《刷片》冲压工艺及模具设计（有cad图）.doc

1 目录目录 目录 2 1 前言 5 1 1 刷片冲压模具的课题硏究意义 5 1 2 刷片冲压模具课题硏究的主要内容 7 2 零件工艺性分析 7 2 1 材料分析 7 2 2 确定工艺方案 9 3 主要工艺参数计算 11 3 1 计算毛坯尺寸 11 3 2 画排样图 12 3 3 材料利用率计算 12 3 4 计算冲裁力 13 3 5 确定压力中心 14 3 6 冲压设备的选择 15 4 主要工作部分尺寸计算 15 4 1 冲孔部分刃口计算 15 4 2 切断部分刃口计算 17 5 模具总体设计 18 5 2 确定送料方式 18 5 3 定位方式的选择 18 5 4 卸料 出件方式的选择 18 6 卸料零件计算 20 6 1 卸料弹簧的选择 20 7 模具各主要零件的设计 21 7 1 导料板的设计 21 7 2 切断凸模的设计 22 2 7 3 冲孔凸模的设计 22 7 3 1 冲孔凸模的尺寸及形状 23 7 3 2 凸模的固定形式 24 7 3 3 凸模长度的确定 24 7 3 4 凸模强度的校核 26 7 5 凹模的设计 27 7 5 1 凹模的刃口形式 27 7 5 2 凹模的外形及尺寸 27 7 6 模具闭合高度的校核 28 7 7 卸料螺钉的设计 28 7 8 模架的选取 29 7 9 导柱 导套的选择 29 7 10 导料销的选择 30 7 11 螺钉及销钉的选择 30 8 绘制模具总图及装配图 31 9 结论 32 致 谢 33 参考文献 34 附录 35 3 刷片 的冲压工艺及模具设计 摘 要 阐述了冲压连续模的结构设计及工作过程 通过对工件的工艺分析 先进行冲 孔工序 通过冲裁力 卸料力 推件力等的计算 确定了采用级进模冲压的方案 设计出 了主要零件的结构和整体结构 绘制了模具的装配图及部分零件图 本模具的性能可靠 操作简单方便 提高了冲压产品的质量和生产的效率 降低了劳动程度和生产成本 关键词 冲压工艺 模具 级进模 4 Stamping Process and Die Design of Contact Piece Abstract The designer has expounded stamping die for the structural design and working process Through analysis of the process of the parts the designer has the process of punching for the first step The designer determined to use progressive die through the calculation of the blanking force stripping force and ejecting force and so on The designer designed the structure of the major parts and the entity model painted assembly drawing and part of the detail drawings The die has characters of reliable performance it s easy and simple to promote the quality and efficiency of the stamping product it will reduce labor intensity and the cost of product Key words stamping process die progressive die 5 1 前言前言 1 1 刷片冲压模具的课题硏究意义刷片冲压模具的课题硏究意义 模具是现代化工业生产的重要工艺装备 是利用其特定形状去成型具有一 定形状和尺寸的制品的工具 模具是机械 汽车 电子 通讯 家电等工业产品的基础工艺装备 属于 高新技术产品 作为基础工业 模具的质量 精度 寿命对其他工业的发展起 着十分重要的作用 在国际上称为 工业之母 近十年来 随着国民经济的快 速发展 作为工业品基础的模具工业 也得到了蓬勃发展 已成为国民经济建 设中的重要产业 据统计 我国现有模具生产厂点已超过 1700 家 从业人员达 60 多万人 模具作为一种生产工具已经广泛的地应用于各行各业 其发展之快 模具 需求量之 多 是前所未有的 今天 在国民经济的各个工业部门都越来越多地 依靠模具来进行生 产加工 模具已成为国民经济的基础工业 已成为当代工业 的重要手段和工艺发展方向 之一 现代工业产品的品种和生产效益的提高 在 很大程度上取决于模具的发展和技术 经济水平 成形加工的社会效益很高 是 高技术含量的社会产品 其价值和价格主要取 决于模具材料 加工 外购件的 劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技 术费用 后者 是模具 价值和市场价格的主要组成部分 其中一部分技术价值计入了市 场价格 而更 大一部分价值 则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益 所以本模具设计 具有非常重要的现实意义 冷冲压是先进的金属加工方法之一 它主要加工板料 故又称为板料冲压 冷冲压是在室温下 借助于设备提供的压力 利用模具 使板料金属发生塑性 变形 因此 它是金属塑性加工 压力加工 的一种方法 有些非金属材料 也可以采用某些冲压工艺制造零件 与切削加工相比 冷冲压靠模具和设备完成加工过程 所以具有生产率高 加工成本低 材料利用率高 产品一致性好 操作简单 便于实现机械化与自 6 动化等一系列优点 一台普通冲压设备每分钟可生产零件几十件 而高速冲床 的生产率可达每分钟数百件甚至上千件 因此 大批量生产的机械 电子 轻 工等产品 都大量使用冷冲压零件 由于冷冲压不需要加热 也不像切削加工 那样 将大量金属切成碎屑而消耗大量能量 所以它是一种节能的加工方法 冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带 在冲压加工中 材料表面质量不受破坏 故冲压件的表面质量好 这是任何其他加工方法所不 能竞争的 冲压模具作为制造产品 或半成品 的一种工具 其作用是完成某种工艺 模具设计必须满足工艺要求 最终满足产品的形状 尺寸和精度的要求 因此 冲 冷冲压工艺大致分为两大类 分离工序和成形工序 分离工序的目的是在 冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离 分离工序又可分为落料 冲孔和剪切等 成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生 塑性变形 并转化成产品要求的形状 成形工序又可分为弯曲 拉深 翻边 翻孔 胀孔 扩孔 缩孔和旋压等 冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备 冲压件的表面质量 尺寸精度 生产率以及经济效益等 与模具结构及设计是否合理关系极大 因此 了解模 具结构 研究提高模具的各项技术指标 对于模具设计和冲压技术的发展是十 分重要的 冲模的结构形式很多 可以根据以下特征进行分类 1 按冲模的工序性质 分为落料模 冲孔模 切边模 弯曲模 拉深模 成形模和翻边模等 2 按冲模工序的组合方式 分为单工序模 复合模和连续模等 3 根据模具的结构形式 按上 下模的导向方式 分为无导向模和导柱模 导板模等 按卸料装置 分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模 按挡料形 式 分为固定挡料钉冲模 活动挡料销冲模 导正销冲模和侧刃定距冲模等 4 按采用凸 凹模的材料 分为硬质合金模 钢质硬质合金模 钢皮冲模 橡皮冲模和聚氨酯冲模等 此外 还可按模具轮廓尺寸的大小 分为大型冲模和中小型冲模 按行业 特点 分为普通冲模和汽车 拖拉机覆盖件冲模等 但是 冲压加工所使用的模具一般具有专用性 有时一个复杂的零件需要 7 数套模具才能加工成形 而且模具制造的精度高 技术要求高 是技术密集形 产品 所以 只有在冲压件生产批量较大的情况下 冲压的优势才能充分体现 出来 从而获得较好的经济效益 1 2 刷片冲压模具课题硏究的主要内容刷片冲压模具课题硏究的主要内容 本课题主要设计的内容为 零件冲压工艺分析 冲孔 切断级进模零件的 设 计与计算 冲裁件整形 模具安装与调试 以及绘制装配图和零件图 其 中细分起来还有刷片零件冲压工艺性分析 确定冲压基本工序 排样方案的确 定 连续模的送料定位系统的选用 冲裁模具凸模和凹模刃口尺寸计算 模具 主要零件尺寸 计算 冲压力的计算 压力中心的计算 选择冲压设备 冲模的 闭合高度 模具零件制 造 模具装配等 2 零件工艺性分析零件工艺性分析 2 1 工件分析工件分析 本次设计的工件为一刷片 其零件图如下 8 图图 1 1 工件图工件图 该工件为一刷片 其材料为 20 钢 厚度为 2mm 生产批量为大批量 20 钢 是一种优质碳素结构钢 切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好 一般用于 制造受力不大而韧性要求高 本材料适合冲压生产 工件的结构形状简单 只 需经过落料 冲孔 因此该要求普通冲裁可以满足 这制件形状简单尺寸较小 厚度适中 且为大批生产 属于普通冲压件 但有几点要注意 A 11 两孔壁距及与周边距近 1 5mm 到 4 5mm 在冲孔时要考虑其强度是否满 足 B 制件较小 从安全考虑 要采取适当的取件方法 C 由于是大批生产 应重视模具材料和结构的选择 保证模具寿命 2 2 确定工艺方案确定工艺方案 该工件进行冲压加工的基本工序为落料 冲孔 其中冲孔属于简单的分离 工序 工件图上的尺寸均未标注尺寸偏差 属于未标注公差尺寸 属于自由公 差 按 IT12 级确定工件的公差 一般冲压均能满足其尺寸精度要求 冲裁件的 断面的表面粗糙度和容许的毛刺高度都没有具体要求 主要尺寸如下 11 0 09 32 0 125 20 0 105 4 5 0 06 33 5 0 125 4 0 05 7 0 075 R3 0 05 根据冲裁件尽量避免窄长的悬臂和凹槽 要求 b 2t L 3t b 值为槽的宽 度 t 为工件的厚度 而该工件不符合这一要求 b 值过小 将使模具寿命很低 孔的质量也难以保证 故冲孔时先不考虑这一窄槽 以后用机加工 由于制件生产批量大 尺寸又较小 而单工序冲压生产效率低 精度不高 而且操作不安全 为了完成该制件的加工 可能的工艺方案有以下两种 方案一 冲孔 落料复合冲压 方案二 全部的工序组合采用带料级进模具冲压 分析冲压工艺方案如下 方案一 模具采用连续式复合冲压 使得整体结构较为复杂 并设计它的 模具有一定的难度 而且在操作上也有一定困难 方案二 该方案由于采用了级进模结构 使得模具的结构简单了很多 并 且使用寿命增长 11 孔先冲孔 则冲出的孔可以作为后面工序的定位孔使用 定位较容易 工序集中 可用一副模具完成全部工序 综上所叙 考虑到该工件的批量为大批量生产 为保证各项技术要求 选 9 用方案二 为了加工出该工件 其工序如下 落料 冲11 的孔 根据制件工艺性分析 基本工艺有落料 冲孔二种 按其先后顺序组合 首先考虑到制件大批量生产 所以不适合单工序冲压 其原因 单工序生产 效率较低 精度也不好保证 操作也不安全 根据工件图可以应用连续级进模 冲压 方案有 A 冲孔 落料 B 落料 冲孔复合冲模采用复合模生产 C 冲孔 落料级进冲模 采用级进模生产 方案 C 属于级进冲压 根据本零件的设计要求以及各方案的特点 所以选择方 案 C 3 主要工艺参数计算主要工艺参数计算 3 1 搭边和条料宽度的确定搭边和条料宽度的确定 搭边 搭边值要合理确定 搭边值过大 材料利用率低 搭边值过小 材料利用 率虽然高 但过小时就不能发挥搭边的作用 在冲裁过程中会被拉断 造成送 料困难 使工件产生毛刺 有时还会被拉入凸模和凹模间隙 损坏模具刃口 降低模具寿命 搭边值过小 会使作用在凸模侧表面上的法向应力沿着落料毛 坯周长分布不均匀 引起模具刃口的磨损 为避免这一现象 搭边的最小宽度 大约取为毛坯的厚度 使之大于朔变区的宽度 根据文献 1 可得由于材料厚度 t 2 0mm 经表 2 13 侧面搭边值 1 a 2 0mm 工件间搭边值 a1 2 2mm 此搭边值为最小搭边值 条料宽度的确定 排样方案和搭边数值确定后 即可确定条料或带料的宽度及进距 条料宽度的确定原则是 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值 最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进 并与导料板之间有一定 的间隙 因此 在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构中是否采用侧压装置 和侧刃 根据不同结构分别进行计算 10 图图 2 2 条料宽度的确定条料宽度的确定 2 计算送料步距 A 经计算求得 A 12 a1 12 2 2 14 2mm 1 3 条料宽度的确定 计算求得 圆整为 0 5 1 0 0 5 1 0 0 0max 0 3 42 6 05 02 1240 2 baDB 圆整后侧面搭边值 a 2 0mm 0 15 0 42 B 3 2 画排样图画排样图 合理的排样方法 应是将工艺废料减到最少 考虑到该工件的外形特征和 材料的利用情况 为了能加工出最好的产品 本次设计采用有废料直排的排样 方式 按材料的经济利用程度或废料的多少 排样可分为有废料排样与少 无 废料排样两大类 按工件在条料上的分布的形式 排样又可分为直排 斜排 对排 多排 混合排等多形式根据我的工件我选择有废料排样 排样方式为直 排 11 图 3 排样图 直排排样 3 3 材料利用率计算材料利用率计算 材料的利用率计算公式为 2 100 bh n A 2 式中 为冲裁件面积A n 为一个进距内冲裁件数目 b 为条料宽度 mm h 为进距 mm 所以 级进模的进料步距为 34 21 1 5 35 71mm 条料宽度按相应公式计算 B D 2a 0 3 查表 2 9知 0 5 则有 2 B 32 2 2 36mm 0 5 0 则由排样图可以计算一个进距材料的利用率 A 5 9 20 10 21 10 工件 1 2 2 10 1 2 2 12 478 35 2 mm 则 100 bh nA 71 3524 785 3451 55 81 3 4 计算冲裁力计算冲裁力 由文献 2 圆角半径较大 R 0 5t 的毛料长度计算公式 L 131mm 由于该冲模采用的是弹性卸料装置和下出件方式 故总的冲压力为 F F F F F 4 总冲切卸推 计算冲裁力 F冲 1 Lt b 5 131 2 410 107420 N 计算推件力 F推 F推 0 055 107420 6 K F 推 5887 31 N 计算卸料力 F卸 F卸 K卸 F 7 0 04 107420 4296 8 N 所以总的冲压力为 F总 F冲 F推 F卸 107420 5887 31 4296 8 117604 11 N 13 确定压力式中 L 冲裁周边长度 单位 mm t 材料厚度 单位 mm 材料抗剪强度 单位 Mpa 查表可知 412Mpa 3 5压力中心压力中心的计算的计算 要使冲压模具正常地工作 必须使压力中心与模柄的中心线重合 从而使 压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合 否则在冲压时将会产生弯矩 使 冲压设备的滑块和模具发生歪斜 引起凸 凹模间隙不均匀 刃口迅速变钝 并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀没磨损 降低模具和压力机的使用 寿命 2 根据所建立的坐标系 假设压力中心坐标 由图 3 可知 0 x 0 y 该零件为轴对称 所以 0 则只求 0 x 0 y 8 1 35mm 14 图 4 压力中心分析图 故模具压力中心坐标 0 1 35mm 3 6 冲压设备的选择冲压设备的选择 为防止设备超载 可按公称压力 F压 1 6 1 8 F总选择压力机 考虑 到制件的精度要求 初步选择开式双柱可倾压力机 型号 J23 25 主要技术 规格如下表 表 1 压力机主要参数表 型 号 J23 25 公称压力 KN 250 滑块行程 mm 65 滑块行程次数 次 min 105 最大闭合高度 mm 270 滑块中心线至床身距离 mm 200 床身两立柱间距离 mm 270 工作台尺寸 mm 370mm 560mm 最大倾斜角度 30 模柄孔尺寸 mm 40mm 60mm 15 4 主要工作部分尺寸计算主要工作部分尺寸计算 根据文献 2 中表 2 5 查得 间隙值 Z 0 14mm Z 0 18mm minmax 4 1冲孔部分刃口计算冲孔部分刃口计算 落料后再冲孔时 孔中心到边缘距离的尺寸偏差为11 0 5 由于我的工 件只需加工一个孔故不存在两孔中心的偏差 冲孔时采用凸模和凹模分开加工的方法 冲11mm 孔时 应该先确定凸模 尺寸 使凸模标称尺寸接近或者等于工件孔的最大极限尺寸 再增大凹模尺寸 以保证最小合理间隙 由于凸 凹模之间存在间隙 所以冲裁件断面都是带有锥度的 且落料件 的大端尺寸等于凹模尺寸 冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸 在测量与使用中 落料件是以大端尺寸为基准 冲孔件孔径是以小端尺寸为基准 冲裁过程中 凸 凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦 凸模越磨越小 凹模越磨越大 结果 使间隙越用越大 在确定凸 凹模刃口尺寸时 必须遵循下述原则 1 落料模先确定凹模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最 小极限尺寸 以保证凹模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格制 件 凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙 2 冲孔模先确定凸模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最 大极限尺寸 以保证凸模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格的 孔 凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙 3 选择模具刃口制造公差时 要考虑工件精度与模具精度的关系 既 要保证工件的精度要求 又要保证有合理的间隙值 一般冲模精度 较工件精度高 2 至 3 级 若零件没有标注公差 则对于非圆形件按 国家标准非配合尺寸的 IT14 级精度来处理 圆形件一般可按 IT10 级精度来处理 工件尺寸公差应按 入体 原则是指标注工件尺寸 公差时应向材料实体方向单向标注 即 落料件正公差为零 只标 16 注负公差 冲孔件负公差为零 只标注正公差 由 2 中 P27 可知 得 0 4 9 p max Z min Z 0 4 0 18 0 14 0 016 0 6 10 d max Z min Z 0 6 0 18 0 14 0 024 由 1 P26 可知 d d p x 0 p 11 d d Z dmin x 0 p 12 式中 d d 冲孔凸 凹模刃口尺寸 mm pd d 冲孔件内径的基本尺寸 mm 工件制造公差 mm X 系数 此处查表取 0 5 则冲11 孔时得 d d p x 0 p 11 0 43 0 5 0 p 11 215 0 016 0 d d Z dmin x d 0 11 215 0 15 d 0 11 365mm 024 0 0 由文献 1 1 7可知预制孔中心横坐标偏移量 0 03mm 0 x 补偿定位误差的数值c 0 02mm 17 5 模具总体设计模具总体设计 5 1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知 采用连续模冲压 所以模具类型为连续模具 5 2 确定送料方式确定送料方式 模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式 还是采用从右往左的横 向送料方式 这主要取决于凹模的周界尺寸 如 L 送料方向的凹模长度 B 垂直于送料方向的凹模宽度 时 采用纵向送料方式 L B 时 则采用 横向送料方式 L B 时 纵向或横向均可 就本模具而言 其送料方式应采用 横向送料 5 3 定位方式的选择定位方式的选择 由于该模具采用的是条料送进控制条料送进方向采用导料板 控制条料送 进步距采用挡料销 而第一件工件的冲压位置采用临时挡料销 以后定位则采 用定位板 5 4 卸料 出件方式的选择卸料 出件方式的选择 模具是采用弹压卸料板 还是采用固定卸料板 取决于卸料力的大小 其 中材料料厚是主要考虑因素 由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便 操作者可以看见条料在模具中的送进动作 且弹压卸料板卸料时对条料施加的 是柔性力 不会损伤工件表面 因此实际设计中尽量采弹压卸料板 而只有在 弹压卸料板卸料力不足时 才改用固定卸料板 随着模具用弹性元件弹力的增 强 如采用矩形弹簧 弹压卸料板的卸料力大大增强 根据目前情况 当材料 料厚约在 2mm 以下时采用弹压卸料板 大于 2mm 时采用固定卸料板较为贴近实 际 本模具所冲材料的料厚为 1 5mm 因此可采用弹压卸料板 由于采用的是 连续模 所以采用下出件便于操作和提高生产效率 18 6 卸料零件计算卸料零件计算 6 1 卸料弹簧的选择卸料弹簧的选择 因为工件料厚为 1 5mm 相对较薄 卸料力也比较小 故采用弹性卸料 根据卸料力 5887N 采用 8 个弹簧 此时每个弹簧担负的卸料力为约 752 5N 冲裁时卸料板的工作行程 h2 t 1 3 5 mm 考虑凸模的修模余量 h3 5 mm 弹簧的预压量为 h 故弹簧总压缩量为 1 H总 h1 h2 h3 h1 8 5 mm 13 考虑卸料的可靠性 取弹簧在预压量为 h1时就有应力 752 5N 的压力 初 选弹簧直径 d 6mm 弹簧中径 D2 36mm 工作极限负荷 1180N 自由高度 h0 50 mm 工 作极限载荷下弹簧的变形量 hj 19 3 mm 该弹簧在预备压量 h1 时 卸料力达 752 5N 即 h1 F1 Fjhj 752 5 1180 11 5 mm 7 34 mm 14 故 H总 7 34 7 5 14 84 mm hj 能满足要求 弹簧图形及尺寸如下 图 5 弹簧 19 7 模具各主要零件的设计模具各主要零件的设计 图 5 导料板 7 1 导料件的设计导料件的设计 导料板是导料件的一种 导料件包括导料板和侧压板 它对条料或者带料 送料时起导正的作用 导料板的结构形式有两种 1 与卸料板或导板分开制造 2 导料板制造成整体结构 侧压板的设置目的是为了在条料公差较大时 避免条料在导料板中间偏摆 让最小搭边得到保证 当有以下情况时 不适宜采用侧压板 1 板料厚度在 0 3mm 以下的薄板 2 辊轴自动送料装置的模具 在本次设计中 导料板的图形如图 6 导料板材料 45 钢 常用中碳调质结构钢 该钢冷塑性一般 退火 正火 比调质时要稍好 具有较高的强度和较好的切削加工性 经适当的热处理以后 可获得一定的韧性 塑性和耐磨性 材料来源方便 适合于氢焊和氩弧焊 不 太适合于气焊 焊前需预热 焊后应进行去应力退火 调质 HRC 43 48 导料板间的宽度 B B C 0 20 15 式中 B 条料宽度 C 条料与导料板间的间隙值一般取 C 0 1 0 2 则 B B C 36 0 2 36 2mm 0 16 7 3 1 冲孔凸模的尺寸及形状冲孔凸模的尺寸及形状 凸模一般由工作部分 固定部分和防止拉下的台肩 又称承受卸料力部分 所组成 这三部分可以根据不同的情况 如冲裁力 冲裁轮廓形状 冲裁件料 厚等 设计成直通式 阶梯式和其他形式 在本次设计中 有一个冲孔凸模 其直径 11mm 设计成有凸肩的圆形凸模 选 取材料为 Cr12MoV Cr12MoV 钢有高淬透性 截面为 300 40 0 以下者 可以完全淬透 在 300 40 0 时仍可保持良好硬度和耐磨性 韧性较 Cr12 钢高 淬火时体积变化最小 可用来制造断面较大 形状复杂 经受较大冲击 负荷的各种模具和工具 热处理 HRC 58 62 尾部回火 HRC 40 50 7 3 2 凸模的固定形式凸模的固定形式 由于冲孔凸模结构简单 故采用如图所示的固定形式 凸模与固定板用 H7 m6 配合 上面留有台阶 7 3 3 凸模长度的确定凸模长度的确定 L H H H H 17 123 其中 H 为固定板厚度取 25mm 1 21 H 为卸料板厚度取 20mm 2 H 导料板厚度取 12mm 3 H 为附加长度 a 取 20 则 L 25 20 12 20 77mm 选取的凸模长度为 80mm 77mm 符合要求 图 7 冲孔凸模 表 2 冲孔凸模的各项数据 图中标注字母 数据 mm d 11 D 16 D1 18 I 30 h 3 L 65 22 图 11 凸模固定形式 7 3 4 凸模强度的校核凸模强度的校核 1 一般情况下 凸模的强度是足够的 没有必要作强度校核 但对于特 别细长的凸模或小凸模冲厚而硬的材料时 必须进行凸模承压能力和抗纵向弯 曲能力的校验 2 承压能力的校核 冲裁时 凸模承受压应力 必须小于凸模材料的许 用压应力 c c min A F c 18 对圆形凸模 由上式可得 dd min n1t4 c 推 K 19 式中 d 凸模最小直径 mm min t 料厚 mm 材料抗剪强度 MPa F 冲裁力 N A 凸模最小截面积 mm min 23 n 积聚在凹模型孔内的零件数 按式 19 d min n1t4 c 推 K mm097 2 1000 055 0 313005 14 最小凸模直径 5 15mm2 097mm 故满足强度要求 7 5 凹模的设计凹模的设计 7 5 1 凹模的刃口形式凹模的刃口形式 该刃口的特点是 刃口无斜度 有一定的高度 刃磨后刃口的尺寸不变 但刃口后端漏料部分设计成带有一定斜度 凹模工作部分强度较好 冲裁出来 的工件精度较好 7 5 2 凹模的外形及尺寸凹模的外形及尺寸 凹模的外形尺寸 主要是指它的长 宽 或直径 和厚度 外形尺寸是否 合理 将直接影响到凹模的强度 刚度和模具的耐用度 外形尺寸主要根据被 冲材料厚度和制件外形尺寸确定 凹模厚度可以用下列公式求得 3 HKP 凹 20 式中 凹模最小厚度 mm H凹 P 为冲裁力 N K 为系数 与制件周长有关 24 图 8 凹模刃口形式 表 3 系数 K 值 制件周长 500 K 1 1 12 1 25 1 37 1 5 1 6 经计算的制件周长为 85 1mm 所以 K 取 1 25 冲裁力为 31 227KN 得 3 HKP 凹 3 1 25 31227 39 36mm 设计凹模图形如图 9 所示 材料选用 Cr12mov 热处理 HRC 58 62 图中凹模部分尺寸如表 4 具体尺寸见附录 表 4 凹模尺寸 图中标注字母 数据 mm L 175 B 140 H 40 S 28 A 42 B 55 t 32 5 25 图 9 凹模 7 6 模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核 模具的闭合高度应为上模座 下模座 凸模固定板 垫板等厚度以及凸 模其他部分的长度和凹模嵌入下模座的长度差 H 的总和 这里 H 取 20mm H 50 60 25 12 20 40 0 5 20 闭 226 5mm 0 5 是考虑凸模进入凹模的深度 根据生产现场调整 可略有增减 以制 件完全分离为准 所选压力机的最大闭合高度 Hmax 270mm Hmin 270 55 215mm 满足 max0min 510HmmHHmm 7 7 卸料螺钉的设计卸料螺钉的设计 在设计的卸料板上 设置了 4 根卸料螺钉 26 材料 45 钢 热处理 硬度 HRC35 40 图 10 卸料螺钉 卸料螺钉的各个数据如下 表 5 卸料螺钉的各项数据 图中字母 数据 mm 图中字母 数据 mm 图中字母 数据 mm d 12 L 100 d2 7 8 r1 0 5 I 12 D1 12 D 18 H 12 t 6 D2 11 5 S 10 C1 0 5 B 3 C 1 5 R 0 5 d1 10 7 8 弹性卸料板的设计弹性卸料板的设计 弹性卸料板主要用于冲制薄板和要求平整的冲模中 它可以在冲压开始时 先起压料的作用 冲压结束后起卸料作用 是冲裁模中常用的卸料方式 设计 图形如图 17 所示 2 图中选用 4 个卸料弹簧 4 个卸料螺钉 卸料弹簧和卸料螺钉前面已经设 计过 弹簧孔的直径为 43 5mm 7 9模架的选取模架的选取及定位及定位 为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件 必须保证坯料或工序件对模具 的工作口处于正确的相对位置 即必须定位 定位方式的选择 该级进模具采 用的是条料 控制条料送进方向采用导料销 有测压装置 控制条料的送进步 27 距采用挡料销定距 初始采始用用挡料销 条料在模具送料平面中必须有两个 方向的限位 一是在与送料方向垂直的方向上限位 保证条料沿正确的方向送 进 称为条料横向定位向 二是在送料方向上的限位 控制条料一次送进的距 离 称为条料纵向定位或送料定距 对于块料或工序件的定位 基本上也是在 两个方向上的限位 选择 GB T2851 3 90 后侧导柱模架 H 230mm h1 50 h2 60 R 25mm B 140 A1 110 A2 195 按 GB2862 3 81 选择 B50 78 凸缘模柄 材料 Q235 AF 图 11 弹性卸料板 7 10 导柱 导套的选择导柱 导套的选择 为了便于安装 选择导柱导套时左右两侧的导柱和导套选择相同的型号 按照 GB T 2861 6 90 选择 d 50mm 的 A 型导套 A50H6 110 GB 2861 6 极限偏差为 H6 长度 L 110mm H 45mm 材料为 20 钢 热处理 渗碳 深度 0 8 1 2mm 硬度 58 62HRC 按照 GB T 2861 1 90 选择 d 35mm 的 A 型导柱 A35h5 190 GB T2861 1 极限偏差 h5 长度 L 190mm 材料 20 钢 热处理深度 0 8 1 2mm 硬度 58 62HRC 28 导柱和导套采用 H7 h6 的间隙配合 7 11档料销及档料板的选择档料销及档料板的选择 图 12 导料板 导料销 又称定位销 主要用于定位 保证条料有准确的送料距 导料销 有多种形式 分别用于不同的场合 此按照 GB2866 5 81 选择弹直径 d 12mm 材料 45 钢 热处理 硬度 43 48HRC 如图 12 所示 7 12 螺钉及销钉的选择螺钉及销钉的选择 用于连接定位板与凹模的螺钉选择 1 个内六角螺钉 GB70 80 M6 15 螺纹规格 d 6mm 公称长度 l 16 性能等级为 8 8 级 表面氧化 A 级的 29 内六角头螺栓 定位销选用表 4 4选择销 GB 119 86 6 40 公称直径 1 d 6mm 长度 l 40mm 材料为 45 钢 该钢的特性为 优质碳素结构用钢 硬 度不高易切削加工 模具中常用来做模板 梢子 导柱等 但须热处理 硬度 28 38HRC 图 13 档料销 模柄固定的螺钉选择 P37 表 3 9 选择 4 个螺钉 GB70 80 M10 30 螺纹规 格 d 10mm 公称长度 l 30 性能等级为 8 8 级 表面氧化 A 级的内六角头螺钉 导料板的固定螺钉选择 4 个内六角螺钉 GB 70 80 M10 35 螺纹规格 d 10mm 公称长度 l 35 性能等级为 8 8 级 表面氧化 A 级内六角螺钉 销钉 选用销 GB 119 76 6 40 公称直径 d 6mm 长度 l 40mm 材料为 45 钢 8 绘制模具总图及装配图绘制模具总图及装配图 8 18 1 模具的安装模具的安装 1 模具安装的注意事项 检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理 模具安装前应将上下模和滑块底面的油污揩试干净 并且还要检查有无遗物 防 止影响正常安装和发生意外事故 2 模具安装的一般顺序 30 a 根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度 使滑块在下死点时其