手柄冲裁模具

1、手柄冲裁模具摘要：冲模广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳定，能加工，多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文作者从工艺的合理性出发，分析了手柄的结构，精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了手柄最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行尺寸；排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模

2、 具的外形，完成装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参 关键词： 冲孔 落料 手柄工件名称：手柄工件简图：如图1所示。生产批量：中批量材料：Q235-S钢材料厚度1.2一、 冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。，工件结构相对简单，有一个8mm的孔和5个5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3.5mm（大端4个5mm的孔与8mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、 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

3、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，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件 的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3.5mm接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm，模具强度较差，制造给度大，并且冲硬度后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案 的分析比较，该冲压生产采用方案三为佳三、主要设计计算（一）、排样方式

4、的确定及其计算设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排材料利用率低，用直对排，如图所示的排方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料，。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2.5 mm和3.5mm，条料宽度为135mm，步距为53mm ，一个步距的材料利用率为78%（计算见表1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。（二）、冲压力的计算该模

5、具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。冲硬度力的相关计算见表1根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。项目分类项目公式结果备注排样冲裁面积A查表252得，最小搭边值a=3.5采用无侧压装置，条料与导料板间间隙Cmin=1。条料宽度B步距S一个步距的材料利用率冲压力冲裁力FL=370mm=300MPa卸料力Fx查表KX=0.04推件力Ftn=h/t=8/12=7冲压工艺总力Fz弹性卸料，下出件表1（三）、压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图826所示。在图中将XOY坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L6共和制组基本线段，用解析法求得该模具的

6、压力中心C点的坐标（13.57，11.64）。有关计算如表822所示。由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小。为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄 孔投影面积范围内，满足要求。表2条料及冲压力的相关计算基本要素长度L/mm d各基本要素压力中心的坐标值XYL1=25.132-52.59226.5L2=95.34038.5L3=95.34014.5L4=50.26557.85626.5L5=15.708-47.5-26.5L6=87.96547.5-26.5合计369.7513.5711.64(五)、卸料橡胶

7、的设计卸料橡胶的设计计算见表824。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工 作。（四）、工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸法之前，首先要考虑工作零件的加工方法用模具装配方法。结合模具的特点，工作零件的开头相对较简单，适宜采用结切割机麻雀发别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表823所示。四、模具总体设计（一）、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（二）、定位方式的选择因为该模具采用的是

8、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，导销定距。面第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料R16R16-0.43RA=(Rmax-X)RT=( RA- Zmin/2)RA=15.79+0.027查表2.3.3得冲裁双面间隙Zmax=0.18, Zmin=0.126；磨损系数X=0.5,按IT8级制造。RT=15.72-0.027R8R8-0.36RA=7.82+0.022RT=7.76-0.022冲孔550.3dT=(dmax+X)dA=( dT+Zmin/2)dT=5.15-0.018d

9、A=5.21+0.018880.36dT=8.18-0.022dA=8.24+0.022孔心距9595±0.44LA=L±/8LA=95±0.01188±0.26LA=20±0.065表3（三）、卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.2，相对较薄,卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（四）、导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。（五）、主要零部件设计1、工作零件的结构设计（1）、落料凸模结合实工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，

10、采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L可按公式计算： L=20+14+1.2+28.8=64具体结构可参见图3所示。（2）、冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲5个5的圆形凸模可选用标准件B型式（尺寸为5.15×64）。冲8孔的凸模结构如图3（b）所示。（3）、凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用结切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸按公式计算：凹模厚度H=kb=0.2×12

11、7=25.4(k=0.2)凹模壁厚C=(1.52)H=3850.8取凹模厚度H=30,凹模壁厚c=45,凹模宽度B=b+2c=(127+2×45) =217凹模长度L取195（送料方向）凹模轮廓尺寸为195×217×30结构如图3（c）所示。2、定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，分分别借用工件上5和5两个孔作导正孔。8导正孔的导正销的结构如图4所示。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面1，所以导正销直线部分的长度为1.8。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/H6配合。起粗定距的活动挡

12、料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为8×16。3、导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和肖钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。4、卸料部件的设计（1）、卸料的周界尺寸与凹的周尺寸相同厚度为14。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。（2）、卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺休，公称直径为12，螺纹部分为M10×10。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺休拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1，有误差时通过休与卸料

13、板之间安装垫片来调整。5、模架及其它零部件设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱d/×L/分别为28×160，32×160；导套d/×L/×D/分别为28×115×42，32×115×45。上模座厚度H上模取45，上模垫板厚度H垫取10，固定板厚度H固取20，下模座厚度H下模取50，那么，该模具的闭合高度：H闭=H上模+H垫+L+H下模-h2=(45+10+64+30+50-2) =197式中L凸模长度，L

14、=64；H凹模长度，H=30；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2。可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220），可以使用。（六）、模具总装图通过以上设计，可得到如图4所示的模具 总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（7个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销12作为粗定距，在落料凸模上安装两个安装两个导正销，利用条料上5和8孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动

15、挡料销12上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2而完成精确定距。用这种方法定距，业度可达到0.02。（七）、冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：250KN滑块行程：65最大闭全高度：270最大装模高度：220工作台尺寸（前后×左右）：370×560垫板尺寸（厚度×孔径）：50×200模柄孔尺寸：40×60最大倾斜角度：30°（八）、模具零件加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在工作零件、固定板以信卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。（九）、模具的装配根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。具体装配见图4所示。结束语：在现在生产中，模具广泛用于各个行业，模具生产水平已成衡量一个国家制造水平高低的重要标志，