垫板的冲裁模具设计论文

1 垫板的冲裁模具设计 （一）冲裁件工艺分析 如图 1 所示零件：垫板 生产批量：中批量 材料： 08F t=2计该零件的冲裁模具 1. 材料： 08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。 2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将所有 90清角改为 圆角。 ：查冷冲压技术表 3导向凸模冲孔的 最小尺寸； d= =于 4. 尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺 寸，可按 级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 0 、 0 、 0 、 0 结论：可以冲裁。 图 1 零件图 2 （ 二） 确定工艺方案及模具结构形式 该工件包括落料一个个基本工序， 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较厚（ 2特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。 （三）模具总体设计 1. 模具类型的选择 模具类型分为三种分别是：单工序模、复合模和级进模。 单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模切口模等。 复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或两到以上不同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特征是有一个或几个具有双重作用的工作零件 凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。 由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压，所以模具类型为复合模。 2. 定位方式的选择 定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装 置、导正销、侧刃等，用于对工序进行定位的定位零件有定位销、定位板等。 定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。 因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测定。 3 卸料出件方式的选择 卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工 3 作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模 上卸下来称为卸料。 卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置弹性卸料装置和废料切刀三种。固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把准过载上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称 为顶件装置。 综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为 对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料，又因为是复合模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 4 导向方式的选择 在冲压过程中，导向结构一般情况下直接与模架联系在一起，该模具采用后侧导柱的导向方式，提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，故该复合模采用后侧导柱的导向方式。 （ 四 ） 模具设计计算 1排样 计算条料宽度及确定步距 首先查冷冲压技术表确定搭边值 。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值 b=2, 侧边按圆形取搭边值 a=2。 连续模进料步距为 42 条料宽度按相应的公式计算： B=(D+2a )- 4 查条料宽度公差表 = B=（ 70+2 2). 利用率计算 一个进距内的材料利用率为 =A/ 100% 式 中 A 一个进距内冲裁件的实际面积（ 2； B 条料宽度（ ； s 进距（冲裁时条料在模具上每次送进的距离，其值为两个对应冲裁件间对应点的距离， ； 画出排样图 图 2 排样图 5 故 = (70)*40+2*100%= 值越大，材料利用率就越高。 3计算总冲压力 取 k= t=2=70*2+40*2+6=裁力： F= 查冷冲压技术表 2300 =2 300=料力： = 查冲压模具及设备表 4K =件力： 查冲压模具及设备表 4K =6 =压卸料逆出件时的总冲压力总、 总、F=F+ 204力机吨位选择： 冲裁时，压力机吨位必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。 当采用弹压卸料装置和下出件的模具时， 总、F=F+ 当采用弹压卸料装置和上出件的模具时， 总、F=F+ 当采用刚性卸料装置和下出件的模具时， 总、F=F+ 4确定压力中心 因为本次所设计加工的零件为对称矩形件 ,其加工方式为冲孔落料 一步完成 ,且精度为 ,为了模具设计和模具制造方便 ,压力中心就设计与制件中心即 :凹模板中心 根据图 3 分析，因为工件图形是简单对称的冲件，落料时 F 的压力中心在 ，故其压力中心即位位于冲件轮廓图形的几何中心。 图 3 7 模刃口尺寸及公差的计算 落料凹、凸模尺寸，按配合加工，只计算凹模尺寸。外形尺寸都属于尺寸变大的情况： 凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配作，保证双边间隙： 为了保证 尺寸为 16 的轮廓线相切， 的凹模尺寸，取 16 的凹模尺寸的一半，公差也 取一半。 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制， 保证双面间隙为 表 2初始双面间隙 料厚度t/8、 10、 35 09345 40、 50 658600 80 600 120 500 20 180 刃口尺寸计算过程： 查表 2 得 表 3 磨损系数 材料厚度t/圆形冲件 圆形冲件 1 件 公差 / 2 4 表 3 得 x= 9 设落料件外形尺寸为0D，根据刃口尺寸计算原则，可得 落料时： d00m i n)( =（ 0 式中dD、落料凹、凸模刃口尺寸（ 落料件的最大极限尺寸（ 冲件的制造公差（ 冲件为自由尺寸，可按 最小合理间隙（ x 磨损系数， 与冲件精度有关，可查表 4 冲件精度为 x=1； 冲件精度为 x=冲件精度为 x= 当 时 , 5.0x 当 时 , 75.0x 40m a x )( j 代入数据计算得： )0 )5 4 54 )0 )6 ) 10 表 4 冲模刃口尺寸 6. 确定各主要零件结构尺寸 （ 1）凹模外形尺寸的确定 凹模厚度 H 的确定： 根据经验公式得： H=3 *总压力 =204000N H= 3 204000*27模长度 L 的确定； c=2； 工件长 b=70 L=b+20+2*32=134模宽度 B 的确定； B= 步距 +工件宽 +2：步距 =42；工件 =40； 0 2+40+2*40 =162据上述数据查模具设计与制造简明手册表 1用标准凹模板200*160*28 （ 2）凸模长度 凸模长度计算为： L1=h1+h2+ 其中 导料板厚 ；卸料板厚 2；凸模固定板厚 8; 凸模修磨量 Y=18冲裁性质 工作尺寸 计算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 8 磨损后变大的 公式； x） + 从冷冲压技术中公式得 模尺寸按实际尺寸配置，保证 双 边 间 隙 11 则 +12+18+18=56m 选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力总、F=204大闭合高度应大于冲模闭合高度 +5作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按 上述要求，查模具设计与制造简明手册表 1，可选用 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。其基本参数如下： 公称压力 / 250块行程 / 80 滑块行程次数 /（次 / 100 次 /大封闭高度 / 250 封闭高度调节量 / 70 滑块中心线至床身距离 / 190 立柱距离 / 260 工作尺寸 / 前后 300 左右 560 工作台孔尺寸 / 前后 130 左右 260 直径 180 工作台板厚度 / 厚度 70 模柄孔尺寸 / 直径 50 深度 70 可倾角（可倾式工作台压力机） /( ) 30 (3) 设计并绘制总图、选取标准件 模板 卸料板 导料板 垫板 导柱 导套 模架 模柄都是从模具设计与制造简明手册有的是把标准件买回来加工，螺钉 销 在机械制图中选用标准件 ， 模架选用标准中间导柱模架 标准是 根据 模具技术标准应用 12 参数如下： 周界是 200*160 最大闭合高度 190 最小闭合高度 160 上模座厚度 35 下模座厚度 40 模具的闭合高度校核： 40+35+28+56+10=170 该模 具符合要求 ,按已确定的模具形式及参数绘制模具总装图。 错误 !未找到引用源。 图 4 总装配图 技术要求 1 采用标准模架后侧导柱模架，标准是 冲模零件不 允许有裂痕，工作表面不允许有划痕，机械损伤，锈蚀等表 面缺陷， 3 冲模凹模工作孔不允许有 倒锥度 4 冲裁的凸凹模刃口及侧刃等必须锋利不允许有崩刃和机械损伤， 5 零件图上未标明的倒角尺寸，除刃口外所有的锐边都倒角 1或道圆角。 表 5 零件明细表 13 （五） 绘制非标准零件图 14 图 5 落料凹模零件图 图 6 固定板 15 图 7 卸料板 (六 ) 模具主要零件加工工艺规程的编制 总装工艺 1 备料 2 将模柄装入 9 上模座后磨平，然后用手枪钻直径 6齐缝销孔配铰大 入 12 销 3 将 13 导正销装入 14 落料凸模中，把再把落料凸模组和 7 冲孔凸模装入到6 凸模固定板中然后铆紧磨平 4 用等高块把 9 上模座支起，将 8 垫板， 6 固定板，调整后 用 4 螺钉固定，配铰直径 8孔，大入 10 销 5 把 9 上模座放下到一定高度，保证模架的 移动平稳，灵活，无泻止现象，让凸模刃口在凹模刃口下，调整间隙，保证图纸设计要求，用螺钉紧固， 15 卸料板， 16 导料板， 19 始冲档料销及 17 凹模。再用 3 螺钉紧固 17 凹模和 1 下模座然后配饺销孔大入销， 16 6 试模 7 调整到合格 8 入库 垫板的加工工艺 1 备料（外购标准模块 160 2 按图纸要求画线， 3 在钻洗床上加工 4 检验 5 入库 凸模固定板的加工工艺 1 备料（外购标准模块 160 2 按图纸要求画线， 3 在钻洗床上加工四个凸模孔和两个销孔四个螺钉通孔 4 攻 4*纹孔 5 在电火花满走丝上加工落料凸模孔 6 检验 7 入库 落料凸模的加工工艺 1 备料 2 锻造成 62*35*60 的模块 3 在刨床上先刨一平面 4 以该面为基准按图纸要求画线 5 在数控铣床上铣出图纸上的外形 6 在钻铣床上钻出导正销的孔 7 按图纸要求做热处理 8 检验 9 入库 导正销的加工工艺 1 备料 17 2 锻造成直径 8*60 的胚料 3 在数控车床上加工零件按图纸要求 4 按图纸要求热处理 5 检验 6 入库 冲孔凸模的加工工艺 1 备料 2 锻造成直径为 14*60 的胚料 3 在数控车床上加工零件按图纸要求 4 按图纸要求热处理 5 检验 6 入库 卸料板加工工艺 1 备料（外购标准模块 100 2 按图纸要求画线， 3 在钻洗床上加工四螺钉通孔和两个销孔及四个通过凸模的孔 4 在铣床上加工剩余的部分 5 检验 6 入库 凹模加工工艺 1 备料（外购标准模块 160 2 按图纸要求画线， 3 在钻洗床上加工两销孔和四螺纹孔 4 攻丝 5 用点火花加工工作刃口 6 按图纸要求做热处理 7 检验 8 入库 导料板加工工艺 18 1 备料（外购标准模块 120 标准模块上切割成两块 120*35*8 2 按图纸要求画线， 3 在刨床上把不平整的边刨床平及始冲挡料销的槽，在插床上加工始冲挡料销的剩余部分 4 在钻铣床上加工两销孔和四个螺纹通孔 5 攻螺纹丝 4* 检验 7 入库 始冲挡料销的加工工