模具托盘工艺

1、3）冲裁力计算 冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。（1）冲裁力计算及压力机的选择冲裁力的大小主要与材料性质、厚度、冲裁件周长、模具间隙大小及刃口锋利程度有关。一般对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算： F= K· L·t· （2-3）式中： F 冲裁力, N；K安全系数，取K=1.3； L 冲裁件的冲裁长度, mm；t 板料厚度，mm； 材料的抗

2、剪强度, Mpa；在落料冲孔复合模中，冲裁力包含落料力和冲孔力。由小角板零件图可知:落料力：L=（312+100）×2=824 mm2 t = 2 mm = 220310 MPaF落= K· L·t·= = 373.6 KN冲孔力：L1= 2×10×= 62.8 mmL2= 2×5×= 31.4 mmt = 2 mm = 345 MPaF孔1 = K· L1·t·=1.3×62.8×2×345 = 56.3 KNF孔2 = K· L2·

3、t·=1.3×31.4×2×345 = 28.2 KN2）卸料力、推件力和顶出力从凸模上卸下紧箍着的材料所需的力叫卸料力；把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力叫推件力； 卸料力和推件力通常采用经验公式进行计算，见式（2-4）。卸料力：F卸=K卸·F 落推件力：F推=n·K推·F孔 （2-4）式中： K卸、K推 分别为卸料力、推件力系数,其值见表2.2；n 同时卡在凹模内的零件数；h凹模直壁洞口的高度。表2. 4 推件力、顶件力、卸料力系数料厚/（mm）K推K顶K卸 钢0.1>0.10.5>0.52.5>

4、2.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.10.0630.0550.045 0.140.080.060.05卸料力：F卸=K卸·F 落 = 0.05×373.6 KN=16.7 KN推件力：F推1=n·K推·F孔1= 3×0.055×56.3 KN = 9.3 KNF推2=n·K推·F孔2= 3×0.055×28.2 KN = 4.7 KN（n=ht=6mm2 mm = 3个）F总 = F 落F孔F卸F推 = 373.6+56.3+28.2+9.3+

5、16.7+4.7 KN= 528.4 KN4）压力中心的计算图2.7 冲孔落料压力中心图选定坐标系xoy如图2.7所示。按照压力中心的计算公式（2-5）： （2-5）因为冲件对称于X和y轴，所以x0=0，y=05）计算凸、凹模刃口尺寸及公差模具刃口尺寸及公差是影响冲裁件精度，因而，正确确定冲裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是冲模设计的重要环节。1）凸、凹模刃口尺寸公差计算的原则实践证明，落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸，而冲孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以，落料时取凹模作为设计的基准件；冲孔时取凸模作为设计的基准件。计算凸模和凹模尺寸时应遵循的原则如下：（1）冲孔时，先确定凸模刃口尺寸。凸模刃口

6、的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内也可使用。而凹模的基本尺寸则按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小间隙值。（2）落料时，应先确定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内也能冲出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸则按凹模刃口基本尺寸减小一个最小间隙值。（3）在确定模具刃口制造公差时，既要能保证工件的精度要求，又能保证合理的间隙数值。一般模具制造精度比工件精度高34级。根据材料厚度，查手册可得： 图2.8 冲裁间隙 Zmax=0.26mm Zmin=0.22mm Zmax-Zmin=0.04mm查手册得，凸、凹模制造公差：

7、凸模、凹模制造公差 工件公差图2.9 冲孔、落料时各部分尺寸公差的分配位置 -凸=0.016mm +凹=0.024mm|-凸|-+|凹|=0.04<| Zmax-Zmin |=0.04满足| Zmax-Zmin |-凸|-+|凹|条件落料应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上。设工件孔的尺寸为d+，其计算公式为： d凸 = （dx） （2-6） d凹 = （d凸Zmin） （2-7） 式中 d凸、d凹 冲孔凸、凹模基本尺寸，mm； 工件制造公差，mm；X 因数，当冲裁件精度在IT10以上时，x=1; 冲孔20mm d凸20=（d1 + x）（201×0.084） mm 20.08

8、 mm d凹20（d凸 1Zmin ）（20.080.246） mm 20.33 mm 冲孔10mm d凸10=（d 2+ x）(101×0.058) mm 10.06 mm d凹10（d凸 2Zmin ）(10.06+0.246) mm 10.31 mm由于小角板落料形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：以凹模为基准件，因凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于A类尺寸。按式（2-8） Aj (Amaxx) （2-8） 80凹 （801×0.12） mm 79.88 mm 55凹 （551×0.12） mm 54.88 mm 30凹（3

9、01×0.084） mm 29.92 mm 141凹（1411×0.14） m 140.86 mm凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证单面间隙为Zmin/2 Zmax/2模具零、部件设计选用1）凹模设计因冲件的批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm，凹模轮廓尺寸计算如下：沿送料方向的凹模型孔壁间最大距离为： l=312mm垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离为 b=100mm凹模厚度的确定，由式（2-30）得：Ha=30.1F=85.7mm查资料：Ha=80mm根据(2-31);c=1.3Ha=128mm在此处键入公式。因此，沿送料方向的

10、凹模长度为： L=l+2c=568mm垂直于送料方向的凹模宽度为： B=b+2c=356mm根据算得的凹模轮廓尺寸，根据GB/T2851.8-81选取标准凹模板轮廓尺寸为L*B*H=630mm×400mm×80mm。其具体零件图2-10如下：图2.10 凹模零件图图2.11 凸凹模零件图3）凸模设计采用铆头凸模 它适用于非圆形凸模。（1）凸模固定板表2.6 矩形固定板（摘自JB/T7643.2-1994）根据落料凹模尺寸及冷冲模标准，查手册，应该选用： 固定板630×400×5045钢JB/T7643.2-1994 材料：45钢 技术条件：按JB/T76

11、53-1994的规定（2） 凸模垫板表2.7 矩形垫板（摘自JB/T7643.3-1994）（2） 凸模垫板表2.7 矩形垫板（摘自JB/T7643.3-1994）根据落料凹模尺寸及冷冲模标准，查手册，应该选用： 垫板250×200×645钢JB/T7643.3-1994 材料：45钢 技术条件：按JB/T7653-1994的规定4）模架的选用为了保证模架有足够的强度、刚度和精度以使冲裁的工件达到应有的质量选用四角式模架 它用于大型冲件。标准为模具闭合高度在压力机得装模高度之间。根据冷冲模标准，如图2-10，选用：模架630×400×290325GB/T

12、2851.7-1990技术条件：按JB/T8050-1999的规定 下模座表2.9 后恻导柱下模架（摘自GB/T2855.6-1990）根据模架尺寸及冷冲模标准，选用： 下模座630×400×65GB/T2855.6-1990 技术条件：按JB/T8070-1995的规定 上模座根据模架尺寸及冷冲模标准，选用： 上模座630×400×55GB/T2855.5-1990 技术条件：按JB/T8070-1995的规定 导柱表2.10 A型导柱（摘自JB/T7187.1-1995）根据模架尺寸及冷冲模标准，选用：导柱A50×270JB/T7187.1

13、-1995 技术条件：按JB/T7653-1994的规定 导套根据模架尺寸及冷冲模标准，选用：导套A50×163×53JB/T7187.3-1995技术条件：按JB/T7653-1994的规定表2.11 A型导套（摘自JB/T7187.3-1995） 模柄表2.12 凸缘模柄（摘自JB/T7646.2）根据冷冲模标准，选用：B50×120jb/T7646.1 材 料：Q235 技术条件：按JB/T77653-1994的规定5）卸料装置设计本设计采用的是刚性预料所选元件为整体式御料板 按御料厚度取15mm且间隙为0.2-0.5mm并且小于冲裁间隙 取导板10mm 卸

14、料螺钉根据尺寸以及冷冲模标准，可以选用：表2.14 圆柱头内六角卸料螺钉（摘自JB/T7650.461994） 圆柱头内六角卸料螺钉M10×70JB/T7650.6 材料：45 热处理硬度3540HRC 技术条件：按GB/T3098.3-2000的规定 数量：4个 卸料板根据凸凹模尺寸，卸料板轮廓尺寸定为200mm×200mm×18mm。其他尺寸根据卸料装置和安装固定要求确定。材料可以选用45钢。6）推件装置设计 推杆根据尺寸及冷冲模标准，可以选用：表2.16 带肩推杆（摘自JB/T7650.1-1994） （mm）推杆1 推杆A12×150JB/T76

15、50.1 材料：45 热处理硬度4348HRC 技术条件：按JB/T7653-1994的规定7）定位零件设计 固定挡料销根据冷冲模标准，如表2-13，选用适当尺寸的固定挡料销：表2.18 活动挡料销 JB/T7649.9-1994 (mm) 活动挡料销A25x16 JB/T7649.9 材料：45热处理硬度4348HRC 技术条件:按JB/T7653-1994的规定 （2）由于采用整体式御料导料板前面已定 根据矩形模具情况螺钉在4到6个 且选6个如表规格 销根据冷冲模标准，选用适当尺寸的销：表2.21销2 销10×95GB/T119.12.26压力机选择及模具的闭合高度1） 压力机选

16、用原则确定压力机规格时，一般应遵循以下原则。（1）压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力。（2）压力机滑块行程应满足工件高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。（3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装。尤其是压力机的闭合高度应于冲模的闭合高度相适应。（4）压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。2）曲柄压力机规格选择 曲柄压力机按床身及结构可分为开式和闭式曲柄压力机。开式压力机有固定台式、可倾式和升台式三种。固定台式压力机刚性、抗震性和稳定性好，适用较大吨位。可倾式压力机产生的废料可通过自重滑下。升台式压力机适用于模具高度变化较大的冲孔、修边及弯曲工序。根据冲压力的计算，总的冲裁力为528.4KN，考虑到压力机的适用范围，故选取630KN