算与冲压设备选用
    • 3.8 冲压模具总体设计
  • 4 拉深工艺与模具设计
    • 4.1 设计前的准备工作
    • 4.2 拉深工艺性分析
      • 4.2.1 拉深变形过程
      • 4.2.2 拉深件质量分析
      • 4.2.3 拉深工艺性要求
    • 4.3 拉深工艺参数计算
      • 4.3.1 拉深件展开尺寸计算
      • 4.3.2 拉深形式确定(判断有无压边圈拉深)
      • 4.3.3 拉深尺寸计算
    • 4.4 拉深工艺方案制订
    • 4.5 模具结构类型确定
    • 4.6 拉深模工作部分尺寸计算
      • 4.6.1 凸、凹模圆角半径计算
      • 4.6.2 拉深模间隙确定
      • 4.6.3 凸、凹模工作部分尺寸及公差计算
    • 4.7 冲压力计算与冲压设备选用
    • 4.8 冲压模总体结构设计
  • 5 成形工艺与模具设计
    • 5.1 胀形工艺与模具设计
    • 5.2 翻边成形工艺与模具设计
    • 5.3 缩口成形工艺与模具设计
凸、凹模刃口尺寸计算的原则
  • 1 教程
  • 2 章节测验

        冲裁模刃口尺寸计算是冲压模具设计中的关键环节,其计算原则主要基于工件尺寸、间隙、模具刃磨磨损和安装误差等因素。本文将通过案例详细介绍冲裁模刃口尺寸的计算原则。

一、工件尺寸

        工件尺寸是确定冲裁模刃口尺寸的首要因素。通常情况下,凹模刃口尺寸应略小于或等于工件尺寸,以防止工件过大导致模具刃口过早磨损或破裂。凸模刃口尺寸则应略大于或等于工件尺寸,以确保工件能够顺利脱模。

二、间隙

        间隙是冲裁模刃口尺寸计算中非常重要的一个因素。合理的间隙可以保证冲裁过程的顺利进行,提高模具寿命,同时也能使冲压件具有良好的表面质量。间隙过小会导致模具刃口过早磨损或崩刃,间隙过大则会导致工件毛刺增大,影响工件质量和尺寸精度。

三、模具刃磨磨损

        模具在使用过程中不可避免地会发生磨损,因此在进行冲裁模刃口尺寸计算时,需要考虑模具的刃磨寿命。通常情况下,凹模的外径尺寸应略小于工件内孔尺寸,以方便刃磨和更换。凸模的外径尺寸则应略大于工件的外形尺寸,以预留一定的磨损余量。

四、安装误差

        安装误差也是影响冲裁模刃口尺寸的重要因素。根据模具的结构和定位方式,需要对凹模和凸模的刃口尺寸进行修正,以补偿安装误差对冲压精度的影响。

五、案例分析

        以落料模为例,介绍如何根据上述原则进行刃口尺寸计算。假设有一落料模,用于冲压厚度为2mm的钢板,要求冲裁出的工件外形尺寸为100mm×100mm。

        首先,根据工件尺寸和间隙要求,确定凹模的外径尺寸应略小于工件外形尺寸,取98mm;凸模的外径尺寸应略大于工件外形尺寸,取102mm。考虑到间隙要求和材料特性,确定间隙为0.1mm。

其次,根据模具刃磨磨损和安装误差要求,对凹模和凸模的刃口尺寸进行修正。由于凹模的外径尺寸较小,可以忽略安装误差的影响,但为了方便刃磨和更换,可以将凹模孔径尺寸略微减小。凸模的外径尺寸较大,需要考虑安装误差的影响,因此可以将凸模孔径尺寸略微增大。

综合以上因素,可以得出落料模的凹模和凸模刃口尺寸:凹模外径98mm,孔径97.9mm;凸模外径102mm,孔径98.1mm。根据这些刃口尺寸进行模具设计和制造,可以确保冲压过程的稳定性和准确性,提高模具寿命和工件质量。

        总之,在进行冲裁模刃口尺寸计算时,需要综合考虑工件尺寸、间隙、模具刃磨磨损和安装误差等因素。遵循这些原则可以帮助我们准确地进行刃口尺寸计算,从而提高冲压效率和工件质量。