冲压模具课程设计.ppt

按下图所示的冲裁件 制定冲压工艺设计冲压模具 生产批量 200000件 月材料 10材厚 t 4mm 冲裁模具设计 1 冲裁工艺性分析 1 材料分析10钢为优质碳素结构钢 具有较好的冲裁成形性能 2 结构分析零件形状简单 外形均为圆滑轮廓 尺寸属于小型零件 适合于采用冲裁方式生产 但其板料厚度较厚 并且最小孔边距为2 5mm 则其冲裁过程可能会发生变形或损伤模具 在工艺方案制定过程中要重点考虑 零件结构满足冲裁要求 冲裁模具设计 3 精度分析零件图上所有尺寸均未标注公差 属自由尺寸 可按IT14级确定工件尺寸的公差 经查公差表 个尺寸公差为 结论 可以冲裁 须重点考虑孔边距过小的问题 冲裁模具设计 2 工艺方案的确定 1 基本工序根据制件的工艺性分析 其工序包括落料 冲孔两个基本工序 2 工序数量及顺序按落料 冲孔两个基本工序先后顺序组合 可以采用以下三种工艺方案 1 落料 冲孔单工序冲裁模2 落料 冲孔复合冲裁模3 冲孔 落料级进冲裁模 冲裁模设计 3 工序组合方式方案 1 属于单工序冲压 其模具结构简单但需要两道工序 两套模具才能完成零件的加工 生产效率较低 难以满足该零件200000件 月的大批量生产方式 方案 2 其生产力高 可实行自动化生产 劳动强度低 但由于该零件的孔边距过小 对于复合模具的凸凹模而言 由于强度影响 不能满足其最小壁厚的要求 故此零件不能采用复合模具生产 方案 3 采用级进方式 生产效率高 需要模具 压力机和操作人员较少 劳动强度较低 同时制件尺寸较小 通过级进工序的跳步方式可有效避免凹模壁厚小影响强度的问题 通过以上分析 采用第三种方案 级进冲裁工艺进行生产 冲裁模具设计 3 模具总体结构方案设计 1 模具类型根据级进冲裁工艺方案 采用冲孔 落料两工位级进模具进行生产 冲裁模设计 3 模具总体结构方案设计 2 操作与定位方式由于该零件为大量生产方式 生产时可以采用自动送料方式 亦可根据实际情况采用人工送料方式 由于板料较厚 刚性较好 其横向限位采用导料板 纵向定位使用挡料销 由于孔边距较小 使用导正销进行精确定位 并根据其两工位形式 使用一个首次挡料销 冲裁模具设计 3 模具总体结构方案设计 3 卸料与出件方式板料较厚 直接使用刚性卸料装置 即固定式卸料板 生产时的冲孔废料和落料件则采用自然漏料方式 模具结构简单 4 模架类型及精度由于零件为自由公差 可选用IT14级 故为降低成本 简化模具结构 采用无导柱模架 直接使用导板导向 可以满足产品精度要求 冲裁模具设计 4 工艺与设计计算 1 排样设计及材料利用率的计算查有关表格确定搭边值 根据零件形状 两工件间搭边值取a 3mm 工件侧边缘搭边取b 3mm 条料宽度按相应的公式计算 B D 2a C 查表 0 9C 0 5B 43 2 3 0 5 0 9 49 5 0 9 冲裁模设计 画出排样图 可以采用2种方式 见图2 图2a连续模进料步距为23mm 图2b连续模进料步距为39mm 冲裁模具设计 图2b排样图 冲裁模具设计 根据公式 A BS 100 可得 图a单步距利用率为636 5659 1138 5 100 55 9 图b单步距利用率为636 5659 2 1782 100 71 4 显然图2b所示排样利用率高于图2a 并且能有效地避免凹模孔壁厚度过小的问题 所以采用图2b所示排样 冲裁模具设计 2 冲压力 压力中心的计算 初选压力机由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式 故总的冲压力为 P0 P PtP P1 P2而式中P1 落料时的冲裁力P2 冲孔时的冲裁力按冲裁力公式计算冲裁力 P KLt 查 300MPa 1 3 104 4327 47 1239 18 8496 4 300 12 6 KN 冲裁模具设计 按推料力公式计算推料力Pt Pt nKtP取n 3 查表 Kt 0 45Pt 3 0 45 12 6 2 475 KN 计算总冲压力PZ P0 P Pt 12 6 2 475 18 475 KN 根据计算结果 需选取压力机为 冲裁模具设计 根据图3分析 以步距中心线和条料中心线的交点为原O 设冲模压力中心离O1点的距离分别为X Y 根据力矩平衡原理所得公式 算得X Y 冲裁模具设计 图3压力中心 3 凸 凹模刃口尺寸及公差的计算 根据冲孔和落料计算公式 计算出各尺寸 见表1 冲裁模具设计 5 主要零部件的设计与选用 1 凸模的设计冲孔凸模为圆形 均采用带台阶的标准凸模 落料凸模采用电火花线切割加工 为无台阶直通式凸模 采用固定板定位 螺钉紧固 凸模长度计算为 L1 h1 h2 h3 Y其中导料板厚h1 8 卸料板厚h2 12 凸模固定板厚h3 18 凸模修磨量Y 18则L1 8 12 18 18 56mm选用冲床的公称压力 应大于计算出的总压力P0 18 475t 最大闭合高度应大于冲模闭合高度 5mm 工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装 按上述要求 结合工厂实际 可选用J23 25开式双柱可倾压力机 并需在工作台面上配备垫块 垫块实际尺寸可配制 冲裁模具设计 2 凹模的设计 凹模外形尺寸的确定a 凹模厚度H的确定 H P取总压力 184750NH 26mmb 凹模长度L的确定W1 2 1H 31 工件b 58L b 2W1 58 2 31 120mmc 凹模宽度B的确定B 步距 工件宽 2W2取 步距 32 工件 30 W2 1 5