冲压模具成型工艺及模具设计说明书

冲压模具成型工艺及模具设计 说明书 设计课题 ：工件 如下图所示，材料 料厚度 1产量 8万件，表面不允许有明显的划痕。设计成型零件的模具。 一、冲压工艺分析 1、该零件的材料是 普通的碳素工具钢，板厚为 1有良好的可冲压性能。 2、该零件结构简单，并在转角处有 圆角，所冲的两个孔都是 8的尺寸，工艺性比较好，整个工件的结构工艺性好。 3、尺寸精度，零件上的两个孔的尺寸精度为 13级，两个孔的位置精度是 12级，其余尺寸的公差为 14，精度比较低。 结论：适合冲压生产。 二、工艺方案确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，有以下 3种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模具生产。 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，但需要两道工序两幅模具，成本高而生产率低，难以满足中批量生产需求。 方案二只需一副模具，工件精度及生产效率都较高。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模具冲裁精度高。 通过对上述三种方案的分析比较，成型该零件应该采用方案二复合模具成型。 三、确定模具类型及结构形式 1、该零件质量要求不高，板的厚度有 1孔边距有 14以可以选用倒装复合模。 2、定位方式的选择：控制条料的送进方向采用两个导料销，控制条料的送进步距采用挡料销。 3、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。下出件，上模刚性顶件。 4、导向方式的选择：为了方便操作，该模具采用后侧导柱的导向方式。 冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量，为了使得模具寿命较高，采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。 四、工艺计算 1、 确定最佳排样方式，并计算材料利用率，选择板料规格。 该零件为近似矩形零件，设计排样 1、排样 2两种排样方式，如图： 排样 1 排样 2 查冲压手册表 2小搭边值是： 工件间： 边： 工件面积： 72 448 988 42=排样 1：取搭边值 料宽度 B=47步距 L=料利用率： =47 排样 2：取搭边值 料宽度 B=75步距 L=料利用率： =75 比较两种排样方式，后者材料利用率较高，所以冲裁工件的排样方式可以采用排样 2排列方式。排样图如下 选用 19001200以裁 12条，每一条可以冲 26件。 总的材料利用率： 12 26 900 1200)=77% 2、计算冲床合力并预选冲床 L=（ 272+50） =322 t=1 b=450压力 F=b=322 1 450=144900N 145冲压工艺及模具设计表 3K 卸 =K 推 =K 顶 =料力： F 卸 =K 卸 F 落料 =272 1 450 120N 倒装复合模：顶件力等于零 推件力：刃口高度为 10 n=8/1 n 取 8 F 推 =K 推 F 冲孔 8=50 1 450 8=9900N 冲压合力 F 合 =F+F 卸 +F 推 =145000+6120+9900=161020N 161据冲压合力预选 25的曲柄压力机 3、确定冲裁压力中心 （计算时忽略 如图所示 3=13 3 3 7=52 2 2 3 4 13=45 6 7 17=18 5 7 8 6 0 4 0 6 0 4 2 2 2 6 3 0 9 0 4 8 8 8 5 5 0 36+13+13 8+23 20+33 8+19+52 8+62 20+7244+63 18+54 8+9+45 8+36 18+27 8+9+18 8+9 18+15 25+57 25)/322=0=(36 18+13 36+8 40+20 44+8 40+19 36+8 40+20 44+4422+18 0+8 4+9 8+8 4+18 0+8 4+9 8+8 4+18 0+2522+25 22)/322= 0 0 作为模具压力中心的位置 4、确定冲裁凸模和凹模的工作刃口尺寸 落料以落料凹模为基准 计算，落料凸模根据凹模和最小间隙计算，也可以根据凹模实际尺寸和间隙配制。冲孔以冲孔凸模为基准计算、冲孔凹模根据凸模合最小间隙计算，也可以根据凸模实际尺寸和间隙值配制。冲孔用分别加工法进行计算，落料、中心尺寸用配合加工法进行计算。 间隙值查冲压工艺及模具设计表 3料凹模磨损后变大尺寸：、 磨损系数查冲压工艺及模具设计表 31= ( ( ( ( (以要转化到凸凹模 凹模 =（公差： =据工件 ，凸模最小值=模最大 =以取凸凹模标注尺寸 ） 落料凹模磨损后变小尺寸：、 磨损系数查冲压工艺及模具设计表 3 X=1= 落料凹模磨损后不变尺寸： 42 8 1=42 =42 2=8 =8 料凸模（凸模固定板）按凹模实际尺寸配做，保证间隙 孔凸模磨损后变小尺寸： 公差为 凸、凹模公差按 凸模 = 凹模 =核间隙 凸模 + 凹模 =行 磨损系数查冲压工艺及模具设计表 3 X=1 凸模 = 模 = 5、确定弹性元件 聚氨酯橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装方便，所以选用橡皮。 卸料力为 F 卸 =6120N 橡皮的高度： H 自由 =H 工作 /(32 取 30 式中 H 工作 =t+1+H 修磨 =1+1+6=8 橡皮的面积： A=F 卸 /p=23538 12240中 10% 15% H 自由 ）时单位面积上的压力，取 一块整开凸模孔的合四个卸料螺钉孔 160 160 25的聚氨酯橡皮 . 面积校核 :160 160238012240 可行 五、编写工艺文件 冲压工艺过程卡 材料牌号及规格 材料技术要求 毛坯尺寸 每件毛坯可制件数 毛坯重量 辅助材料 （ 900 1200 条料 1 751200 26 工序号 工序名称 工序内容 加工简图 设备 工艺装备 0 下料 剪板机上裁板 75 1200 1 落料 冲孔 落料冲孔复合冲裁 料冲孔复合模 六、 选择和确定模具主要零部件的结构和尺寸 1、工作零件的结构及尺寸设计 （ 1）凸凹模：为了便于加工，凸凹模设计成直通式， 1个 钉固定在垫板上，与凸凹模固定板的配合按 H7/ 其总长 L=H 固定板 +H 卸料板 +（ H 橡胶 压 ） =20+14+(3060 2） 冲孔凸模：冲孔凸模采用台阶式的，与凸模固定板的配合按 H7/其总长 H=H 固定板 +H 凹模 +H 空心垫板 =50端长 32 （ 3） 凹 模采用薄凹模结构，薄凹模厚度尺寸（可以参考单工序模具凹模的厚度计算公式 H=2 取 18 凹模壁厚尺寸 C=（ 2） H=27 36中 压工艺及模具设计表 3取 s=72模板边长： B 44+2 （ 27 36） =98 116 L 72+2（ 27 36） =126 144 60，一般情况下， B L，所以 60，故薄凹模板长、宽、厚度尺寸 16016018 4）模具刚性 校核 凸凹模尺寸较大，模具强度较大，所以不需要校核， 小 凸模：单个凸模所受力： 冲裁力： 22500/2=11250N；推件力（倒装复合模） 9900/2=4950N 冲压合力：倒装 :11250+4950=16200N 无导向： 可行 2、其他板的尺寸 参考典型组合结构（ 凸凹模垫板： 160 160 8 凸凹模固定板： 160 160 20 卸料板： 160 160 14 空心垫板： 125 100 16 小凸模固定板： 125 100 18 小凸模垫板： 125 100 8 3、模架规格 上模座的规格： 160 160 45 下模座的规格： 160 160 55 模柄的规格： 100 导套： 90 38 导柱： 80 200 4、模具闭合高度 （ 55+8+60） +（ 45+16+16+8+18） 25、校核所选压力机 称压力 250块行程 65（次 /分）；连杆调节长度 55大装模高度 270作台尺寸 370560柄孔尺寸 50 70；电机功率 核以上所有参数，可满足使用要求。使用 八、编制工作零件机械加工工艺卡 凹模机械加工工艺规程卡 凹模机械加工工艺规程 材料 硬度 60 64号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件（退火状态） 165 165 18 2 粗铣 铣六面到尺寸 17。注意 注意两大平面与相邻侧面用标准角度测量达到基本垂直要求 3 磨平面 磨光两大平面厚度到 磨四个侧面，达到两相邻侧面垂直，垂直度 00 钳工 1、划线 划出凹模轮廓及螺孔、销孔和穿丝孔中心线 2、钻孔 钻螺纹孔、销钉底孔和凹模洞口穿丝孔 3、铰孔 铰销钉孔达到要求 4、攻丝 攻螺纹丝达到要求 5 热处理 淬火 +低温回火 使材料硬度达到 60 64 磨平面 磨光六平面消除淬火变形和氧化皮，并达到工艺所要求的尺寸 7 退磁 消除坯料残余磁 8 线切割 电火花成型凹模洞口，并留 9 钳工 研磨凹模洞口内壁面到尺寸，粗糙度 m 10 检验 按图纸检验 塑料模具成型工艺与模具设计 设计课题 ： 工件如下图，材料 产量 8万件，要求确定零件的成型工艺参数，设计成型零件的模具、编制模具的加工工艺。 一、工艺分析 1、 原材料分析 热塑性塑料，化学稳定性比较好，机械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差。 型前原料要干燥；在升温时粘度增高，成型压力较高，塑件上的脱模斜度易稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减少对浇注系统对塑料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小，总的成型性能很好。 密度 吸水率 收缩率 熔点 抗拉强度 抗弯强度 硬度 30 160 500、塑件的结构、精度、质量分析 该塑件为圆筒形结构的零件，腔体深 22厚 2间有一个圆孔，整体尺寸较小，成型工艺性较好。其尺寸精度等级为 14级，其尺寸为：、，精度较低，成型工艺性较好。 塑件质量没有较高的要求，表面光度 m,塑件内部的粗糙度为 m，成型工艺性较好。 二、成型设备的选择与塑模工艺参数的确定 1、确定制品的方法、型腔数。 根据塑件所用材料和批量，成型该零件采用注射成型方法来成型。根据塑件外形尺寸 68 24的大小，取一模一件。 2、计算制品的体积、质量及制品的正面投影面积 塑件体积：根据零件的三维模型，利用三维软件可以直接查询到塑件的体积为： 浇注系统体积： 一次浇注所用塑料总体积 V=2= 塑件质量：查塑料制件成型及模具设计 10件的质量为 10面投影面积： 需锁模力： 282 30=、预选注塑机的型 号 卧式注塑机机身低，有利于操作和维修。机身因重心较低，所以稳定；成型后的塑件可以利用其自己的重力自动落下，容易实现完全自动化。所以选择卧式注射成型机。每次的实际需求体积为。初步选用 50 型注射机，理论注射量为 78 4、拟定制品成型工艺参数 注射机类型：螺杆式 预热和干燥：温度（） 80 85 时间（ h） 2 3 料筒温度（）前段： 180 200 中段 165 180 后段 150 170 喷嘴温度（）： 170 180 模具温度（）： 50 80 注射压力（ 60 100 成型时间（ s）：注射时间： 20 90 高压时间： 0 5 冷却时间： 20 120 总周期： 50 220 螺杆转速： 30(r/三、模具结构方案及尺寸的确定 1、选择制品的分型面 分型面的形式和位置要影响到模具加工、排气、脱模塑件的表面质量及工艺操作。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： （ 1）、分型面应该选在塑件外形最大轮廓处。 （ 2）、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 （ 3）、保证塑件的精度要求。 （ 4）、满足塑件的外观质量要求。 （ 5）便于模具加工制造。 （ 6）应合理安排塑件在型腔中的位置。 （ 7）、有利于排气。 综合考虑，分型面选塑件截面积最大处。 2、该塑件采用一模一腔成型，型腔布置在模具的中间，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 3、浇注系统 普通浇注系统一般由主流道、分流道，浇口和冷料穴四部分组成。在设计浇注系统时应考虑到塑件的质量、塑件大小及形状，形状壁厚，技术要求等因素、型腔布局设计。另外还要考虑去除、休整进口方便，同时不影响塑件外表美观、防止喷嘴端部的冷料注入型腔影响塑件质量、 注射机安装模板的大小等等。 主流道：注射机的喷嘴直径为 4射机的喷嘴头球面半径为 流道衬套的球面半径应比注射机的喷嘴头球面半径大 1 2流道小端直径应该比注射机的喷嘴直径大 22流道小端直径为 4道为圆锥形，取锥度 3。 分流道：分流道取半圆形， D=6 浇口：采用轮辐式浇口，从塑件中间圆孔进料。 冷料穴：采用菌形拉料杆和冷料穴。 4、溢流、排气系统的设计 根据该塑件的形状与浇注系统，不设溢流槽。利用型芯与固定板和分型面的间隙 进行排气。 5、选择脱模方式 该模具的型芯在动模一侧，开模后塑件紧包型芯留在动模一侧，根据塑件壳体零件的特点，由于本塑件不适用推板推出形式，所以采用推管推出形式。这样推出平稳，有效保证了塑件推出后的质量，模具的结构也比较简单。中间一根 7的拉料杆。 脱模行程大于等于 22 脱模力 14416N=中 p=10A=3014 f=、成型零件工作尺寸计算 参考塑料制品成型及模具设计（材料的收缩率 = 得： 型芯的径向尺寸： 型芯的高度尺寸计算： 凹模的径向尺寸计算： 凹模的高度尺寸计算： 其中 名义尺寸 为塑件的设计公差 z =1/3 1/4为模具的制造公差 （ 1）、型芯的径向尺寸有、 ，高度尺寸有、 （ 2）、型腔的径向尺寸有、，高度尺寸有、 7、模具主要零件的结构和尺寸设计 （ 1）、型芯和型腔板的结构和尺寸确定 考虑到制件的结构简单和加工方便，将型芯分成大型芯和小型芯两个组合结构，小型芯采用台阶式的，与大型芯的配合按 H7/型芯采用直通式，用两个 6圆柱销定位，用四个 型腔板采用整体式的，型腔壁厚，参考塑料制品成型及模具设计得： 侧壁厚度 底板厚度 按刚性条件计算 按强度条件计算 按刚性条件计算 按强度条件计算 S 14.5 14.8 式中 E=105 p=30L=68h=24= =245= =虑到型腔的强度、刚性和装螺钉、销子、导柱导套和冷却水道孔的位置，参考塑料模具设计手册，型腔取 125 125 63 的规格。 大、小型芯、定模板采用预硬钢 3 （ 2）、其他零件的尺寸（ 支承板： 125 125 25 垫板： 125 25 63 推杆固定板： 125 73 板： 125 73 16 定模座板： 180 125 16 动模座板： 180 125 16 用 12的导柱， 55的定位圈。 模具合模高度： 16+25+63+25+63+25=209、模具调温系统的设置 一般注射模具内的塑料熔体温度为 200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在 60以下。所以热塑性塑料注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠的冷却定型并迅速脱模，提高塑件的质量和生产效率。该模具在型腔上开两个直通水道。 四、注射机有关工艺参数的校核（ 50） 结构类型：卧式注射机 可行 注射机类型：螺旋式注射机（螺 杆直径： 30满足工件的成型需要 可行 注射量：理论注射量 78工件成型所需要的 14 可行 注射压力： 170件成型所需要的 60 100可行 螺杆转速： 14 200(r/含工件成型需用的 30（ r/ 可行 和模力： 450件成型所需要的锁模力 可行 拉杆内向距： 350 280模座外尺寸 180 125 移模行程： 220件成型所需要的行程 24+(5 10)=70可行 最大模具厚度： 300具闭合高度 208最小模具厚度： 100可行 推出方式：推管推出方式 模具定位孔的直径： 55 喷嘴球半径 20喷嘴口直径 4上几项校核条件都符合要求，所以选择注射机（ 50）可行。 五、编写工作零件机械加工工艺 定模板机械加工工艺规程 材料 3 预硬钢：硬度 35 45号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件（退火状态） 130 130 65 2 粗铣 铣六平面到尺寸 64注