冲裁模设计举例图2.69所示零件为电视机安装架下板展开坯料，材料为1Cr 13，厚度mm t 3=，未注圆角半径mm R 1=，中批量生产，确定产品的冲裁工艺方案并完成模具设计。

图2.69 零件图1． 冲裁件工艺性分析零件的加工涉及冲孔和落料两道工序。

除孔中心尺寸公差为±0.1mm 和孔径尺寸公差为+0.2mm 外,其余尺寸均为未注公差,查表2.4可知，冲裁件内外形的达到的经济精度为IT12～IT14级。

符合冲裁的工艺要求。

查表2.2可知，一般冲孔模冲压该种材料的最小孔径为d ≥1.0t ，t =3mm,因而孔径ø8mm 符合工艺要求。

由图可知，最小孔边距为：d =4mm ，大于材料厚度3mm ，符合冲裁要求。

2． 确定冲裁工艺方案及模具结构形式该冲裁件对内孔之间和内孔与外缘之间有较高的位置精度的要求，生产批量较大，为保证孔的位置精度和较高的生产效率，采用冲孔落料复合冲裁的工艺方案，且一次冲压成形。

模具结构采用固定挡料销和导料销对工件进行定位、弹性卸料、下方出料方式的倒装式复合冲裁模结构形式。

3． 模具设计与计算（1）排样设计排样设计主要确定排样形式、条料进距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。

1）排样方式的确定。

根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：直排。

2）送料进距的确定。

查表2.7，工件间最小工艺搭边值为mm 2.2，可取mm a 31=。

最小工艺边距搭边值为mm 5.2，取mm a 3=。

送料进距确定为mm h 44.199=。

3）条料宽度的确定。

按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查表2.8、表2.9确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为mm mm b 0.1,0.10=∆=。

()()0100093132862-∆-∆-=+⨯+=++=b a L B4）材料利用率的确定。

%08.91%10044.1999344.19686=⨯⨯⨯==Bh A η 4）绘制排样图。

冲裁件排样图见图2.70。

图2.70 排样图（2）计算总冲压力该模具采用弹性卸料和下方出料方式。

总冲压力0F 由冲裁力F 、卸料力卸F 和推件力推F 组成。

由于采用复合冲裁模，其冲裁力由落料冲裁力落料F 和冲孔冲裁力冲孔F 两部分组成。

1）落料、冲孔冲裁力。

1Cr13材料的抗拉强度可按MPa b 400=σN Lt F b 6720004003560=⨯⨯==σ落料 N Lt F b 68560240038.223=⨯⨯==σ冲孔N F F F 940560268560672000=+=+=冲孔落料2）推件力。

查表2.13推件力系数0.045=推K ，凹模中的卡件数n 设为2。

N F nK F 4.24170268560045.02=⨯⨯==冲孔推推3）卸料力。

查表2.13卸料力系数0.04=卸K 。

N F K F 2688067200004.0=⨯==落料卸卸4）总冲压力0F 的确定。

kN N F F F F 9924.991610268804.241709405600≈=++=++=卸推压力机的公称压力应大于计算总冲压力kN 992，本例中可选J23-100开式双柱可倾压力机。

（3）计算压力中心压力中心的计算可以按式（2.18）、（2.19）将冲裁件轮廓分段后计算，也可以按力矩平衡原理直接求解。

本例中复合冲裁模的冲裁压力中心受落料和冲孔的共同影响，由于零件左右对称，即X C =0,故只需计算Y C ，如图 2.71所示。

将工件冲裁周边分成l 1,l 2,l 3,l 4,l 5,l 6,l 7基本线段，求出各段长度及各段的重心位置：图2.71 压力中心1196.44L mm= 10Y mm = 288.85L mm =243Y mm = 3196.44L mm= 386Y mm = 482.24L mm= 464.5Y mm = 550.24L mm= 578Y mm = 641.12L mm= 621.5Y mm =750.24L mm = 78Y mm = 112277127L Y +L Y ++ L Y 44.3 L +L ++L C Y mm ==（4）刃口尺寸计算本例模具刃口尺寸计算中，冲孔ø8mm 的圆孔和长孔采用凸、凹模分开加工的方法，外轮廓的落料采用配合加工的方法。

查表2.10得模具冲裁间隙值min Z 0.49mm =，max Z 0.55mm =冲ø8mm 的圆孔的凸、凹模刃口尺寸为：d p =8.150-0.02d d =8.64+0.02冲ø8mm 的长孔的凸、凹模刃口尺寸为：d p1=8.20-0.02 mmd d1=8.69+0.020 mmd p2=16.20-0.02 mmd d2=16.69+0.020 mm对外轮廓的落料，以凹模为基准，凹模磨损后尺寸增大，为A 类尺寸。

对于尺寸86mm 、196.44mm 、R5 mm ，其模具刃口尺寸为：0.15085.8mm +、0.150196.24mm +、0.0604.92R mm +。

（5）模具零件结构尺寸的确定1）凹模结构尺寸的确定。

凹模的刃口形式，考虑到零件大批量生产，所以采用刃口强度较高的柱形刃口凹模。

凹模外形尺寸主要包括凹模厚度a h ，凹模壁厚c ，凹模宽度B 和凹模长度L 。

凹模厚度尺的确定。

查表 2.15凹模厚修正系数18.0=K ，凹模厚度尺寸mm Kb h a 3744.19618.0=⨯==。

凹模壁厚()a h c 0.2~5.1=，可取mm c 55=左右。

凹模宽度mm c b B 961552862=⨯+=+=，设计时取B=200mm 。

凹模长度尺寸的确定。

根据排样图 2.70，凹模长度c L 2+=进距，mm L 306.4455244.196=⨯+=，设计时取L=315mm 。

2）凸模长度尺寸的确定。

凸模长度尺寸与凸模固定板和推件板的厚度有关。

凸模固定板的厚度取mm H 201=。

推件块的厚度取mm H 302=，自由尺寸与修模量及进入凹模深度总计取为mm 7。

凸模长度'21A H H L ++=，可取mm L 5773020=++=3）凸凹模的尺寸的确定。

根据模具的具体情况，凸凹模的厚度选取54mm 。

凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证间隙0.49～0.55mm 。

凸凹模上孔的中心距、孔与边缘的距离应比零件图所标精度高3～4级，即定公差为±0.02mm 。

4． 绘制模具总装图按已经确定的模具形式及相关参数，选择冷冲模标准模架。

绘制模具总装图，如图2.72所示。

图2.72 冲孔落料复合冲裁模1-上模座，2-内六角螺钉，3-凸模A，4-内六角螺钉，5-模柄，6-推杆，7-推板，8-推销9-销钉，10-上模垫板，11-凸模固定板，12-导套，13-凹模，14-卸料板，15-导柱，16-推件块17-橡皮，18-下模座，19-凸凹模固定板，20-内六角螺钉，21-上模垫板，22-凸模B 23-凸凹模，24-内六角螺钉，25-弹簧，26-挡料销，27-卸料螺钉，28-导料销5．绘制模具零件图1）落料凹模如图2.73所示，材料选用Cr12MoV，热处理58~62HRC。

图2.73 落料凹模2）凸模A、凸模B如图2.74、2.75所示。

材料选用Cr12MoV，热处理56~60HRC。

图2.74 凸模A图2.75 凸模B3）凸凹模如图2.76所示，材料选用Cr12MoV，热处理58~62HRC。

其外形和内孔分别按凹模和凸模配间隙0.49mm。

图2.76 凸凹模4）凸模固定板如图2.77所示，材料选用Q235，其内孔按凸模配H7/m6。

图2.77 凸模固定板5）卸料板如图2.78所示，材料选用45，热处理43~48HRC，其内孔按凸凹模配间隙0.1mm。

图2.78 卸料板6）凸凹模固定板如图2.79所示，材料选用Q235，其内孔按凸凹模配H7/m6。

图2.79 凸凹模固定板弯曲模设计举例图3.44所示弯曲件，材料为10，料厚6mm ，小批量生产，试完成该产品的弯曲工艺及模具设计。

图3.44 U 型弯曲件（1）工艺性分析 该工件结构比较简单、形状对称，适合弯曲。

工件弯曲半径为5mm ，由3.1（垂直于纤维）查得：r min =0.1t =0.6mm ，即能一次弯曲成功。

工件的弯曲直边高度为：42－6－5=31（mm ），远大于2t ，因此可以弯曲成功。

该工件是一个弯曲角度为90°的弯曲件，所有尺寸精度均为未注公差，而当r/t ＜5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。

工件所用材料10，是常用的冲压材料，塑性较好，适合进行冲压加工。

综上所述，该工件的弯曲工艺性良好，适合进行弯曲加工。

（2）工艺方案的拟订1）毛坯展开a ）b ）图3.45 毛坯展开如图3.45a ）所示，毛坯总长度等于各直边长度加上各圆角展开长度，即:32122L L L L ++=（mm ）由图3.44得：L 1=42―5―6=31（mm ）L 2=1.57（r+xt ）=1.57×（5+0.3×6）=8.636（mm ）（x 由表3.2查得）L 3=18―2×5=8（mm ）于是得：L =2×31＋2×8.636＋8=87.272（mm ）≈87.3（mm ）2）方案确定从图3.44分析看出，该产品需要的基本冲压工序为：落料、弯曲，根据上述工艺分析的结果，生产该产品的工艺方案为：先落料，再弯曲。

（3）工艺计算1）冲压力的计算弯曲力由公式（3.3）得：F w =0.7K b t 2σb /(r +t )=0.7×1.3×45×6×6×400/（5+6）=53607（N ）顶件力由公式（3.5）得：F d =0.6 F w =0.6×53607=32164（N ）则压力机公称压力由公式（3.6）得：)(1.2)~1.1(d w F F F +⨯=压=（1.1~1.2）（53607+32164），取：F 压=100000（N ）=100（KN ）故选用100KN 的开式压力机。

2）模具工作部分尺寸计算①凸、凹模间隙 由c =（1.05~1.15）t ，可取c =1.1t =6.6mm②凸、凹模宽度尺寸 由于工件尺寸标注在内形上，因此以凸模作基准，先计算凸模宽度尺寸。

由GB/T15055-1994查得：基本尺寸为18mm 、板厚为6mm 的弯曲件未注公差为±0.6mm ，则由公式（3.12）、（3.14）得：)5.0(p L L p δ-∆+==（18+0.5×1.2）0021.0-=18.60021.0-（mm ）()d c L L p d δ++=02=（18.6+2×6.6）=31.8025.00+（mm ） 这里δp 、δd 按IT 7级取。