冲压模具云母片设计

1、 设计项目 设计计算及过程计算结果二、引言三、工艺分析四、冲裁工艺方案的确定五、模具结构形式的确定六、工艺尺寸计算七、模具总体结构设计八、模具零件的加工九、模具的装配十、结束语十一、参考文献引言零冲压工艺规程是模具设计的依据,而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证,若冲压工艺有所改动,往往会造成模具的返工,甚至报废,冲裁同样的零件,通常可以采用几种不同方法,工艺过程设计的中心就是依据技术上先进,经济上合理,生产上高效,使用上安全可靠的原则,使用上安全可靠的原则,使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零

2、件图包括技术和经济两个方面：（1） 冲压加工方法的经济性分析 冲压加工方法是一种先进的工工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用，由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作 该零件可能会更有效果。（2） 冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度，在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求，良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，而且寿命长产品质量稳定，操作简单，方

3、便等。 不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何，其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削焊接或铆接等加工才能完成。工艺分析 图1 零件简图：如图1名称：云母片生产批量：大批量材料：A3钢材料厚度：0.8mm要求设计此零件的冲裁模该零件形状简单，是由圆弧和直线组成的，可通过落料一个工序就可以制成，属于典型的板料冲压件。冲裁工艺方案的确定根据零件的结构，在冲裁部分工艺方案可以有以下几种：该零件形状简单，是由圆弧构成的。此冲裁件的精度为IT14，将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较

4、，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用挡料销进行定位、弹性卸料装置、自然漏料方式的落料冲裁模进行加工。 所以，最终选择落料冲裁模。模具结构形式与模具材料的确定1、凸模凸模的结构形式和固定方法，凸模的固定方法很多 ，一般凸模固定时要注意下列问题：1）异行凸模要有防转动的措施；2）有导向装置的凸模，稳定性能好，可利用卸料板对凸模导向，但要注意它们的配合尺寸；3）快速装换凸模机构可靠性好。为了增加凸模的刚度和强度，凸模可做作成台阶式，用固定板固定，台阶处圆滑过渡，以避免应力集中，小端是工作部分，其尺寸和公差根据工件尺寸和

5、制造方法确定。中间台阶和凸模固定板过渡配合（H7/m6）。最大台阶是用台肩保证凸模在卸料时不被拉出。这种凸模一般用于d=830mm落料大件用的凸模时，采用窝孔定位，窝孔与模板或凸模为过渡配合，再用34个螺紧固。为了减少磨削加工面积，凸模外圆的非工作部分要车小，端面加工成凹坑形式。大圆凸模也可以采用镶拼式结构，镶块采用工具钢制造并进行热处理。同样，为了减少凸模的磨削面积，将其中心部分挖成空心。镶块镶嵌在凸模固定座上，中间用一个螺钉紧固，然后再将凸模固定座用螺钉和销钉紧固在模板上。凸模与固定孔的间隙大致.为0.30.5mm。为了减低冲裁力我们也可以选用斜刃冲裁。该模具的凸模为落料凸模，落料凸模形状

6、如图2所示，凸模做作成台阶式，用固定板固定，中间台阶和凸模固定板过渡配合（H7/m6）。2、凹模(1) 凹模的结构形式与固定方法 常见的凹模结构形式有整体式凹模和组合式凹模两种形式。整体式凹模结构其俯视外形按毛坯和工件形状可做成矩形或圆形，用螺钉和销钉直接固定在模板上。整体式凹模的特点是制作简单，工作部分与非工作部分做为一体，全由优质钢制造，使用时，若局部损坏就得整体更换。因此，整体式凹模只适用欲冲制中、小型工件。组合式凹模结构。凹模的工作部分与非工作部分是分开制成的，非工作部分可以用普通钢制造。凹模过渡配合压装在凹模套（或固定板）内，然后再用螺钉和销钉把凹模套紧固在 模板上。组合式凹模而已节

7、约贵重的模具材料，且当凹模损坏后易于维修更换。这种凹模适用于冲大、中型工件上的孔（2）凹模的孔口形式 凹模的孔口形式通常有几种。图中a、e为 直壁形，刃口强度高，刃磨后空口尺寸不变，制造方便。但是在孔口 内 易于积存工件或废料，增大了凹模的胀力、推件力和孔壁的磨损； 磨损后每次的修磨量大，模具的总寿命较低。此外，凹模磨损后孔口可能成倒锥，使冲成的工件或废料反跳到凹模表面上，造成操作困难。直壁形孔口 凹模适用于冲裁精度较高、厚度较大的工件。对于上顶出工件（或废料）的模具也采用此种孔口形式。a适用于圆形或矩形工件；e适用于形状复杂的工件。b、c、d的孔口为锥形，孔口内不易于积存工件或废料，孔壁所受

8、的胀力、摩擦力小，所以凹模的磨损及每次的饿刃磨量小。但刃口强度较低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形状简单，精度要求不高和较薄的冲裁件。c适用于较复杂的冲裁加件；d用于冲裁薄料和凹模厚度较薄的情况。 f为凸台式凹模，适用于冲裁软而薄的金属与非金属材料，这种材料一般不淬火或淬火强度不高（3538）HRC，可以用手锤敲打图2凸台斜面以调整模具间隙，直到试冲出满意的冲压件为止。 我们采用整体式凹模结构，落料凹模，节约贵重的模具材料，凹模刃口采用如图2a的刃口形式。3、模架上、下模板上不仅要安装冲模的全部零件，而且要承受和传递冲压力。因此，模板应具有足够的强度和刚度。如果刚度不足，工作时会产生

9、较大的弹性变形，导致模具零件迅速磨损或破坏使冲模寿命显著降低。上、下模板与导向装置的总体称为模架，而无导向装置的一套上、下模板称为模座。模具设计时，通常是按标准选用模架或模座。进行模板设计时，圆形模板的外径应比圆形凹模直径大3070mm。同样，矩形模板的长度应比凹模长度大4070mm而宽度取凹模宽度相同或稍大。另外，下模板的轮廓尺寸还应比压力机工作台漏料孔每边至少大4050mm。模板厚度可参照凹模厚度估算，通常为凹模厚度的l15倍。上、下模板的导柱、导套安装孔通常采用组合加工，以保征上、下模板孔距的一致。模板上、下平面之间吨有平行度要求。模板大多是铸铁或铸钢件，其结构应满足铸造工艺要求。另外，

10、大型模板上还直设置起重孔或起吊装置，便于模具起吊运输。导柱导套的布置方式常见的有后侧布置、中间两侧布置、对角布置和四角布置等几种。后侧布置时，导柱、导套受力不平衡，影响导向精度。但它三个方向敞开，送料操作方便容易实现机械化、自动化生产。对导向要求不太严格且冲压偏移力不大时广泛采用这种布置方式。中间两侧市置时，受力平衡，但只能一个方向送料，多用于弯曲模和拉深模。对角布置方式受力也较平衡，使用时可以两个方向送料，操作较为方便。采用四个导柱、导套四角布置的导向装置。受力最均匀，导向精度高，但结构复杂，仅用于大型冲模或对工件精度要求特别高的场合。采用中间两侧布置和对角布置时，两导柱(导套)的直径一般不

11、相等，以避免装错方向时损坏凸、凹模刃口。本模具选用导柱导套后侧布置的模架。工艺尺寸计算1、排样设计与计算采用单排，如图2所示。确定搭边值，查冲压工艺与模具设计表213,根据零件形状r2t的圆角取搭边值，工件间a1.2mm 侧面 =1.5mm ，查表2-14、 2-15得=0.4mm 图3确定进距、料宽及确定步骤 进距 取75.4mm条料宽度 =面积 材料利用率 =100% =58.9%2、计算冲压力 该模具采用弹性卸料和下出料方式, 1) 落料力查简明冷冲压手册 得A3钢=400Mpa3) 冲裁时的推件力查冲压工艺与模具设计表22得 查简明冷冲压手册 得：h=5mm 所以 n=h/t=5/0.

12、8=7 =87.5KN3、确定模具压力中心模具压力中心是指冲压时冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可按下述原则来确定： 对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和 等于诸力的 合力对

13、该轴的力矩。求出 O (x,y)，即为所求模具的压力中心。由以上说明可知：本零件的压力中心就是冲裁件的几何中心，即圆心。按上述原则计算： 由计算机分析得总体压力中心，压力中心在点画线的交点处，如上图所示；压力中心是在坐标的（16,25）处4、冲模刃口尺寸及公差的计算 1）加工方法的确定 模具制造有凸模和凹模分开加工和凸模和凹模配合加工两种方法，凸模和凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸，此种方法适用于圆形和简单的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互换性，便于模具成批制造，但需要较高的公差等级才能保证合理间隙，模具制造困难，加工成本高。所以此方法是与加工形状复杂或薄板制件的模具

14、。结合模具制造及工件的形状特点，落料部分选用凸模和凹模配合加工的方法： 落料部分：对于落料，采用凸模和凹模配合加工,查冲模课程设计指导书第100页，得: 冲裁件尺寸公差 1）凹模磨损后，尺寸、变大查冲压工艺与模具设计表2-11得: 2）凹模磨损后，尺寸变小查冲压工艺与模具设计表2-11 得: 3）凹模磨损后，尺寸不变该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值在0.06mm0.10mm。5、有关模具设计计算 （1）凹模外形尺寸的确定凹模厚度H的确定： mmp取总压力 c1.2H26.4mm 凹模宽度 工件宽36.5mm凹模长度工件长b=46mm根据尺寸可选取凹模=100

15、mm（2）凸模长度的确定凸模长度计算为：其中初定；固定板18mm 卸料板厚12mm 导料板厚=6mm 凸模修模量Y=18mm18+12+6+18=54mm（3）选用冲床的公称压力应大于计算出的总压力，最大闭合高度应大于冲模闭合高度5mm，工作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J2316开式双柱可倾压力机 其参数如下：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm连杆调节量：60mm工作台尺寸（前后左右）：300mm450mm垫板厚度40mm模柄尺寸（直径深度）30mm50mm最大倾斜角：30（4）选择上模座和下模座及模柄：根据选用的压力机，采用GB

16、2851.3-81后侧带导柱形式模架。根据最大轮廓=100mm选相近的规格标准模板， L=160mm，B=100mm，上模板为，下模板为 按GB2862.3-81选A3073压入式的模柄垫板：90mm82mm8mm凸模固定板：90mm82mm25mm卸料板：1587510mm（5）闭合高度：模具闭合高度应为上模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板和卸料板等厚度的总和，即35+8+25+22+10+22+40=162mm 所选压力机闭合高度，。满足 （7）导柱、导套： 选A型导柱，按GB2861.281选d=25mm，其中导柱长度有110180mm，模具闭合高度162mm选导柱长度=150mm

17、。 选A型导套，按GB2861.681选d25mm导套，其中长度有8095mm，选85mm。模具总体结构设计1、模具类形的选择 由冲压工艺分析可知，采用落料冲裁模冲压，工作时所产生零件直接由下模部分漏出，故操作方便，且安全。制件被嵌在落料凹模内，随着冲裁的不断进行，制件被不断推出，由下模出料，故模具周围清洁。 2、定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用挡料销和挡料螺栓进行定位。保证外形的相对位置的精度，消除由于送料而引起的误差。 3、卸料、出件方式的选择 根据模具冲裁的运动特点,考虑制件的厚度，卸料力不是很大，为了保证制件精度，故采用弹性卸料，利用模具的推力来推出工件，

18、即安全又可靠。 4、导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该级进模采用后侧导柱模架。模具零件的加工普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱导套作型腔，凸模相对位置控制基准时，则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时，必须先把零件的相关尺寸、材料

19、、使用刀具、加工参数确定下来，保证加工能顺利完成，同时，设计方面也要考虑到加工的难易程度，以减少加工的困难。在买回来的模板里，要确定模板的加工基准，哪些面是基准面，这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨，之后就是把加工基准定下来，当然事前必须准备好零件图，根据零件图来定位加工方案，如果要用到数控编程，就必须把加工原点定出来。定好加工方案后，就可以开始加工，先把工件装夹到虎口钳上，使用铜锤敲击以使工件被夹紧，然后打表，在打表时要非常小心，当表很靠近工件时，不能使用加速进给，否则很容易碰坏仪器，在校平行度时，最好先来回走几遍，观察大概偏向，然后要小心敲击工件，使其保持在很小的偏差范围就行了，把

20、两个基准方向的平行度定好后，就要用分中器确定原点坐标，在设置坐标时要将分中器的半径算进去，这样才能使主轴对应工件原点，x-y平面的坐标定下来后，就要把刀具装到铣床上，使用半径范围内的夹具把刀具夹紧，装上道具后就是确定z方向上的原点，一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工，如果是选用数控加工，必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致，否则加工位置就会错误，同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程，防止出事故。如果程序没错，就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速，钻孔要比铣槽的转速慢，进给速度要根据观察来手动调试，加工时要时刻观察走刀情况，同时适当加冷却液及扫除铁屑，若发生事故，必须

21、马上停止。当程序完成后，刀具就会回原点，继续做下一工序。模具的装配根据简单模的特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修.具体过程如下:1、 上模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙.把已装配好的凸模及凹模与上模座,并在次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝.2、下模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸凹模放在下模座上,再装入凸凹模固定板并调整间隙,以免发生干涉及工件损坏.接着依次按顺序装入销钉,活动挡料销,弹顶橡胶块及卸料板,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉,再拧入紧固螺钉,并再次检查调整.将经调整后的上下模按导柱,导套配合进行组装,检查间隙及其它装配合理后装机进行