冲压模具设计简要说明

一、分析产品工艺性： 冲裁件的形状为非矩形或圆形结构，属于复杂形状，故凸凹模采用配合加工。该冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等符合冲裁工艺的要求。故决定采用单工序模即落料模进行加工。二、讨论工艺方案及模具结构方案 工艺：单一冲裁工序（落料），模具结构见装配图。 1、整体说明： （1）上、下模板之间采用导向零件的目的：导向装置可提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。大批生产的模具更能体现其优点。 （2）这里采用弹性卸料板的理由：弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。借助弹簧、橡胶或气垫等弹性卸料装置卸料，兼作压边、压料装置和凸模导向。 2、凸模：采用全长同一尺寸（等断面）的理由：为了减少加工时的应力集中，使应力能均匀分布。淬火时凸模下2/3为硬状态，上1/3保持为软状态用于紧配合。 3、凹模：外形设计为矩形的理由：方便加工。工作段高度为8mm的理由：参考资料3表2.40查得凹模孔口形式及主要参数。出口段内孔表面为支柱面的理由：为防止落料件的弹性后效而卡在落料口故采用孔表面为支柱面。 4、凸模每次冲裁完后深入凹模口1mm。 5、冲裁出的工件经过冲床工作台的落料孔落入料筐内，过程是：冲裁时，后面某次的落料工件进入凹模口内，把停留在凹模口（工作段）最下面的一个工件推出，经过工作台的落料孔排除。 6、使用本模具的生产步骤： 1）按装配图的要求组装模具，在冲床工作台上定位。 2）调试模具，工作行程等。 3）将预先裁好的条料采用手工送料方式，利用挡料销和导料销定位。 4）进行冲裁。三、工艺计算1毛坯尺寸的确定由冲压工艺学P25 表2-11查得搭边a和a1的数值分别为工件间a1.5，沿边b1.8。且考虑条料裁剪时有公差0.8。（由简明冷冲压工手册P130表6-10）分析各种排样方案A方案：横裁横排B47+2b47+21.550B 一块板裁成的条数n1000/50.819一条能冲的件数n（500-1.8）/（34+1.5）14一块板冲出的总数Nn n266一块板的材料利用率266（4234-2020）/（1000500）63.7%B方案：横裁纵排C方案：纵裁纵排D方案：纵裁横排用同样的方法求出另三个方案的利用率比较它们各自的材料利用率如下表方案条数n件数n总数N利用率A191426663.7%B261026062.3%C92825260.3%D132026062.3%经比较选用利用率最大的排样方案A横排纵裁，即条料的尺寸为50.85002力参数的计算（1）冲裁力 P冲1.3F 式中F冲裁时的分离面面积材料抗剪强度，参考资料2得310380MPa则P冲1.321621.5380120.04KN由冲压工艺学P23 表2-10查得卸料力系数与推件力系数分别为 K（0.040.05），K取0.05（2）卸料力 P卸KP冲 K卸料力系数P卸0.056.002KN（3）推件力 P推nK P冲 n8mm/t 8凹模工作段长度 t工件厚度K推件力系数 P推8/1.50.055*120.0435.21KN（4）总冲裁力P P冲+P卸+PP120.04+6.002+35.21=161.25KN（5）压力中心的计算x0 y0带入公式得x021 y014.53模具工作部分（刃口）尺寸计算为了保证凸、凹模间隙值，采用配合加工。由于工件较复杂，其各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不相同，所以基准件的刃口尺寸按不同方法计算。落料的模具刃口尺寸，先求凹模，再配制凸模a确定刃口名义尺寸由冲压工艺学P18 表2-7查得x0.75对于A类有A134-x34-0.750.2233.84A242-x47-0.750.2246.84对于C类有C1（20+0.50.1）20.05C2（20+0.50.1）20.05b确定刃口公差对A类有0.22/40.06对C类有0.1/80.01即凹模名义尺寸及公差为A1mm A2mmC120.050.01mm C220.050.01mm该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值ZminZmax0.1320.240（由简明冷冲压工手册P136表7-3）四、设备选型由P可知，冲床可选择16吨的额定压力满足要求。选取冲床的技术参数如下表冲床额定压力（吨）25滑块行程（mm）65行程次数（次/分）55模柄孔尺寸：直径深度（mm）5070冲床最大闭合高度（mm）270连杆调节量（mm）55工作台尺寸（mm）前后（mm）560左右（mm）370五、模具主要零件尺寸的确定1凹模（根据GB2858.1-81）（1）：先在断面上画出两对称轴的交点O（2）：根据压力中心的坐标，工作部分（刃口）的位置如右图。（3）：长度L凹、宽度W凹、厚度H凹：H凹25.149mm 取H 凹26mm孔边距C（1.5-2）H凹 C3952L凹L+2C152 W凹W+2C136 取L凹200mm W凹150mm材料：T10A2凸模固定板（根据GB2858.2-81）L固L凹200mm W固W凹165mm H固（0.60.8）H凹15.620.8 取H固20mm材料：45#钢 3凸模垫板（根据GB2858.3-81）（1）.因为 pP /S15582/112815.47p11为使其耐用，所以用垫板（2）L垫L凹200mm W垫W凹160mm H垫10mm材料：45#钢4卸料板L卸L凹200mm W卸W凹150mm H卸（0.81）H凹20.1226 取H卸25mm取Z/20.100(卸料板与凸模间隙) 由参考资料2得材料：45#钢5上、下模板H 上模板（11.5）2526mm取H 上模板35mm同样取H 下模板26mm取L板260mm取W 板205mm材料：HT2006弹性卸料板的弹簧计算（1）设个数为n，弹簧的预压缩力P 卸nP预 （其中n4）故 P预 P 卸 /n6002 / 41500.5N弹簧的总压缩量FF预+1+t+1+5 （t材料厚度）计算弹簧参数序号HH1F1H-H1F预（P预P1）F1FF预+1+t+1+5P(P预/F预)F7912088.431.617.626.09234.01其中P 1 270kgf t1.5mm（材料厚度）H弹簧在自由状态的高度（mm）H1弹簧受最大工作负荷的高度（mm）P1最大工作负荷（公斤力）79号弹簧符合P1P，F1F选79号的弹簧序号弹簧外径（mm）钢丝直径（mm）圈距（mm）弹簧在自由状态的高度（mm）弹簧受最大工作负荷的高度（mm）最大工作负荷 （公斤力）每100件重量 （公斤）79508.012.512088.427063.97导柱、导套、模柄（根据GBT 2851.390，GB2861.81，GB2861.，6-81）采用配合；导套装在上模座上，采用配合。因凸、凹模间隙大于0.03mm，导柱与导套间用配合。 导柱要保证模具闭合状态时，上端面不超出上模板的上平面，有L导柱H闭-5-10215-（10-15）211.1，取212mm在模具开启状态时，导柱上端面不离开导套，有L导套 H闭+滑块行程- L导柱-5+20275.+55-221-5+20104，取104mm材料：20#模柄：由参考资料2P389选得旋入式模柄，d=50mm、H90mm、的旋入式模柄（Q235）8、螺钉，销钉由参考资料3表2.45和2.46得，凹模处螺孔为M10，螺孔到凹模外缘距离为a1， a11.25d，销孔到凹模最小距离为1.3d由参考资料4附表3-4得，销钉选用d6，L50。材料：35# （共4颗） 由参考资料3表15.34得，卸料螺钉选用内六角卸料螺钉M10，L110，l14。材料：45#（共4粒） 由参考资料2附表7-1得，上模板，下模板的连接螺钉都选用内六角螺钉，M10，d10L140和L160（各4粒） 材料：45#。防松小螺钉为M4，L7。材料：45# （共1粒） 由参考资料3表15.49得，挡料642（1粒）、导料销为d6，L12。材料：45# （共3粒）螺钉孔M4M6M8M10M12M16M20A淬火不淬火86.510812101411161320162520B淬火7121417192428C淬火不淬火53销钉孔46810121620D淬火不淬火7496117128151016132016 9、凸模长度弹簧预压缩后的高度H预H-F预120-24.6795.33凸模工作段长度LxH预+H卸-1（1表示缩入卸料板的深度）95.33+22-1119.33凸模连接段长度L连 H固+（2-3mm）(2-3mm表示铆接余量)20+222凸模总长度L凸Lx+L连 119.23+22141.23，取14210、模具闭合高度计算（按旧凸模时上模的工作行程算）从几何关系得：H闭H上板+H垫+H固+（H-F）+H卸+t+H凹+H下板 35+10+20+（120-26.9）+25+1.5+26+35246.25取246mm（H表示弹簧总压缩量;F表示弹簧自由高度）综合各尺寸，经过适当的对比、计算及调整，根据标准中所选择的各板料的标准，选择所需的模板的所用的标准、尺寸及数量、材料。(详细见装配图)六、模具在设备上安装空间的检查Hmax270 Hmin Hmax M270-55215（M为冲床连杆调节量） H闭215满足Hmax5265H闭Hmin+10225的要求。长度、宽度的检查：（见右图） 工作台前后尺寸为560mm,（570-205）/2186mm满足下模板边缘与工作台边缘的距离5070mm的要求。工作台左右尺寸为370mm,（370-260）/255mm满足下模板边缘与下料孔外围的距离4050mm的要求。参考文献1、 肖景容，姜