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A 冷冲压模具设计实例

工件名称：手柄

工件简图：

生产批量：中批量

材料：Q235-A 钢

材料厚度：1.2mm

1、冲压件工艺性分析

此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为 Q235-A 钢，具有良好的冲压性能，适合冲

裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm 的孔和 5 个φ5mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的

距离也满足要求，最小壁厚为 3.5mm(大端 4 个φ5mm 的孔与φ8mm 孔、φ5mm 的孔与

R16mm 外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较低，

普通冲裁完全能满足要求。

2、冲压工艺方案的确定

　　该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：

　　方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。

　　方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。

　　方案三：冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量

生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 3.5mm

接近凸凹模许用最小壁厚 3.2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具

上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效

率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生

产采用方案三为佳。

3、主要设计计算

　（1）排样方式的确定及其计算

设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材

料利用率低，应采用直对排，如图 8.2.2 手柄排样图所示的排样方法，设计成隔位冲压，可

显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转 180°，再冲第二遍，

在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取 2.5mm 和 3.5mm，条料宽度为

量，可以靠操作工目测来定。

（3）卸料、出件方式的选择

因为工件料厚为 1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。

又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。

（4）导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。

5、主要零部件设计

（1）工作零件的结构设计

① 落料凸模

结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2

个 M8 螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6/m5。其总长 L 可按公式 2.9.2 计算：

L =20+14+1.2+28.8=64mm

具体结构可参见图 8.2.4（a）所示。

② 冲孔凸模

因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采

用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲 5 个φ5 的圆形凸模可选

用标准件 BⅡ型式（尺寸为 5.15×64）。冲φ8mm 孔的凸模结构如图 8.2.4（b）所示。

③ 凹模

凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上

的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式

2.9.3、2.9.4 计算：

凹模厚度 H=kb=0.2×127mm=25.4mm（查表 2.9.5 得 k=0.2）

凹模壁厚 c=（1.5～2）H=38～50.8mm

取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚 c=45mm，

凹模宽度 B=b+2c=（127+2×45）mm=217mm

凹模长度 L 取 195mm（送料方向）

凹模轮廓尺寸为 195mm×217mm×30mm，结构如图 8.2.4（c）所示。

（2）定位零件的设计

落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件上φ5mm 和φ8mm 两个孔作导正孔。φ

8mm 导正孔的导正销的结构如图 8.2.5 所示。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑

料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 lmm ，所以导正销直线部分的长度为 1.8mm。导

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