支架冲压模具设计

1、1 .引言12 .冲压的概念13 工艺分析及工艺方案的决定3(1) 工艺分析3(2) 工艺方案的确定44压力机的选用45、冲压模具零件加工工艺的编制7(1)凹模加工工艺过程7(2)凸模加工工艺过程7(3)冲孔凸模加工工艺过程7(4)卸料板加工工艺过程7(5) 凸模固定板加工工艺过程8(6) 上模座加工工艺过程8(7) 下模座加工工艺过程8(8) 导料板加工工艺过程116结束语117参考文献11支架冲压模具设计说明书摘要本课题借助绘图软件进行模具设计，设计内容涵盖了整个大学所的课程，是对大学三年学习的一个很好的检验，而且很多方面要靠在设计过程中的自学完成，既能拓展知识面又能锻炼自学能力。一套设计

2、合理的模具不仅可以生产出高质量的零件，既可以提高材料的利用率又方便操作者操作，大大提高了生产率，为公司创造更大的利益。关键词支架冲压模具压力机凹凸模1引言本课题借助绘图软件进行模具设计，设计内容涵盖了整个大学所的课程，是对大学三年学习的一个很好的检验，而且很多方面要靠在设计过程中的自学完成，既能拓展知识面又能锻炼自学能力。一套设计合理的模具不仅可以生产出高质量的零件，既可以提高材料的利用率又方便操作者操作，大大提高了生产率，为公司创造更大的利益。2冲压的概念冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工

3、方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。3工艺分析及工艺方案的确定3.1工艺分析由图1可知，零件形状较复杂，但其使用环境决定了其精度要求并不高。成形该零件需冲裁与弯曲工序完成。

4、冲裁工序成形零件的展开形状，弯曲工序最终成形零件。图i支架三维结构展开图从支架展开图可以看出外形轮廓较为复杂，总体不称,多处有圆角过渡。在图2的A处有窄槽，宽度仅为1mm,B处孔与外形边缘距离也为1mm。从冲裁工艺看，零件的冲压工艺性并不好，因此成形零件的难点在于冲裁其展开形状。由支架三维图可知，成形支架需要从几个不同的方向弯曲，但弯曲工艺性尚好，弯曲成形也较容易。图2支架3工艺方案的确定如仅从零件形状的复杂程度及尺寸精度要求考虑，成形零件可用多工位级进模或几副单工序模来完成。但通过对支架的生产批量、模具制造条件、可供选择的冲压设备以及考虑到经济性、安全性等诸多因素，最终决定生产支架用2副模具

5、完成。一副成形支架展开形状，一副弯曲成形。一般情况下，成形图2展开形状，有2种不同的工艺方案：方案一采用连续模，先冲零件上各孔，再对1mm宽的窄槽及异形孔各处分段切除废料，最后进行总体落料；方案二采用复合模一次冲裁成形。对于方案一,尽管可以加工由满足质量要求的零件,但由于工步的增加,使模具结构变得复杂,且制模难度及成本均相应增大。对于方案二,虽然复合模没有连续模的累积定位误差,模具外形尺寸也不大,但由于存在1mm的窄槽以及1mm的孔边距,使得在模具设计制造时必须考虑如何解决模具强度等问题，必然增加模具结构的复杂程度,且模具寿命也不高。因此采用方案一、二成形该支架均不合理。方案三采用连续模,先冲

6、零件上各孔,然后对零件外形分二次冲裁。不过此时对外形的二次冲裁不是分段切除废料,而是采用类似切舌的方法。切舌后，在上模回程时,将切舌部分顶回与原轮廓重合,然后再进行下一次冲裁。采用该方案有2种排样方法，如图3所示。图3所示2种排样方法,材料利用率基本相同,3(h)图3排样图从尽量选用条料宽，进距小，保证零件质量的角度考虑，选用图3(a)所示的排样方法。即：第一步冲零件上的7个孔及2个导正销孔；第二步对部分轮廓进行冲裁，但保留连接部分，冲裁后顶回与原轮廓重合；第三步冲裁剩余轮廓，仍保留连接部分，顶回后即可得到零件展开形状。4压力机的选用(1) .冲裁力根据零件图，用CAD可计算出冲一次零件内外周

7、边之和L=355.96mm值次冲裁除夕卜)，又因为r=255Mpa,t=4m碍K=1.3,贝肝艮据式3-18尸KLtT=1.3X355.96X4X255=471.99KN卸料力：查表3-22,取Kx=0.06,则Fx=&F=0.06X471.99=28.32KN推件力：由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度hn8mm为了修模时能保证模具仍具有足够的强度，所以直壁高度取h=8+6=14m也n=h/t=14/4=3.5,查表3-22,取Kt=0.09贝UFT=nKtF=3.5X0.09X471.99=148.68KN由于采用固定卸料和下出件方式，所以R=F+Ft=148.68+471

8、.99=620.67KN由式3-23应选取的压力机公称压力为：Rn(1.11.3)F=(1.11.3)X620.67=682.74KN因此可选压力机型号为JD21-80.压力中心根据排样，我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心，如图5-2所示先取原点在。处，则它的压力中心为A(48.76,-39.84),而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.4,-12).由式3-31得：X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(139.15X48.76+6

9、X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4/139.15+6+6+90.4+90.4+24=48.211Yo=(LiYi+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)/139.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88)具体如下图4-3所示:(3),计算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料较厚，模具间隙较小，模具的间隙由配作保证，工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,

10、(一般可取冲件公差的1/4),使制造容易，因此采用配作加工为宜.由落料尺寸得，凹模会变小，所以得下图4-4以凹模为基准，配作凸模.如图4-4刃口尺寸由冲孔尺寸得，凸模尺寸变小，所以有图4-4以凸模为基准，配作凹模,如图4-4刃口尺寸0-0.5图4-4刃口尺寸根据表3-9,由材料厚度可得Zmin=0.320mm,Zmax=0.400mm.如图4-22,由落料，凹模磨损后变大，有Ai=24，A2=90.4工.由表3-14,表3-15可得磨损系数Xi=0.75,X2=0.5所以:Adi=(Aimax-XA)涉=(24-0.75X0.43)产/4=23.68卅8Ad2=(A2max-XA)0/4=(9

11、0.4-0.5X0.5)0°5/4=90.1500.125由于Ai,Ad2为落料尺寸，故以凹模为基准，配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.320.400mm.(2) .由冲孔尺寸凸模磨损后变小有：bi=2.5oo.25,b2=5.500.3,b3=5.2°。,5b4=6.5o0.2,b5=6,b6=12,b7=2而b5,b7为自由尺寸，其公差为IT14,所以查表可得5=0.3,A7=0.25由表3-14,表3-16可得，磨损系数Xi=X=Xi=0.5,X3=X4=X7=0.75因圆弧R3与尺寸12相切，故bp6不需采用刃口尺寸公式计算，而直

12、接取bp6=2bp5.所以：bp1=(b1min+X1A1)%4=(2.5+0.5X0.25)is=2.6251063bp2=(b2min+X2A2)44=(5.5+0.5X0.3)£75=5.6500.075bp3=(b3min+X3A3)04=(5.2+0.75X0.15)038=5.313b038bp4=(b4min+X4A4)%4=(6.5+0.75X0.2)0.05=6.650.05bp5=(b5min+X5A5)%4=(6+0.5X0.3)0n.075=6.15嬴bp6=2bp5=12.3幻5bp7=(b7min+X7A7)4=(2+0.75X0.25)0.063=2.1

13、8800.063.凸，凹模磨损后不变的尺寸Cp1=21±0.52,Cp2=29.4,Cp3=12±0.25,Cp4=31.5±0.25.未注公差为IT14,所以29.4的公差为0.52,由表3-16得：Q)=(Cmin+0.5z)±A/8,所以：Cp1=(Cmin+0.5A)38=(21-0.52+0.5X1.04)±0.13=21±0.13Cp2=(Cmin+0.5A)-/8=(29.4-0.26+0.5X0.52)-0.065=29.4-0.065Cp3=(Cmin+0.5A)-/8=(12-0.25+0.5X0.5)-0.063

14、=12-0.063Cp4=(Cmin+0.5A)-/8=(31.5-0.25+0.5X0.5)-0.063=31.5-0.0635.1凹模加工工艺过程如表5-1所示表5-1凹模加工工艺过程工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成135mmX110mmX30mm2热处理退火3铳铳六面厚度留单边磨量0.20.3mm铳床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平曲磨床5钳工划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模，配作冲孔凹模达要求7铳铳漏料孔达要求铳床8钳工钻较6X小1000.015,钻攻4XM12钻床9热处理淬火，回火保证HRC606210平磨磨厚度及基面达到要求平曲磨床11线切割按

15、图切割各型孔，留0.0050.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达要求13检验5.2凸模加工工艺过程如表5-2-1,5-2-2,5-2-3所示表5-2-1落料凸模加工工艺过程工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成110mmX100mmX35mm2热处理退火3铳铳六面厚度留单边磨量0.20.3mm铳床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平间磨床5钳工划刃口轮廓尺寸及孔位置尺寸6钳工加工好凹模，配作落料凸模达要求7钳工钻力10.5,412.5钻钱力7.50t0.015,钻钱4900.015钻床8热处理淬火，回火，保证HRC60649钳工磨各配合面达要求10检验表5-2-2冲孔凸模加工工

16、艺过程10工序号工序名称工序内容设备1备料备料d12mmX105mm2热处理退火3车外圆车外圆达配合尺寸车床4车工作尺寸车工作尺寸达要求车床5倒角倒角达要求车床6钳工抛光达表面要求7热处理淬火，回火，保证HRC58628钳工磨平上下表面达要求9检验说明：凸模06.65O0.05,小5.313，038都按表5-2-2加工.表5-2-3冲孔凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料备料35mmX20mmX105mm2热处理退火3线切割按图切割外形，留0.0050.01单边研量线切割机床4铳铳工作尺寸留0.01铳床5钳工倒角达要求6钳工抛光达表面要求7热处理淬火，回火，保证HRC58628钳工

17、磨平上下表面达要求9检验11说明：余下三个冲孔凸模按表6-2-3同理加工6.3卸料板加工工艺过程如表5-3所示表5-3卸料板加工工艺过程工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成205mmX165mmX48mm2热处理退火3铳铳六面厚度留单边磨量0.20.3mm铳床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平间磨床5钳工划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓线6线切割按图切割各型孔，保证双面间隙0.5mm线切割机床7钳工钻较2X小1000.015,钻沉孔钻床8平磨磨厚度及基卸见光平曲磨床9钳工研光各型孔达要求10检验5.4凸模固定板加工工艺过程如表5-4所示表5-4凸模固定板加工工艺过程工序名称工序内

18、容设备1备料将毛坯锻成205mmX165mmX35mm2热处理退火3铳铳六面厚度留单边磨量0.20.3mm铳床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平间磨床5钳工划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓线6线切割按图切割各型孔，保证配合尺寸线切割机床7钳工钻钱2X01000.015,钻攻4XM12钻床8钳工怫接处倒角9平磨磨厚度及基卸见光平间磨床10钳工研光各型孔达要求11检验5.5上模座加工工艺过程如表5-5所示表5-5上模座加工工艺过程工序号工序名称工序内容121备料取标准上模座2热处理退火4平磨半磨上卜平闻达要求平曲磨床5钳工划螺孔，销孔位置划模柄孔轮廓线6线切割按图切割各型孔，保证配合尺寸线切割机床7钳工钻钱2X。I。”015，钻攻4XM12,配钻模柄防转孔钻床8一钳工研光各型孔达要求9检验5.6下模座加工工艺过程如表5-6所示表5-6下模座加工工艺过程工序名称工序内容设备1备料取标准上模座2热处理退火4平磨平磨上卜平面达要求平间磨床5钳工划螺孔，销孔位置划模柄孔轮廓线6线切割按图切割各型孔线切割机床7钳工钻较2X4100。.015,钻沉孑L钻床8钳工研光各型孔