内方外方冲压模设计

目录 1. 冲压的工艺分析2. 冲压工艺方案的确定3. 排样4. 计算冲压力5. 确定压力中心6. 计算凸凹模刃口尺寸7. 凸凹模结构设计8. 模具总体设计及主要零部件设计9. 冲压设备的选择10. 模具生产中的常见缺陷分析 序言 本设计有的地方可能有误差，真正的模具还要在生产实际中实验过再加修正，完善。冲压按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坏的条件下发成塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多重工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切拉深、膨胀、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面过节，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 模具的精确度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具（供小批量生产）、复合模、多工位级进模（供大量生产），以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作两和缩短准备时间，能使适用于打批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心、配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。任务描述工件名称：冲孔落料件生产批量：大批量材料：2A04材料厚度：1mm 1. 冲压件的工艺分析 由工件简图可知，该工件只涉及落料，冲孔2道工序，对于所冲小孔3.2，按表2.1查得，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径为d0.8t，t=1，因而孔符合尺寸工艺要求。 对于孔心距（180.1）mm，按表2.4查得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为0.1mm，因而符合尺寸精度工艺要求。 对于孔心距（360.1）mm，按表2.4查得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为0.1mm，因而符合尺寸精度工艺要求。对于孔心距（550.1）mm，按表2.4查得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为0.15mm，不符合尺寸精度工艺要求。因而须用较高精度的模具，可达到两孔中心距公差为0.05. 最小孔边距:C1.5t=1.5mm,t=1mm.而零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。根据以上分析，可采用多孔冲裁模进行加工。2. 冲压工艺方案的确定 该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。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，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.排样采用直排有废料排样方式，如图计算冲裁件的表面积A=7041-8-（9+196+2541）-(88-4)=1443mm按表2.8查得最小搭边值：=2mm，=1.5mm条料宽度b=70+22=74mm进距：h=41mm+1.5mm=42.5mm一个进距的材料利用率464. 计算冲压力 该模具采用弹性卸料和上出料方式为了降低冲裁力，提高模具寿命，将多凸模做阶梯形布置，冲小孔3.2的凸模做的短些，冲中间槽的凸模做的长些，其高度差为H=t=1mm。（1） .冲裁力 查表2.12得=500MPa 小孔层: FLt=83.2mm1mm500MPa=12.810N 中间槽: L=(47-32）2+（25-32）+43=132mm F=Lt=132mm1mm500MPa=6610 冲裁外轮廓:L=(70-42)2+(41-42)2+441=206mm F=Lt=206mm1mm500MPa=10.310N 所以FF+ F +F181.810N （2）.卸料力 查表2.10得0.050.05181.810N=6.7310N (3).顶件力F=K顶F，查表2.10得=0.05F顶=0.05181.810N=36.3610N选择冲床时的总冲压力：5. 确定模具压力中心。 由于零件为几何对称图形，故压力中心即为其几何中心O点。6. 计算凸、凹模刃口尺寸查表2.17得磨损系数=0.5件图中未注公差的尺寸，按IT14查表7.18，其极限偏差为：mm，mm，25，47，3.2mm，R4mm，R3mm,580.435mm.。由于工件为薄材料，且形状较复杂，故采用凸、凹模配合加工的方法，将零件图中各尺寸进行分类。A类尺寸：mm，mm，3.2，R4，R3B类尺寸:无 C类尺寸:180.1,360.1,550.1,580.435 落料:凹模刃口尺寸计算如下： mm mmmm凸模刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.130.16mm冲孔:凸模刃口尺寸计算如下 孔心距: 7. 凸模和凹模的结构设计凹模的外形尺寸：凹模采用整体凹模，参考式（2.39）和式（2.40），并根据模具结构，取凹模厚度H=Kb=0.3570=24.5取H=25mm，凹模壁厚C=2H=224.5=49取C=50mm，凹模宽度B=b+2c=70+249=168mm取B=170，凹模长度（送料方向）L取140mm，故凹模的轮廓尺寸为14017025mm 凹模的零件简图如图 凸模3.35比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸与自由长度是否满足长度要求，即 取=1400MPa，则mm=1.71mm。 最小凸模直径3.35mm1.71mm，故满足强度要求。按式,取E=2.210MPa10mm可见，允许的凸模最大自由长度10mm满足不了模具的结构尺寸要求，故利用卸料板对凸模加以保护。按式=20mm所以卸料板厚度大于20mm，即可满足其弯曲强度要求。凸模零件简图如下图所示。8. 模具总体设计及主要零部件设计条料的送进，有两个导料销控制其方向，由固定档料销控制其进距。卸料采用了弹性卸料装置，将条料从凸模上卸下，同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件，通过调整螺母压缩橡胶，可调整顶出力。由于该弹性顶出装置在冲裁时能压住工件，并及时地将工件从凹模内顶出，因此可使冲出的工件表面平整，适用于厚度较薄的中、小工件的冲裁。卸料橡胶的计算:橡胶的自由高度为H自由=（3.54）h工作其中h工作=t+1mm加修磨量=1+1+5=7故H自由=24.528，橡胶的装配高度H2=（0.850.9）24，选用4块性能，各方面尺寸基本一样的橡胶，这样不会造成受力不均匀，运动产生斜歪，影响模具的正常工作。卸料板的设计: ：L/mmB/mmH/mm=14014025mm卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，内螺纹孔径为8mm。模架选用后，侧导柱标准模架：上模座：L/mmB/mmH/mm=20020045 GB2855.5-81 HT200下模座：L/mmB/mmH/mm=20020050 GB2855.6-81 HT200导 柱：d/mmL/mm=28100 导 套：d/mmL/mmD/mm=286040 模架的闭合高度：170210mm垫板厚度：10mm凸模固定板厚度：15mm卸料板厚度：25mm模具的闭合高度：9.冲压设备的选择（标准参见表7.10）选用开式双柱可倾压力机J23-16公称压力：160kN滑块行程：55mm最大闭合高度：220mm闭合高度调节量：45mm滑块中心线至床身距离：160mm工作台尺寸：300mm450mm垫板厚度：40mm模柄尺寸：40mm 60mm10. 模具生产中的常见缺陷分析冲裁模装配完成后，要在生产条件下试模，经试模合格后即可正式生产。一下简单介绍试模和生产中的常见缺陷。生产原因及调整方法。1.冲裁件的形状和尺寸不正确（1）产生原因： 凸模与凹模的刃口形状尺寸不正确，或刃口被啃坏。 送料位置不正确。如前后方向没有送到位，或由于调料宽度过窄而发生左右移动，使工件的外形发生了变化，并且其内孔尺寸与外形尺寸发生相对位移。 在剪切与冲孔模中，由于未安装压料板将条料压平，而使工件受力引起弹性跳起，造成工件尺寸变形。（2）调整方法： 检查凸模与凹模的工作尺寸，是否符合图纸的要求，是否发生刃口磨损。如凸凹模的尺寸与图纸不符，可以进行修配或更换新的；如刃口磨损，可进行修补，不能修补要更换新的重新装模，调整好冲模间隙。 在冲压过程中，一定要把条料送到位。在连续模中，条料的宽度必须严格控制，因为这对冲裁质量有直接的影响。 安装压料装置。2.凸凹模的刃口相碰（1）产生原因： 上模座、下模座、固定板、凹模、垫板等零件的安装面不平行，或上下模板表面与压力机得工作台面不平行。 长期受冲压振动，模具紧固零件（如销钉、螺钉等）松动，或凸模固定板