接片倒装结构连续模的设计

湖南农业大学东方科技学院湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业论文全日制普通本科生毕业论文 接片倒装结构连续模的设计接片倒装结构连续模的设计 DESIGN OF CONNECTION MEET PIECE FLIP STRUCTURE CONTINUOUS MODE 学生姓名 学生姓名 袁袁 磊磊 学学 号 号 200741914224200741914224 年级专业及班级 年级专业及班级 20072007 机械设计制造及其自动机械设计制造及其自动 化 化 2 2 班 班 指导老师及职称 指导老师及职称 周光永周光永 副教授副教授 湖南 长沙 提交日期 2011 年 5 月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生 毕业设计诚信声明 本人郑重声明 所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下 进行研究工作所取得的成果 成果不存在知识产权争议 除文中已经注 明引用的内容外 本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品成果 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体在文中均明确的说 明并表示感谢 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 毕业设计作者签名 年 月 日 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前言 2 2 零件的工艺性分析 2 2 1 形状 2 2 2 尺寸 3 2 3 冲孔 冲槽时工艺 3 2 4 表面质量 3 2 5 材料性能 3 2 6 制定冲压工艺方案 3 2 7 条料宽度 4 3 材料利用率的计算 5 4 冲压力计算及设备选择 5 4 1 冲裁力的计算 5 4 2 卸料力的计算 6 4 3 设备的选择 6 5 压力中心计算 7 6 模具结构草图 8 7 凹模的外形尺寸确定 9 8 冲裁间隙的确定 10 9 毛坯尺寸 10 9 1 主要刃口尺寸计算 10 10 卸料装置的选用 11 11 模具零件设计 12 11 1 工作凸 凹模设计 12 11 2 导正孔凸模的设计及加工 12 11 3 中心孔凸模设计 15 11 4 冲槽凸模设计 17 11 5 落料凸模设计 18 11 6 其它零件设计 21 11 6 1 各用途的螺钉 销钉的选用 21 11 6 2 模柄的选用 22 11 6 3 模架的选用 22 11 6 4 各模板的尺寸 22 11 6 5 侧刃的设计 23 12 设备校核 23 12 1 凸模抗压能力校核 23 12 2 凸模纵向抗弯曲能力校核 24 12 3 核对模具开模行程 24 13 结 论 25 参考文献 26 致 谢 27 接片倒装结构连续模的设计接片倒装结构连续模的设计 摘 要 本次模具设计的零件为冲裁弯曲件 各工位有相互的尺寸关系 且尺寸的位 置和精度要求较高 如果采用普通单工序模或复合模冲制生产的话 需要多副模具 多个 操作人员才能完成而且产品质量和生产效率都低 采用多工位连续模可以提高材料利用率 和模具的使用水平 节省设备 且保证了较高的产品质量和生产效率 以获得最佳的经济 效益 本模具性能可靠 运行平稳 能够适应大批量生产要求 提高了生产质量和生产效 率 降低了劳动强度和生产成本 关键词 连续模 冲孔 落料 折弯 排样 学 生 袁 磊 指导老师 周光永 湖南农业大学东方科技学院 长沙 410128 Design of connection meet piece flip structure continuous mode Student Yuan Lei Tutor Zhou Guangyong Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University Changsha 410128 Abstract This time the task of design is Punching Bending parts There are mutual relationships between each part where higher accuracy of the size and location is required If using the common single procedure or the composite modulus punch production we need more moulds and operators At the same time the quality and the efficiency of our products are low Selection of the Multi Position Progressive Dies can improve the material utilization and the level of using molds It also can save equipments and guarantee high quality and the efficiency of our products to get greatest economic benefits This mould has reliable performance and it can operate smoothly In additon it meets the requirements of mass production which will improve the quality and the efficiency of our products and also reduces labor intensity and production costs Key words Progressive Dies punch holes fall the material curving bcnding arrangement 1 前言 科学技术发展的进程表明 机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体 而模具设计与制造在机械行业占有举足轻重的地位 目前 电子 汽车 电机 家电和军工等产品中 60 80 的零部件 都要依靠模具成型 用模具成型的制 件所表现出来的高精度 高复杂性 高一致性和低消耗 是其他加工制造方法 无法比拟的 模具在很大程度上决定着产品的质量 效益和开发能力 总体来说中国的模具行业现只达到世界20世纪80年代中期的先进水平 也 就是说差距还很大 所以很有发展前途 且模具是很基础的行业 用途非常广 专家认为 我国模具行业日趋大型化 而且精度越来越高 10年前 精密模具 的精度一般为5 m 现在已达到2 3 m 不久 1 m精度的模具将上市 随着 零件微型化及精度要求的提高 有些模具的加工精度公差就要求在1 m以下 这就要求发展超精加工 连续模具也叫级进冲压模具 步进模 在金属薄冲压中 连续模具的自动 化生产应该是最先进的一种生产方式 它是高效率 高精度 多工位 全自动 的冲压方式 能保证产品的一致性 提高生产效率 大幅度降低产品单件的生 产成本 减轻了冲压操作工的劳动强度 增强了生产安全系数 在国外早在几 十年前已经普遍使用 大家都知道 国外的劳动力成本高 由于连续冲压的高 度自动化程度 是单件产品的生产成本大幅度下降 才能是国外企业的产品在 国际市场中有竞争能力 这种先进的生产方式而在我国内则进展缓慢 远远满 足不了当今高速发展的电子 仪表 精密机械 汽车 国防的工业需要 因此 实现冲压自动化就显得十分重要了 2 零件的工艺性分析 零件图如下所示 图 2 1 零件图 Fig2 1 Part 2 1 形状 连接接片冲片由中心孔 4 5mm 外面有一个 6 5mm 的同心圆 上侧 有一折弯变 具体尺寸 如图所示 厚度为 0 3mm 因此知道其零件较为复杂 2 2 尺寸 该零件尺寸最大直径为 6 5mm 而其零件上的各的尺寸均未标示公差 因此看其尺寸而言 尺寸精度要求一般 所以按要求取其精度等级为 IT14 级 1 2 3 冲孔 冲槽时工艺 零件图上中心孔直径为 6 5mm 考虑到凸模强度限制 孔的尺寸不宜过 小 其数值与孔的形状 材料的机械性能 材料的厚度等有关 冲槽时 两个孔与孔之间的距离受模具强度和冲裁件质量的限制 其值不 能过小 宜取 a 2t 2 4 表面质量 做为连接接片冲片 其平面度 同轴度要求一般 零件上所有尺寸未标的 公差 则其质量要求一般 2 5 材料性能 本零件所给的材料为黄铜 其硬度一般 查资料得到黄铜的的抗拉强度在 335 440Mpa 之间 2 6 制定冲压工艺方案 由零件图及零件图中的工艺要求 制定冲压工艺方案如下 本零件的冲压方案有以下几种 1 本零件可以设计为一套复合模 即冲孔 折弯 落料复合模 2 本零件可以设计为一套连续模 即第一工位为折弯边和两个导正孔 第二工位为冲中心孔工位 第三工位为折弯工位 第四工位为落料工位 第五工位为空工位 在依据其零件工艺要求 材料的利用率以及模架的设计方案和加工要求而 选用连 续模 同时根据其精度分析如下 1 本零件采用高精度的滚动导向连续冲裁 且模架为四导柱模架 2 本零件采用条料送进 3 模具中的定位采用侧刃定距 图 2 2 侧刃定距 Fig2 2 Side blade spacer 2 7 条料宽度 如下图所示 图 2 3 毛坯尺寸 Fig2 3 Blank dimensions B D 2 5 0 1 14 6 2 5 0 0 05 21 6 0 0 05 导料板的入端导料尺寸 B1 B C1 最小双面导料间隙 C1 C1 0 1 即 B1 21 6 0 1 21 7mm 出端导料尺寸 B2 D 2a1 C2 2 2 出端导料间隙 C2 C2 0 1 即 B2 14 6 2x2 0 1 20 7mm 3 材料利用率的计算 一段条料能冲出的工件的重量与这段条料重量之比的百分数称为材料利用 率 由于板料冲裁时板厚是一定的 所以材料利用率可用面积之比 即一段条 料的有效面积与这段条料的面积之比 来代替重量之比 同一工件 排样不同时 材料利用率也会不同 材料利用率越高者越省料 因此 材料利用率是判断排样是否经济的重要参数 但材料利用率并不是选择 排样的唯一标准 一般按下述原则选择 对于铜板等较贵重材料 特别是在生 产量较大时 应尽量选择材料利用率较高的排样 如果某种排样不其它排样的 材料利用率提高不到 5 且使模具复杂化时 那么这种排样是不可取的 而在 生产量小时 应尽可能选择比较简单的排样 以便模具容易制造 按条料计算材料利用率来计算 选用 0 3mm 1000mm 2000mm 规格的板料时 剪切条料尺寸为 21 6mm 2000mm 条数 n1 1000 21 6 46 个 每条个数 n2 2000 8 5 235 个 余 2 46mm 每板个数 n3 46 235 10810 个 每片面积 S 34 3 10810 370783mm2 材料利用率 370783 1000mm 2000mm 18 5 式中说明 n 一根条料能冲出的工件数 L 条料的长度 mm S 一个工件的实际面积 mm 4 冲压力计算及设备选择 4 1 冲裁力的计算 各工位的主要工序是冲裁 利用式 F Lt 计算冲裁力 黄铜的抗剪强度 b 380Mpa 第一工位 F1 L1 t b 2 7 59 1 6 7 83 2 36 0 5 x0 3x380 19 88 0 3 380 2266 32N 第二工位 F2 L2 t b 3 14 4 5 0 3 380 14 13 0 3 380 1610 82N 第三工位 折弯工位 第四工位 F4 L4 t b 6 76 0 69 1 1 09 3 49 10 86 0 3 380 23 89 0 3 380 2723 46N 第五工位 空工位 因此总冲裁力为 F总 F1 F2 F3 F4 F5 6600 6N 2 4 2 卸料力的计算 F 1 K1 F 3 卸料力系数 K1 0 05 则 F 1 K1 F 0 05 6600 6 330N 所以总冲压力 F0 F 1 F总 6600 6 330 6930 63N 2 4 3 设备的选择 根据零件高精度的要求 以及其多工位的要求 同时根据计算所得选定压 力机为开式双柱可倾压力机 因 F0 38195 795N 所以选定压力机为 J23 10 其压力机的主要规格 如下 型号 J23 10 公称压力 KN 100 滑块行程 mm 45 滑块行程次数 次 min 145 最大闭合高度 mm 200 最大装模高度 mm 145 连杆调节长度 mm 35 模柄孔尺寸 mm 30 x65 倾斜角 30 封闭高度调节量 mm 50 滑块中心到床身距离 mm 120 立柱间距离 mm 180 工作台板厚度 mm 50 工作台尺寸 mm 左右 360 工作台尺寸 mm 前后 240 工作台孔尺寸 mm 左右 180 工作台孔尺寸 mm 前后 90 工作台孔尺寸 mm 直径 130 3 5 压力中心计算 1 排样图如下 图 5 1 排样图 Fig5 1 Arrangement figure 2 材料搭边值 取其最小工艺搭边值 a 2mm a1 5mm 3 计算步距 S0 D a 7 5 1 8 5mm 4 决定定距方式 由于工位数较多 从节省材料考虑决定采用双侧刃定距 5 确定首件定位线 首件定位线是指条料端头在第一工位应处的位置线 在冲孔工位确定首件 位线 主要考虑条料送至落料工位时应有足够的搭边 在排样草图上容易做到 这一点 如上图 确定初始定位线是为了确定入端侧刃型孔的位置 显然 入 端侧刃型孔与冲中心孔 导正孔的中心线对齐 6 计算压力中心 为了保证压力机和模具平稳的工作 必须使冲模的压力中心一压力机滑块 中心线相重合 对于使用模柄的中小型模具就是要使其压力中心与模柄轴线相 重合 否则将使冲模和压力机滑块承受侧向力 引起凸 凹模间隙不均匀和导 向零件加速磨损 甚至还会引起压力机导轨的磨损 影响压力机精度 对与工 件外行尺寸大 形状复杂 多凸模的冲裁模和级进模 正确确定其压力中心就 显得更为重要 由于本次模具设计为级进模具 所以用解析法求出冲模压力中心 3 6 模具结构草图 结构草图如下 1 冲头 2 螺柱 3 上模板 4 上垫板 5 冲头固定板 6 橡皮 7 导套 8 卸料 板 9 导柱 4 10 凹模板 11 下垫板 12 下模板 13 螺柱 14 销子 15 凹模 镶块 4 16 浮沉销 17 凹模镶块 1 18 卸料螺柱 19 冲头 1 20 挡块 21 导正 钉 22 模柄 图 6 1 结构草图 Fig6 1 Structure sketches 图 6 2 装配图 Fig6 2 Assembly drawings 7 凹模的外形尺寸确定 1 如上排样图所示 从型孔边界画一矩形 lxb 初定为凹模有效面积 凹模有效面积矩形的对称中心应与压力中心重合 以便使模柄的中心线通过 压力中心 但压力中心对于矩形的宽度 b 处于对称位置 因此应将矩形的长度 增大为 l 使压力中心对于 l 处于对称位置 即压力中心到矩形左边的距离为 实际凹模有效面积矩形长度的一半 则修正后的凹模有效面积矩形长度 l 与宽 度 b 分别为 L 2x 3x17 78 0 5 107 68 108mm B 2x 1 5 7 99 8 4 2 46 98 47mm 2 估算凹模的外行尺寸 如上排样图所示 从凹模有效面积矩形 l xb 向四周扩大 30 40mm 即为 凹模外行尺寸 LxB 的尺寸范围 L 108 2x 30 50 mm 168 208mm B 21 6 2x 30 50 mm 80 120mm 选用标准凹模 得 LxB 216x108 厚度的选择 得 h 22 28mm 根据要求厚度选择如下 h 25mm 3 8 冲裁间隙的确定 根据零件的材料和厚度 3 确定零件的冲裁间隙 表 1 冲裁间隙 Tab 1 Cutting clearance 材料厚度 t黄铜 0 5 0 6 Z tZminZ tZmax 0 37 0 0149 0 018 9 毛坯尺寸 9 1 主要刃口尺寸计算 从排样图看 有冲孔 落料 如果按基本加工制度处理刃口尺寸 即冲孔 以凸模为基准件 落料以凹模为基准件 则凹模即作配作件又作基准件 不如 凹模只作配作件 可一次线切割加工出全部凹模型孔 容易保证所有冲裁间隙 都比较均匀 工件尺寸中全部无公差要求 按照 IT14 级公差计算 模具磨损预留量与工件制造精度有关 其值在 0 5 1 之间 根据工件制造 精度选取 工件精度 IT10 以上 x 1 工件精度 IT11 IT13 x 0 75 工件精度 IT14 x 0 5 对于简单的圆形 方形刃口 其制造偏差值可按照 IT6 IT7 级来选取 对 于复杂的刃口 制造偏差可按照工件对应部位公差值的 1 4 来选取 对于刃口 尺寸磨损后无变化的 制造公差值可取工件相对应部分的公差值的 1 8 并标识 正负对称公差值 由于本产品结构为简单的方形 所以凸凹模仁分别按照 IT6 级和 IT7 级加 工制造 凸凹模具采用配作加工方式加工 选择以凹模为设计基准 这样只需计算刃口尺寸 凹模型孔按要求的冲裁间隙配作 凸模刃口尺寸 共有 3 种类型 分别计算如下 第一类尺寸 磨损后增大的尺寸 z XAAj 25 0 max mmmmA 09 0 09 0 1 14 6 0 36 1 6 5 mmmmA 07 0 07 0 2 2 40 3 1 4 5 mmmmA 06 0 06 0 3 35 1 0 25 1 1 6 mmmmA 06 006 0 4 75 1 0 25 1 2 第二类尺寸 磨损后会减小的尺寸 0 25 0 min z XBBj 1 mmmmB 0 07 0 0 07 0 1 35 5 3 05 03 05 5 10 卸料装置的选用 卸料装置的功用是在一次冲裁结束之后 将条料或工序件与落料凸模或冲 孔凸模脱离 以便进行下一次冲裁 因本模具零件精度要求较高 同时为防止零件的变形 因此采用弹性卸料 而因零件精度高 在采用弹性卸料的同时要采用导柱导向 所以初步选用橡胶块和卸料板 选用橡胶块的计算如下 其材料厚度 t 为 0 3mm 经计算卸料力 Fx 为 330N 选用卸料橡胶块 其 计算过程如下 1 假设考虑模具结构 决定用 4 个厚壁筒形的聚氨脂弹性体 2 计算每个弹性体的预压力 Fy Fy 330N 4 85N 4 3 考虑橡胶块的工作压缩量较小 取预压缩率 y 10 得单位压力 Fq 1 1Mpa 4 按式计算弹性体的截面面积 A A Fy Fq 85 1 1 77 27mm 5 5 如果选用直径为 8mm 的卸料螺钉 选取弹性体穿卸料螺钉孔的直径 d 8 55mm 则弹性体的外径 D 可按下式求得 D d 4 A 6 则 D 4A d 1 2 4x77 27 8 5 1 2 13mm 验算外径 D Fy AxFq 4 13 8 5 x1 1 8354N 因此取 D 23mm 6 橡胶块高度的确定 H hg j y 0 3 1 35 10 30mm 所以经计算选取卸料橡胶块为 橡胶块的高度为 H 30mm 总计块数为 n 8 橡胶块的材料为 邵氏 70 80A 的聚氨脂橡胶 3 11 模具零件设计 11 1 工作凸 凹模设计 凸模设计的三原则 为了保证凸模能够正常工作 设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三 原则 1 精确定位 凸模安装到固定板上以后 在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向 的位移 否则将造成冲裁间隙不均匀 降低模具寿命 严重时可造成啃模 2 防止拔出 回程时 卸料力对凸模产生拉伸作用 凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔 出来 3 防止转动 对于工作段截面为圆形的凸模 当然不存在防转问题 可是对于一些截面 比较简单的凸模 为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易 常常将凸模 固定段简化为圆形 这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动 否则将啃 模 工作凸 凹模的设计包括冲导正孔凸模 中心孔凸模 冲槽凸模 落料凸模及 侧刃凸模 11 2 导正孔凸模的设计及加工 根据冲裁时凸模所受的力 为满足其需要 设计结构形式如下 图 11 1 凸模 Fig11 1 Protruding models 根据以前所取 各凸 凹模都以凸模为基准 凹模为配作件 则凸模的尺 寸计算如下 即 Bp bmin x 0 4 7 凸模根据其强度要求 选用 SKD11 而热处理后的硬度为 58 60HRC 凸模的安装与固定方法如下 因所设计的凸模为圆凸模 所以其固定方式为凸 模固定板上加工出台阶来固定 示图如下 图 11 2 安装与固定 Fig11 2 Installation and fixed 凸模与固定板的配合为过渡配合 凸模的装配方法为压入法 其特点为连接牢固可靠 对配合孔的精度要求 高 加工成本高 因以凹模为配作件 所以凹模以凸模为基准配作 保证单面 间隙为 0 014mm 0 018mm 其结构图如下 图 11 3 凹模与固定板 Fig11 3 Concave die and retaining plate 其加工方法采用钻 铰加工 精度高时精孔钻加工 凹模的固定采用销钉 螺钉紧固方法 凸模的加工方法 冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺 获得高硬度和高耐磨性 则 可采取以下加工方案 1 粗车 留磨削余量 热处理 磨削 2 粗车 热处理 精车 抛光 3 精车成行 热处理 抛光 综合各种实际因素 则采用方案为 1 凸模长度的确定 设计标准模具时 当选定了典型组合以后 凸模的长度就确定了 设计非 标准模具时 凸模的长度一般根据结构上的需要 并考虑磨损量和安全因素来 确定 因本模具采用的是标准模具 因此凸模的长度就可以通过公式来求 具 体计算如下 弹性卸料方式的凸模长度按下式计算 L h1 h4 h5 0 2 8 15 30 15 0 2 60mm 式中说明 h1 凸模固定板厚度 mm h2 弹压卸料板厚度 mm h5 预压状态下卸料橡皮厚度 mm h5 0 85 0 9 H H 为自由状态下橡胶的皮厚 公式中的 0 2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离 3 11 3 中心孔凸模设计 根据冲裁时凸模所受的力 为满足其需要 设计结构形式如下 图 11 4 凹模 Fig11 4 Concave die 根据以前所取 各凸 凹模都以凸模为基准 凹模为配作件 则凸模的尺 寸计算如下 即 Bp bmin x 0 4 凸模根据其强度要求 选用 Cr12MoV 而热处理后的硬度为 58 60HRC 凸模的安装与固定方法如下 因所设计的凸模为圆凸模 所以其固定方式为凸 模固定板上加工出台阶来固定 示图如下 图 11 5 凸模的安装与固定 Fig11 5 The punch installation and fixed 凸模与固定板的配合为过渡配合 凸模的装配方法为压入法 其特点为连接牢固可靠 对配合孔的精度要求 高 加工成本高 因以凹模为配作件 所以凹模以凸模为基准配作 保证单面 间隙为 0 014mm 0 018mm 其结构图如下 图 11 6 凸模与固定板 Fig11 6 Protruding models and retaining plate 其加工方法采用钻 铰加工 精度高时精孔钻加工 凹模的固定采用销钉 螺钉紧固方法 凸模的加工方法 冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺 获得高硬度和高耐磨性 则 可采取以下加工方案 1 粗车 留磨削余量 热处理 磨削 2 粗车 热处理 精车 抛光 3 精车成行 热处理 抛光 综合各种实际因素 则采用方案为 1 凸模长度的确定 设计标准模具时 当选定了典型组合以后 凸模的长度就确定了 设计非 标准模具时 凸模的长度一般根据结构上的需要 并考虑磨损量和安全因素来 确定 因本模具采用的是标准模具 因此凸模的长度就可以通过公式来求 具 体计算如下 弹性卸料方式的凸模长度按下式计算 L h1 h4 h5 0 2 15 12 15 0 2 41 8mm 式中说明 h1 凸模固定板厚度 mm h2 弹压卸料板厚度 mm h5 预压状态下卸料橡皮厚度 mm h5 0 85 0 9 H H 为自由状态下橡胶的皮厚 公式中的 0 2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离 11 4 冲槽凸模设计 根据其零件结构来设计 加工其冲槽凸模 因要将其冲断 则冲槽凸模要 多加工 1mm 其结构图如下 图 11 7 冲槽凸模 Fig11 7 Blunt trough the punch 根据以前所取 各凸 凹模都以凸模为基准 凹模为配作件 则凸模的尺 寸计算如下 即 Bp bmin x 0 4 而其零件的冲槽为 12 个 为其固定方便将其 设计成组合基体形式 其形状为圆柱形 用线切割机床加工出型孔 各槽形凸 模都以 H7 n6 的配合固联 组合基体外圆形直径取 25mm 用 H7 n6 的配合装 在凸模固定板上 组合基体上没有台阶作为垂直方向的固定 在线槽凸模外侧 用齐缝销钉与凸模固定板固定防止转动 线槽凸模的固定方法不宜采用铆接方 法 因经常拆卸 更换对组合基体会有损坏 其尺寸小又不能用螺钉固定 采 用圆环卡圈的方法固定 在基体上加工出槽 圆环卡圈切割成两半 用圆环卡 住后装入组合基体 如下图所示 图 11 8 凸模的固定 Fig11 8 Protruding models of fixed 本共位线槽型孔与组合基体用同一程序由线切割机床加工 配合间隙如下 表 表 2 配合间隙表 Tab 2 With the gap 序号模具冲裁间隙 z 卸料板与凸模间隙 mm 辅助小导柱与小导套间隙 mm 1 0 015 0 025 0 005 0 007约为 0 003 2 0 0025 0 05 0 007 0 015约为 0 006 3 0 05 0 10 0 015 0 025约为 0 01 4 0 10 0 15 0 025 0 035约为 0 02 与组合模对应的凹模设计为局部凹模 凹模自身台阶和齐缝销钉固定在凹 模板上 凹模板用销钉和螺钉与垫板和下模板的固定 凹模刃口以下的漏料部 分用扩大型孔的方法 采用点火花机床加工 凸模长度的确定 设计标准模具时 当选定了典型组合以后 凸模的长度就确定了 设计非 标准模具时 凸模的长度一般根据结构上的需要 并考虑磨损量和安全因素来 确定 因本模具采用的是标准模具 因此凸模的长度就可以通过公式来求 具 体计算如下 弹性卸料方式的凸模长度按下式计算 L h1 h4 h5 0 2 15 15 15 0 2 44 8mm 式中说明 h1 凸模固定板厚度 mm h2 弹压卸料板厚度 mm h5 预压状态下卸料橡皮厚度 mm h5 0 85 0 9 H H 为自由状态下橡胶的皮厚 公式中的 0 2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离 3 11 5 落料凸模设计 原落料设计时应以凹模为基准 而为使其加工统一 则改为以凸模为基准 同时根据落料时的受力情况设计结构如下图所示 图 11 9 落料凸模 Fig11 9 Blanking the punch 现以凸模为基准 凹模为配作件 则按式计算凸模尺寸 Bp amax x 4 Zmin 0 4 凸模根据其强度要求 选用 40Cr 或 45 钢 而热处理后的硬度为 56 60HRC 凸模的安装与固定方法如下 因所设计的凸模为圆凸模 所以其固 定方式为凸模固定板上加工出台阶来固定 示图如下 图 11 10 凸模的安装与固定 Fig11 10 The punch installation and fixed 凸模与固定板的配合为过渡配合 凸模的装配方法为压入法 其特点为连接牢固可靠 对配合孔的精度要求 高 加工成本高 因以凹模为配作件 所以凹模以凸模为基准配作 保证单面 间隙为 0 014mm 0 018mm 其结构图如下 图 11 11 凸模与固定板 Fig11 11 Protruding models and retaining plate 其加工方法采用钻 铰加工 精度高时精孔钻加工 凹模的固定采用销钉 螺钉紧固方法 凸模的加工方法 冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺 获得高硬度和高耐磨性 则 可采取以下加工方案 1 粗车 留磨削余量 热处理 磨削 2 粗车 热处理 精车 抛光 3 精车成行 热处理 抛光 综合各种实际因素 则采用方案为 1 凸模长度的确定 设计标准模具时 当选定了典型组合以后 凸模的长度就确定了 设计非 标准模具时 凸模的长度一般根据结构上的需要 并考虑磨损量和安全因素来 确定 因本模具采用的是标准模具 因此凸模的长度就可以通过公式来求 具 体计算如下 弹性卸料方式的凸模长度按下式计算 L h1 h4 h5 0 2 15 15 15 0 2 44 8mm 式中说明 h1 凸模固定板厚度 mm h2 弹压卸料板厚度 mm h5 预压状态下卸料橡皮厚度 mm h5 0 85 0 9 H H 为自由状态下橡胶的皮厚 公式中的 0 2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离 11 6 其它零件设计 11 6 1 各用途的螺钉 销钉的选用 根据模具的实际选用螺钉 销钉 其结构图如下 图 11 12 螺钉 销钉 Fig11 12 screws pin 螺钉的选用例表如下 表 3 螺钉 Tab 3 Screws 螺纹规格 dM8M10 螺距 p1 251 25 b 参考2226 min0 150 15 c max 0 60 6 da max9 211 2 dsmax 8 min 7 78max10 min 9 78 e min14 2017 59 k6 867 89 s12 5715 57 销钉的选用例表如下 圆柱销 表 4 销钉 Tab 4 Pin d 公称 6 8 10 a 0 80 1 0 1 2 c 1 2 1 6 2 0 L 公称 12 60 14 80 20 95 11 6 2 模柄的选用 结构图如下 图 11 13 模柄 Fig11 13 Mould handle 根据压力机选择模柄 3 表 5 浮动模柄 Tab 5 Floating mode handle 1234 dDD1H 凹球面模柄垫块锥面压圈螺钉 306510025 30 63 65 1 0 5 100 20 M8 25 11 6 3 模架的选用 各模架才名称 尺寸 凹模周界 260 170 20 上模座 260 170 25 下模座 260 170 20 导柱 25 100 导套 25 75 35 弹簧 2 37 79 压板 16 20 螺钉 M6 16 11 6 4 各模板的尺寸 凹模板 180 90 20 凹模垫板 180 90 15 卸料板 180 90 15 上模垫板 180 90 15 凸模固定板 180 90 15 卸料橡胶 H 30 所以依据上面所选的各标准的模架 则整个模架的尺寸都以选择了 因此 其它的尺寸根据各模架的尺寸来确定 11 6 5 侧刃的设计 因本模具的精度要求高 所以设计双侧刃定距 则侧刃的设计如下 设计侧刃时 第一个侧刃位置应有置在第一工位上 若侧刃孔离凹模孔的 距离太近 为照顾凹模强度 侧刃位置可成倍进距地位移 第二个侧刃 目的是使料尾能充分利用 但双侧用料的耗损更多 只有当 条料不长 不用第二侧刃则料尾所造成损耗更大时才宜采用 第二侧刃位置选 择 只需考虑凹模有适当的强度 没有严格要求 12 设备校核 模具结构和各零件都设计好后必须对模具进行必要的校核 其中的校核包 括凸模强度校核 压力机的校核等 因各尺寸都是计算出来的 所以压力机的校核以及其它一些的校核都不要 校核 因为它已经有足够的强度等 而必要校核的是凸模强度的校核 凸模强度的校核 一般凸模的强度是足够的 没有必要进行强度校核 只有当凸模特别细长 或凸模的截面尺寸相对于板厚很小时 才进行强度校核 凸模强度校核包括抗 压能力和抗纵向弯曲能力两个方面的内容 12 1 凸模抗压能力校核 凸模能正常工作 其最小截面承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应 力 F A 9 对于圆形凸模 F dt 代入上式可得 d 4t 4x0 2x350 500 0 56 式中说明 凸模最小截面的压应力 Mpa F 冲裁力 N A 凸模最小截面积 mm d 凸模最小直径 mm t 板料厚度 mm 板料抗剪强度 Mpa 凸模材料许用压应力 Mpa 如果凸模材料用一般工具钢 淬火硬度为 58 62HRC 可取 为 1000 1600Mpa 冲裁低碳钢板时 取 300Mpa 则按式可计算无导向冲裁时 凸模的最小直径应为 dmin 0 75 1 2 t 考虑到某些不稳定因素 一般可 以这样认为 当凸模直径接近板料厚度时 对凸模应采取特殊的保护措施 核对各凸模直径 导正孔凸模 d1 3mm 0 56mm 中心孔凸模 d2 4 5mm 0 56mm 落料凸模 d3 6 5mm 0 56mm 所以各凸模的强度经核算后其各凸模强度足够 3 12 2 凸模纵向抗弯曲能力校核 冲裁时凸模纵向抗弯曲能力可利用杆件受轴向压力的欧拉公式进行校核 因凸模有导向计算 Lmax 2x xExJ nxF 10 对圆凸模上式可简化为 Lmax 270 x d F 270 x15 98 38195 795 352 785 因各凸模尺寸为 d1 3 238mm d2 3mm d3 15 98mm 经验算各凸模的纵向弯曲能力校核以满足凸模的要求 3 12 3 核对模具开模行程 根据本模具所选用的模架 其开模行程为 45mm 而本模架采用滚动导柱导 向 所以在开模的同时要保持滚动导柱保持圈有三至四圈保持弹簧在滚动导柱 的导套里 根据标准模具上导套的尺寸为 32 120 48 保持圈的尺寸为 32 39 5 76 所以当模具回程时 其保持圈一直都有保持弹簧在滚动导柱导套里 所以 本模具的开模行程准确 13 结 论 现本模具的整体设计已经完成 如今回顾自己的设计过程 总结如下 本零件为连接接片冲片 从其零件图中尺寸的标注得知零件的精度要求高 而且零件的形状也较为复杂 因零件中每个冲槽的间距较小 则设计较为困难 因此整个模具的设计如下 因有多种方案 经分析采用连续模 其精度要 求高 则模具采用四导柱的滚动导向模架 同时模柄采用浮动模柄 在卸料方 面本模具采用弹性卸料装置 即为 卸料橡胶 卸料板 因精度要求高 则在卸 料板上加小导柱 以精确导向提高其精度 在工位排样方面为单排 五工位排 样 而在第一工位时要冲两个导正孔 为第二工位的冲槽做导向准备 在第二 工位设置两个导正销提高精度 以上就是整个模具的设计过程 在此次的设计过程中本人学到了不少的知 识 主要如下 知道冲裁模具的整体设计过程 同时对冲裁的模具结构 计