2022年“盖板”的模具图形及加工制造

1、目录摘要 . 前言 . 1 冲压工件的工艺分析 . 2 冲裁工艺方案的确定 . 3 主要设计运算 . 错误！未定义书签；3.1 排样方案的确定及运算 . 错误！未定义书签；错误！未定义书签；3.2 冲压力的运算 . 3.3 工作零件刃口尺寸运算 . 错误！未定义书签；4 冲压设备的挑选 . 错误！未定义书签；5 模具主要零件及结构设计 . 5.1 卸料零件的运算 . 5.2 凸、凹模结构设计 . 6 模具总装图 . 7 模具材料的选用及其他零部件的设计. 7.1 模具材料的挑选 . 7.2 定位方式的挑选 . 7.3 模具材料的选用 . 7.4 模具帮助零件的材料选用及热处理 . 117.5

2、模具的装配 . 7.6 冲裁模具的试冲 . 终止语 . 错误！未定义书签；致谢 . 错误！未定义书签；参考文献 . 错误！未定义书签；摘要本次模具设计是 “ 盖板”的模具图形及加工制造的过程,其设计思路是依据多个模具加工事例生产事例总结出来；设计内容是从零件的工艺分析开头的,根据工艺要求来确定设计的大体思路；其开头是从零件的材料挑选；通过对零件的熟悉可知,该零件所用的材料是Q235-A,生产批量为大批量生产,再经过方案比较, 故挑选复合冲裁作为该副模具工艺生产方案即比较加工又便于经济； 经过运算分析完成该模具的主要设计运算；选出符合该模具的定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸

3、、凹模的设计,挑选模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着依据模具的装配原就, 完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发觉模具设计和制造的不足,并找出缘由赐予订正,并对模具进行适当的调整和修理；其中模具结构设计是这次设计的主要内容,的重要零部件的设计加工方法和加工留意要点；作,使其通俗易懂加工便利；关键词 ：冲压、弯板、弯曲1 其内容包含了模具、 一系列模具 这样更有利于加工人员的一线操前言 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备；在汽车、电视、外表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中,60%80%的零件都要依靠模具成型,并且随着近年来这些行业的快速进展,对模具的要求越来越迫切, 精

4、度的要求越来越高,结构要求也越来越复杂；用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂、高一样性、 高生产效率和低消耗, 是其他加工制造方法所不能比拟的；模具生产技术的高低,已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志；目前,国内外模具工业进展很快, 其产值已超过机床工业的产值；我国模具工业作为一个独立的、 新型的工业, 正处于飞速反展阶段, 已成为国民经济的基础工业之一,其进展前景非常宽阔；据猜测,将来我国将成为世界的制造中心,更加给模具工业带来前所未有的进展机遇和空间；2 1 冲压工件的工艺分析 工件名称：盖板 生产批量：大批量 材料： Q235-A,厚度 t=3mm （详情见零件图）冲压件的工艺

5、性是指冲压件对冲压工艺的适应性；在一般情形下, 对冲压件工艺性影响最大的几何外形尺寸和精度要求；良好的冲压工艺性应能满意材料较 省、工序较少、模具加工较简洁、寿命较高、操作便利及产品质量稳固等要求；该工件外形简洁,零件外形尺寸较小,精度要求不高,有利于零件的加工,考虑到零件大批量的生产；为保证的经济安全生产,采纳以下工艺方案；零件绽开料通过单工序简洁模利用条料手工艺完成,弯曲通过弯曲模来完 成,从而保证加工的安全性；3 2 冲裁工艺方案的确定一般对于这样的工件,通常采纳落料,冲孔,再弯曲的加工方法；由于该工 件的生产批量较大, 假如把三道工序放在一起, 可以大大提高工作效率, 并减轻 工作量、

6、节省能源、 降低成本, 而且可以防止原有的加工方法中须将手伸入模具 的问题,对爱护操作者安全也很有利；将三道工序复合在一起, 可以有以下的两种不同工艺方案：先落料然后进行弯曲；采纳方案加工工件,不易保证长度尺寸 42 0 0 . 15 mm 的精度,降低模具寿命；经分析,使用方案较好；对于弯曲的回弹,可以用减小间隙的方法来避 免或减小回弹；该冲压工件的外形为简洁且对称, 弯曲部分有 R=1.5mm的圆角过渡尺寸精度要求不高,材料为Q-235A 钢其冲压性能好,孔与外缘的壁厚较大,依据表2.1知复合摸的凸凹模壁厚部分具有足够的强度；表 2.1 料厚 t 0.4 0.5 25 0.6 0.7 28

7、 0.8 0.9 32 1.0 1.2 1.5 1.75 最小1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 3.2 3.8 4.0 壁厚 m 最小2.0 2.1 15 2.75 3.0 3.5 18 4.5 5.0 21 直径 D 2.5 4.0 5.5 料厚 t 最小4.9 5.0 5.8 6.3 6.7 7.8 8.5 9.3 10.0 12.0 壁厚 m 最小21 35 40 45 直径 D 4 5 模具主要零件及结构设计 5.1 卸料零件的运算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作零件上卸下来, 以便冲压工作连续进行； 通常,把冲件或废料从凸模上

8、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：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便利,以及工件料厚为 2.2mm,相对

9、较薄,卸 料力也比较小, 故可采纳弹性卸料, 又由于是复合模生产, 所以采纳下出件比较 便于操作与提高生产效率；采纳弹性卸料装置； 所选弹簧的最大工作负荷F 1F卸/n使F预05.F卸/n来挑选弹簧；式中 nF预F卸/nF预弹簧的预压力（ N）；式中F 卸卸料力或推件力、压边力（N）；弹簧根数；s1s 总s 预s 工作s 修磨1s 弹簧答应的最大压缩量（mm）s 弹簧需要的总压缩量（mm）5 s 预弹簧的预压缩量（mm）s 工作卸料板或推件块、压边圈的工作行程（mm）s 修磨模具的修磨量或调整量（mm）一般取 4 6 mm下卸料装置用 9 根弹簧,每根弹簧分担的卸料力为：依据预压力F预（F 卸

10、/n.9 33 KNN1 . 037 KN1037 N90 .51037N536.5）和模具结构尺寸,由表可选序号F16267 的弹簧,其1120N1037N；表 5.1 弹簧序H 15H1s 1HH1s 预s 总s 工作s 预s 修磨（6）号62 50 36.1 1613.9 7 29 63 70 49.3 20.7 11 33 64 90 62.5 27.5 14 36 65 110 75.6 34.4 18 40 66 140 95.4 44.6 22 44 67 170 115.2 54.8 30 52 其中s 工作mm1 mmmm查表选 66 号弹簧,外径 : D40 mm170 m

11、m20 mm标准模板钢丝直径 : d6 mm自由状态下高度 : H140 mm弹簧的装配高度：H2Hs预118mm下卸料板厚度取 20mm依据结构选用280 mm上卸料装置选取 2 个 38 号弹簧外径：D20mm钢丝直径：d3 mm自由状态下高度H65 mm6 装配高度H2123 mm5.2 凸、凹模结构设计凸、凹模的最小壁厚为 7 mm；凸、凹模的壁厚有足够的强度；依据下卸料装置和下卸料板的厚度及模具结构,选取凸凹模的高度为 30 mm；7 6 模具总装图由于模具是落料弯曲复合模, 因此落料凸模有一部分为弯曲模；考虑到弯曲成形要滞后与落料而且必需保证 42 0 .0 15 mm 的尺寸精度

12、,为此设计了一个活动凸模块和滚轮块结构活动凸模块 19 下面需安装复位弹簧, 凸模块下表面与滑块 20上表面设计成约 10 的斜面,便于抽搐和复位； 转动板 17 的设计是依据上模的行程,运算出恰好在拉动滑块脱离活动凸模块的时候开头压弯工序；当滚轮 18 离 开转动板的上缘时,时使转动板带动滑块恰好回复到初始位置；复合模的动作过程是： 当上模下行完成落料后, 安装在落料凹外侧的滚轮接 触转动板, 抽搐滑块脱离活动凸模块, 使上模连续下行时, 不阻碍活动凸模块向 下运动,弯曲凹模 16 接触材料并完成弯曲工序；上模回升时,零件由上模中设 20 复原,为再 置的打料杆 13 打出；在回程过程中,滚

13、动接触转动板,推动滑块 次冲压作好预备；此模具结构紧凑,装、拆、修磨便利,操作简便,安全牢靠,生产效率比传 统模具生产提高两倍以上；7 模具材料的选用及其他零部件的设计7.1 模具材料的挑选利用模具生产制品零件, 其模具质量的好坏, 寿命的长短, 直接关系到产品 制造精度、性能和成本；是提高劳动生产率、降低消耗、制造效益,尽快使产品 占据市场的重要性条件； 而模具的质量、 使用寿命、 制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、 模具零件协作精度及公差等级的挑选和表面质量要求；冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等；冷冲模在工作

14、 中承担冲击、拉深、压缩弯曲、疲惫磨擦等机械的作用；模具经常发生脆断、堆 塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效；因此,作为冷冲模主要材料的钢材,应具 有的性能；1. 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等；其中硬度是模具留意重要的抗力指标,8 高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件；工作零件热处理后的硬度在 高的变形才能；60HRC 强度和抗弯强度才能保证模具具有较2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯 强度 断裂抗力和冲击载荷下抗击模具裂纹产生一个特性,也是作为防止断裂的一个重要依据； 其基体中碳含量越高冲击韧性越高；故对韧性的要求应依据载荷

15、较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷瘦长凸模或有应力集中的模具,都需要有较高的韧性；3. 应具有较高的耐磨性和抗疲惫性能：对于在肯定条件下工作的模具钢,为了提高耐磨性,需要在硬度高的基体上匀称分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下,提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲惫破坏,如模具长期使用有刮痕凹槽等；4. 应具有较好的冷、 热加工工艺性： 钢材的加工性能包括可锻性、 可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏锐性和较小变形倾向等,成形及防止热处理后变形等；7.2 定位方式的挑选以便利模具的加工, 易于定位方式的挑选通俗的说既是挑选定位零件；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,

16、 定位零件的结构形式许多, 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, 可依据坯料和工序件外形、 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；由于该模具采纳是条料, 掌握条料的送进方向采纳导料板,无侧压装置； 掌握条料的送进步距采纳挡料销初定距,导正销精定距； 而第一件的冲压位置由于条料长度有肯定余量,可以靠操作工目测定；7.3 模具材料的选用 冷冲模用钢应具有的力学性能：9 a、应具有较高的变形抗力；b、应具有较高的断裂抗力；c、应具有较高的耐磨性及抗疲惫性能；d

17、、应具有较高的冷热加工工艺性；冷冲模零件材料选用原就：a、要挑选能满意模具工作要求的正确综合性能的材料；b、要针对模具失效形式选用钢材；c、要依据制品的批量大小,以最低成本的选材原就选材；d、要依据冲模零件的作用挑选材料；e、要依据冲模精度程度挑选钢材；综合各种材料进行比较及材料的用途查以下表 为冷冲模工作零件所用的钢材；7.1 和表 7.2 可挑选 GrWMn表 7.1 冷冲模工作零件材料的选用零件名称使用条件选用材料外形简洁,冲裁材料厚度t 小于等于 3mm,中小批 量生产的冲裁冲裁件厚度t小于等于T8、T8A、T10、T10A 凸模,凹模,凸凹模,凸、3mm,外形复杂,或冲裁Gr12、

18、GrWMn、 GGr15、凹模镶块,连续模,侧刃厚度 t 大于 3mm的中小批Gr12MoV 凸模量冲裁要求批量较大,使用寿命W18Gr4V、 Gr4W2MoV、较长的冲裁模 W6Mo5GrV2、YG15、YG20 需要加热冲裁模 3Gr2W8V、 5GrNiMo 、6Gr4Mo3NiWV 10 挑选说明： 在挑选冲裁凸模、 凹模材料时, 应依据模具的工作条件和失效特 点,量材而用；如外形简洁、尺寸较小、受力较小的凸、凹模,只需要热处理工 艺适当；性能可以满意使用,生产批量不大时,可选用碳素工具钢,这样可以降 低成本；反之,就应当选用变形较小,耐磨性高的合金工具钢；对于大、中型冲裁模,其材料成

19、本与模具总成本 合金工具钢较相宜；10%18%左右,故应选用变形小、耐磨性高的表 7.2 冷冲模帮助材料的选用零件名称选用材料热处理硬度 HRC 上模座、下模座HT2040HT2547、淬火4348 ZG25、ZG35A3、A5 模柄A3、A5 凸模固定板、凸、A3、A5 凹模固定板45 侧面导板导柱20 渗碳 0.81 5862 导套淬火20 5860 导正销、定位销T7、T8 淬火5256 挡料销、挡料板45 淬火4548 垫板、定位板45、T7A 淬火4348 螺母、垫圈A3 淬火固定螺栓、螺钉A3、45 4548 销钉45 顶杆、推杆45 淬火4348 7.4 模具帮助零件的材料选用及

20、热处理模具帮助零件的材料选用及热处理,见表 7.3表 7.3 模具帮助零件的材料选用及热处理零件名称选用材料热处理硬度 HRC 上模座、下模座HT2040HT2547、11 ZG25、ZG35A3、A5 模柄A3、A5 淬火4348 凸模固定板、凸、A3、A5 凹模固定板侧面导板45 导柱渗碳 0.81 20 5862 导套20 淬火5860 导正销、定位销T7、T8 淬火5256 挡料销、挡料板45 淬火4548 垫板、定位板淬火45、T7A 4348 螺母、垫圈A3 淬火4548 固定螺栓、螺钉A3、45 销钉45 顶杆、推杆淬火45 4348 7.5 模具的装配依据复合模装配要点,选凹模

21、作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修；详细装配见表 7.4 表 7.4 盖板复合模的装配序号工序工艺说明（1）装配前认真检查各凸模外形以及凹模形孔,是否符合1 凸、凹模预图纸要求尺寸精度、外形；配（2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工匀称；不合适者应重新修磨或更换；2 凸模装配以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板7 的形孔中,并拧紧坚固；3 装配下模（1） 在下模座上划中心线,按中心预装凹模、导料板；12 （2） 在下模座、导料上用已加工好的凹模分别确定其螺孔 位置,并分别钻孔,攻丝（3） 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一 起,并用螺钉

22、紧固,打入销钉；（1） 在已装好的下模上放等高垫铁,再在凹模中放入 0.12mm片,然后将凸模与固定板的组合装入凹模；（2） 预装上模座,划出与凸模固定板相应螺孔；销孔位置 并钻绞螺孔、销孔；（3） 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起,但4 装配上模不要拧紧；（4） 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上,装上橡胶和卸料螺钉,并调剂橡胶的预压量,使卸料板高出凸模 下端约 1mm；（5） 复查凸、凹模间隙并调整合适后,紧固螺钉；（6） 安装导正销、承料板；（7） 切纸检查,合适后打入销钉；5 试冲愈调整装机试冲并依据试冲结果作相应调整；7.6 冲裁模具的试冲模具装配以后, 必需在生产条件下进

23、行试冲； 通过试冲可以发觉模具设计和 制造的不足, 并找出缘由给与订正； 并能够对模具进行适当的调整和修理,直到 模具正常工作中冲出合格的制件为止；冲裁模具经试冲合格后,应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使用压力机型号、制造日期等；并涂油防锈后经检验合格入库；冲裁模具试冲经常见的缺陷、产生缘由和调整方法见表 7.5 表 7.5 冲裁模具试冲经常见的缺陷、产生缘由和调整方法：缺陷产生缘由调整方法冲件毛刺过大1. 刃口不锐利或淬火硬度不够1修磨刃口使其锐利2间隙过大或过小, 间隙不均2重新调整间隙,使其匀称13 匀1凸模有倒锥, 冲件从孔中通1修磨凹模孔,去除导锥现象冲件不平整过时被压弯2更换顶出杆,加大与零件的2顶出件与顶出器接触零件面接触面积积大小3顶出件、顶出器分布不匀称