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垫片冲压模具设计摘要本次设计了一套落料、冲孔的模具经过查阅资料,首先要对零件进行工艺分析经过工艺分析和对比,采用落料、冲孔工序通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算,确定压力机的型号再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来在文档中第一部分,主要叙述了冲压模具的发展状况,说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义,接着是对冲压件的工艺分析,完成了工艺方案的确定第二部分,对零件排样图的设计,完成了材料利用率的计算再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算,对选择冲压设备提供依据最后对主要零部件的设计和标准件的选择,为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据,以及为装配图各尺寸提供依据通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程本模具性能可靠,运行平稳,提高了产品质量和生产效率,降低劳动强度和生产成本关键词冲压模,复合模,垫片,冲裁间隙GASKETSTAMPINGMOULDDESIGNABSTRACTThedesignofasetofblankingandpunchingmold.ThroughreferringtoinformationfirstofallIshouldanalysistheprocess.ThroughprocessanalysisandcomparisonIuseblankingandpunchingprocess.Throughtheblankingforcethetoppieceandthedischargepowertodeterminethemodelpress.Furtheranalysisofthestampingdiesforprocessingtheapplicationtoselectthedesiredtypeofmolddesign.Themoldwillbedesignedtodrawuponthetypeofmoldpartsoftheworkexpressedinthedesignprocess.Inthefirstpartofthedocumentmainlydescribesthedevelopmentofstampingdiestampingdieillustratetheimportanceandsignificanceofthisdesignandthenstampingpartsoftheprocessanalysiscompletedaprocesstoidentifyprograms.ThesecondpartofthenestingpartsofthedesignplanstocompletethecalculationoftheutilizationofthematerialfurtheredgeblankingprocessofcalculationandDieDesignandCalculationoftheworkofsomeofthestampingequipmenttoprovideabasistochoose.Finallythemaincomponentsofstandarddesignandthechoiceofdesign-basedmappingtoolandprovideabasisforformingmoldaswellastheassemblydrawingtoprovidethebasisofthesize.ThroughthedrawinfrontofmolddesignandassemblyofthepartsdiagramFig.Thedesigntellsthestructureofcompoundmolddesignandworkingprocess.Reliableperformanceofthemoldsmoothrunningimprovedproductqualityandproductionefficiencyreducelaborintensityandproductioncosts.Keywords:BlankingPunchingMoldMoldgap目 录TOC\o1-3\h\z\u前 言1第1章冲裁工艺设计
31.1冲裁件的工艺分析
31.
1.1工件材料
31.
1.2工件结构
31.
1.3尺寸精度
41.2冲裁工艺方案的确定4第2章冲裁排样设计
62.1排样的方法及排样图
62.
1.1排样的方法
62.
1.2排样图
62.2排样的计算
72.
2.1确定搭边值
72.
2.2送料步距
72.
2.3条料宽度计算
82.
2.4材料利用率9第3章冲压力和压力中心的计算
103.1确定冲压力
103.
1.1冲裁力的计算
103.
1.2卸料力、推件力及顶件力的计算
123.
1.3压力机公称压力的确定
143.
1.4冲裁功
143.2确定模具压力中心
153.3冲压设备的选用16第4章凸凹模刃口尺寸的确定
174.1确定凸凹模刃口尺寸的原则
174.
1.1凸凹模刃口尺寸的作用
174.
1.2刃口尺寸计算原则
174.2凸凹模刃口尺寸的确定17第5章冲裁模典型结构设计
195.1工作部件设计
195.
1.1冲孔凸模
195.
1.2落料凹模结构设计
195.2定位装置设计与计算
205.
2.1定距侧刃
205.
2.2挡料销
215.
2.3导正销
215.3卸料装置
215.
3.1卸料装置
215.
3.2卸料装置有关尺寸计算
225.4固定零件
225.
4.1垫板
225.
4.2模柄
225.
4.
3.导料板的设计
235.5卸料部件的设计
235.
5.1卸料板的设计
235.
5.2卸料螺钉的选用23结 论24谢辞25参考文献26附 录27前 言模具,作为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备采用模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化的特点冲压技术的水平直接和生产率、产品质量(尺寸公差和表面粗糙度等)、一次刃磨的寿命以及设计和制造模具的周期紧密相关
1.我国冲压技术的现状目前,我国的冲压技术、冲压模具与工业发达国家相比还有一定的差距,主要表现在以下几点
(1)冲压基础理论与成形工艺落后
(2)模具标准化程度低
(3)模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后
(4)模具专业化水平低
2.冲压技术的发展方向虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年中得到了快速发展,但与工业发达国家相比仍有很大差距未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几个方面
(1)提高模具的设计制造水平,使其朝着大型化、精密化、复杂换、长使用寿命化发展
(2)在模具设计制造中更加普及应用国产的CAD/CAE/CAM技术
(3)发展快速制造成形和快速制造模具的技术
(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率
(5)研究和发展优质的模具材料和先进的表面处理技术
(6)研究和开发模具的抛光技术和设备
(7)研究和普及模具的高速测量技术与逆向工程
(8)研究和开发新的成形工艺和模具
3.主要研究目标设计1套模具,包括总装图和部分零件图,编制加工工艺文件及生成加工程序代码要求正确选择标准件和模具材料,零件尺寸设计正确在本次课程设计中利用计算机辅助设计(CAD)绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图根据对零件的综合分析,在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模,主要介绍的是冲裁工艺、工艺计算、冲裁模的结构和设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等本说明书有佘银柱导师指导和帮助,同时还得到了同学们的提示,特在此表示衷心的感谢!由于水平有限,缺点错误在所难免,希望大家指正!第1章冲裁工艺设计
1.1冲裁件的工艺分析图1-1垫片
1.
1.1工件材料为锡青铜带QSn
6.5-
0.1(Y),t=
0.3具有良好的冲压性能,适合冲裁工件结构相对复杂;孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求,普通冲裁完全能满足要求
1.
1.2工件结构该零件形状简单边孔距远大于凸、凹模允许的最小壁厚(见表1-1),故可以考虑采用复合冲压工序表1-1倒装复合模的冲裁凸凹模最小壁厚(单位mm)材料厚度t
0.
40.
60.
81.
01.
21.
41.
61.
82.
02.
22.5最小壁厚δ
1.
41.
82.
32.
73.
23.
64.
04.
44.
95.
25.8材料厚度t
2.
83.
03.
23.
53.
84.
04.
24.
44.
64.
85.0最小壁厚δ
6.
46.
77.
17.
68.
18.
58.
89.
19.
49.
7101.
1.3尺寸精度查标准公差数值表得冲件的精度为IT12,冲裁模精度应高于冲裁件的精度2-3级,故选择IT
9.表1-2冲裁件内外形所能达到的经济精度材料厚度t/mm基本尺寸/mm≤33~66~1010~1818~500≤1IT12~IT13IT111~2IT14IT12~IT13IT112~3IT14IT12~IT133~5—IT14IT12~IT13表1-3孔中心与边缘距离尺寸公差材料厚度t/mm孔中心与边缘距离尺寸/mm≤5050~120120~220220~360≤22~44±
0.5±
0.6±
0.7±
0.6±
0.7±
0.8±
0.7±
0.8±
1.0±
0.8±
1.0±
1.
21.2冲裁工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以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即先用一副模具进行落料,后用一副模具冲孔,该方案模具结构简单,但需要两副模具才能完成零件的加工,效率低,生产过程精度也不容易保证,且操作也不方便,不符合中批量生产的要求方案二落料—冲孔复合冲压,采用复合模生产复合模是一种多工序冲模,是压力机的一次工作行程中,在模具同一工位同时完成数道分离的模具,其生产效率高,冲裁件内孔与外缘相对位置精度高,可以借模具精度来保证零件精度方案三冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产在级进模中,整个冲件的成型是在连续过程中逐步完成的,是一种工位多,效率高的冲模该方案也只需要一副模具,生产效率也高,但为了满足精度要求,有必要增加两个导正销,这样模具制造、安装较复合模复杂根据上述分析,采用复合模进行生产且由于该零件的最小壁厚(80/2-30/2=25mm)大于倒装式复合模所要求的最小壁厚(
7.6mm),故可以采用倒装式复合模进行生产,以提高生产效率第2章冲裁排样设计
2.1排样的方法及排样图
2.
1.1排样的方法根据材料的利用情况,排样的方法可分为三种
(1)有废料排样
(2)少废料排样
(3)无废料排样采用少、无废料排料可以简化冲裁模结构,减少冲裁力但是条料导向与定位所产生的误差影响,冲裁件公差等级低同时,由于是模具单面受力(单边切断时),不但会加剧模具磨损,降低模具寿命,而且也直接影响冲裁件的断面质量因此选择有废料排样,虽然材料利用率低,冲裁件质量及模具寿命高根据零件结构形状采用有废料排样中斜对排的排样形式
2.
1.2排样图排样图见图2-1图2-1排样图
2.2排样的计算
2.
2.1确定搭边值查表2-1,确定搭边值a、a1由t=
0.3mm,采用手动送料,取工件间a1=
1.2mm,侧搭边a=
1.5mm表2-1最小工艺搭边值(单位mm)材料厚度t/mm手工送料自动送料圆形非圆形往复送料a1aa1aa1aa1a≤11~22~33~44~55~66~
881.
21.
522.
534561.
522.
5345671.
222.
5345671.
52.
533.
5567822.
53.
54567833.5456789234567345678注冲皮革、纸板、石棉等非金属材料时,搭边应乘以
1.5~
22.
2.2送料步距送料步距(送料步距简称步距或进距),是条料在模具上每次送进的距离步距是决定挡料销位置的依据,每次只冲一个零件的步距s的计算公式为s=D+a1式中D平行于送料方向的冲件宽度;a1冲件之间的搭边值计算送料步距为s=D+a1=
9.4+
1.2=
10.6(mm)
2.
2.3条料宽度计算条料是由板料剪裁下料而得到的条料宽度的确定原则为,最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值,最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进,并与导料板之间有一定的间隙,进而确定导料板间的距离由于是手工送料,本设计采用导料板之间有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离的计算方法因为导板之间有侧压装置或用手将条料紧贴单边导料板的模具,能使条料始终沿着导料板送进,可按下式计算条料宽度B0-△=(L+2a+△)0-△导料板间的距离B0=B+Z=Dmax+2a+Z式中B条料的宽度,mm;B0导料板间的距离,mm;L冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸,mm;a侧搭边值,可参考表2-1;Z导料板与最宽条料之间的间隙,其值见表2-2;△条料宽度的单向(负向)公差,见表2-3由表2-2和经验,取Z=1mm导料板间的距离B0=B+Z=Dmax+2a+Z=425+2×3+1=432mm由表2-3和经验,取△=1mm条料宽度B0-△=(28+2×
1.5+1)0-1=320-1mm表2-2导料板与条料之间的最小间隙Zminmm材料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度B条料宽度B100以下100~200200~300100以下100以上≤
0.
50.
50.
51580.5~
10.
50.51581~
20.511582~
30.511583~
40.511584~
50.51158表2-3条料宽度偏差△mm条料宽度B材料厚度t≤11~22~33~5≤
500.
40.
50.
70.950~
1000.
50.
60.
81.0100~
1500.
60.
70.
91.1150~
2200.
70.
81.
01.2220~
3000.
80.
91.
11.
32.
2.4材料利用率冲压件大批量生产成本中,坯料材料费用占60%以上,排样的目的就在于合理利用原材料衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率其计算公式如下一个步距内的材料利用率η为η=nA/Bs×100%式中A一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内),mm;n一个步距内冲裁件数目;B条料宽度,mm;s步距,mm;其中A=
90.56,n=2,B=32,s=
10.6一个步距内的材料利用率η为η=A/B*S=
54.21%第3章冲压力和压力中心的计算
3.1确定冲压力
3.
1.1冲裁力的计算冲裁力是冲裁时凸模冲穿板料所需的压力在冲裁过程中,冲裁力是随凸模进入板料的深度(凸模行程)而变化的通常,冲裁力是指冲裁过程中的最大值(Fmax)影响冲裁力的主要因素是材料的力学性能、厚度、冲件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度等综合考虑上述影响因素,平刃口模具的冲裁力可按下式计算F=KLtτb(式3-1)式中F冲裁力,N;L冲件周边长度,mm;t材料厚度,mm;τb材料抗剪强度,MPa;K考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数,一般取K=
1.3对于同一种材料,其抗拉强度与抗剪强度的关系为σb≈
1.3τb,故冲裁力也可按下式计算F=Ltσb(式3-2)本设计的冲裁力按式3-2进行计算查表3-1,σb的取值范围为540~690,取σb=600MPaL1=
1.025*2=
2.05(mm)X1=0(mm)L2=
1.3(mm)X2=
0.65(mm)L3=
1.65(mm)X3=
1.3(mm)L4=
3.5(mm)X4=
1.75(mm)L5=
5.8119(mm)X5=
3.5(mm)L6=
4.9078(mm)X6=
3.9318(mm)L7=
3.47(mm)X7=
6.8899(mm)L8=
28.0334(mm)X8=
13.2464(mm)L9=
20.4203(mm)X9=
13.3(mm)L1+L2+L3+L4+L5+L6=L7+L8+L9=
71.1434L1*X1+L2*X2+L3*X3+L4*X4+L5*X5+L6*X6+L7*X7+L8*X8+L9*X9=
715.6冲裁力F=Lbσb=
12805.5N表3-1冲压常用金属材料的力学性能材料名称牌号材料状态力学性能抗剪强度τ/MPa抗拉强度σb/MPa屈服点σs/MPa伸长率δ(%)普通碳素钢Q195Q235Q275未经退火255~314315~39019528~33303~372375~46023526~31392~490490~61027515~20碳素结构钢08F0810F101520354550已退火230~310275~38018027~30260~360215~41020027220~340275~41019027260~340295~43021026270~380335~47023025380~400355~50025024400~520490~63532019440~560530~68536015440~580540~71538013不锈钢1Cr13已退火320~380440~470120201Cr18Ni9Ti经热处理460~520560~64020040铝
1060、1050A、1200已退火8070~11050~8020~28冷作硬化100130~140—3~4(续)材料名称牌号材料状态力学性能抗剪强度τ/MPa抗拉强度σb/MPa屈服点σs/MPa伸长率δ(%)硬铝2A12已退火105~125150~220—12~14淬硬并经时效处理280~310400~43536810~13淬硬后冷作硬化280~320400~4653408~10纯铜T
1、T
2、T3软1602107029~48硬240300—3黄铜H62软260294~300—25~40半硬300343~46020020硬420≥12—10H68软240294~30010040半硬280340~441—25硬400392~40025013注表中数据为板材力学性能
3.
1.2卸料力、推件力及顶件力的计算当冲裁完成后,从板料上冲裁下来的冲件(或废料)由于径向发生弹性变形而扩张,会塞在凹模孔口内或者板料上的孔,则沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上为了使冲裁工作继续进行,必须将工件或废料从模具内卸下或推出从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力,用F卸表示;将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力,用F推表示;逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力,用F顶表示卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具的卸料、顶件和推件装置传递的所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时,都需要对这三种力进行计算影响这些力的因素较多,主要有材料的力学性能和料厚;冲件形状和尺寸大小;凸、凹模间隙大小;排样搭边值大小及润滑情况等生产中常用下列经验公式计算F卸=K卸FF推=nK推FF顶=K顶F式中F冲裁力;K卸、K推、K顶分别为卸料系数、推件系数和顶件系数,其值见表3-2;n塞在凹模孔口内的冲件数有反推装置时,n=1;锥形孔口,n=0;直刃口,下出件凹模,n=h/t,其中h是直刃口部分的高度(mm),t是材料厚度(mm)表3-2卸料力、推件力及顶件力的系数料厚δ/mmK卸K推K推钢≤
0.
10.1~
0.
50.5~
2.
52.5~
6.
56.
50.065~
0.
0750.045~
0.
0550.04~
0.
050.03~
0.
040.02~
0.
030.
10.
0630.
0550.
0450.
0250.
140.
080.
060.
050.03铝、铝合金纯铜、黄铜
0.025~
0.
080.02~
0.
060.03~
0.
070.03~
0.09对于本模具设计的计算如下查表3-2,得K卸=
0.06,K推=
0.081卸料力F2=
0.06*F=
768.34N2推件力F1=
0.08*F=
1204.46N
3.
1.3压力机公称压力的确定冲裁时,压力机的公称压力必须大于或等于冲压力(F总),F总为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力或顶件力的总和根据不同的模具结构,冲压力计算应分别对待,即当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时F总=F+F卸+F推当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时F总=F+F卸+F顶当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时F总=F+F推该落料冲孔复合模采用倒装结构及弹压卸料和下出料(冲孔废料)方式,则总冲压力F总为F总=F+F1+F2=
14598.612N
3.
1.4冲裁功选择冲裁设备时,除了要计算冲裁力,使压机的公称压力大于冲裁力以外,还要进行冲裁功的验算,使压机的每次行程功不超过额定的数值,以保证其电动机不过载、飞轮转速不致下降太多因为功是力与其行程的乘积,所以平端刃口的冲裁功按下式计算W=mPt/1000式中W冲裁功,N·m;t材料厚度,mm;P冲裁力,N m系数,一般取为
0.63当计算出的冲裁功大于压机规定的行程功时,就必须改变冲裁工艺或另选更大行程功的设备压机规定的行程功,可从压机的说明书或有关资料、手册中查询本设计的冲裁功为W=mPt/1000=
0.63×
12805.8×
0.3/1000=
2.4(N·m)
3.2确定模具压力中心模具的压力中心,就是冲压力合力的作用点求压力中心的方法是采用求空间平行力系的合力作用点为了使模具能够正常又平衡地工作,特别是对于大而复杂的冲件、多凸模冲孔以及连续冲裁时,必须使压力中心通过压力机滑块的中心线对于带有模柄的冲裁模,压力中心需通过模柄的轴心线否则,在冲裁过程中,会产生偏心载荷,形成弯矩,使得模具歪斜,加快压力机滑块与导轨之间以及模具导向装置的磨损,刃口迅速变钝(无导向装置时特别突出),严重时,会啃刃或造成设备、人身事故在实际生产中,可能出现由于冲裁件的形状特殊,从模具结构方面考虑,不宜使压力中心与模柄中心线相重合,此时应注意使压力中心的偏离,不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围
1.简单几何图形压力中心的位置
(1)一切对称冲裁件的压力中心,均位于冲件轮廓图形的几何中心上
(2)冲切直线段时,其压力中心位于直线段的中心
(3)冲切圆弧线段时,其压力中心的位置按下式计算y==R式中半角,弧度;b弦长,mmb=2Rsin;l弧长,mml=R×2化简后y==R=R=X0=L1*X1+L2*X2+L3*X3+L4*X4+L5*X5+L6*X6+L7*X7+L8*X8+L9*X9/L1+L2+L3+L4+L5+L6=L7+L8+L9=
10.
053.3冲压设备的选用机械压力机类型的选定依据是冲压的工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等中小型冲压件生产中,主要应用开式机械压力机机械压力机的规格指机械压力机的主参数─公称压力所选机械压力机的公称压力和功率必须大于冲压作业所需的压力和功率,以避免压力和功率的超载所选压力机的闭合高度要与冲模的闭合高度相适应,压力机的滑块行程必须满足冲压工艺要求此外,选择压力机台面尺寸必须考虑到固定冲模的位置,压力机滑块模柄孔尺寸、工作台孔尺寸、滑块中心线到机身后侧的距离、顶件横梁槽的尺寸、机身侧柱间及导轨间的距离及压力机的倾斜范围等,都应与模具各部位尺寸相适应从满足冲压工艺力的要求看,可选用
31.5的开式可倾式压力机第4章凸凹模刃口尺寸的确定
4.1确定凸凹模刃口尺寸的原则
4.
1.1凸凹模刃口尺寸的作用凸模与凹模尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素,凸、凹模的合理间隙值要靠刃口尺寸及其公差来保证
4.
1.2刃口尺寸计算原则
1、根据落料和冲孔的特点落料件的尺寸决定于凹模尺寸,故落料模应以凹模为设计基准;冲孔件的尺寸决定于凸模尺寸,所以冲孔模应以凸模为设计基准;先确定凸模的刃口尺寸,再按间隙值确定凹模的刃口尺寸
2、考虑凸模与凹模的尺寸磨损凸、凹模在冲裁过程中必然会出现磨损使落料尺寸增大为了保证冲裁件的尺寸精度,尽可能的提高模具寿命,设计落料模时,凹模刃口的基本尺寸应取落料件的尺寸公差范围内的较小尺寸
3、把握好刃口制造精度与工件精度的关系凸、凹模刃口尺寸精度的选择,应以能保证工件的精度要求为前提,保证合理的凸凹模间隙值,从而保证模具的使用寿命一般情况下,也可按工件公差的1/3~1/4选取对于圆形凸、凹模,由于制造容易,精度易保证,制造公差可按照IT6~IT7级选取
4.2凸凹模刃口尺寸的确定采用凸模和凹模分开加工的,采用这种方法,要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差,为了保证间隙值必须满足式+-(6-1)凸凹模制造公差按T7级数选取冲孔时首先确定凸模刃口尺寸由于基准件凸模的刃口尺寸在磨损减小,因此应使用凸模的基本尺寸接近工件的最大极限尺寸,凸模制造去负偏差,凹模去正偏差,----磨损系数,-----工件公差,按IT14精度选取冲小孔凸模d1凸=d1min+x*1=
1.85+
0.75*
0.12=
1.940-
0.02冲大孔凸模d2凸=d2min+x*2=
6.5+
0.75*
0.12=
6.590-
0.02落料凹模D2凹=D2max-x*2=
9.4-
0.75*
0.1=90325+
0.020a凹=
3.7-
0.75*
0.12=
3.61+
0.030b凹=
1.65+
0.75*
0.12=
1.74+
0.030c凹=
13.4-
0.75*
0.1=
13.325+
0.0250d凹=(
1.3-
0.05)+-1/8*
0.1=
1.25+-
0.0125e凹=
1.5-
0.75*
0.12=
1.41+
0.030凸凹模冲小孔凹模d1凹=d1凸+Zmin=
1.940-
0.02+
0.04=
1.980-
0.02冲大孔凹模d2凹=d2凸+Zmin=
6.590-
0.02+
0.04=
6.630-
0.02落料凸模部分D2凸=D2凹-Zmin=(
9.325-
0.04)+
0.020=
9.825+
0.020a凹b凹c凹d凹e凹的基本尺寸与凹模的相同但不必标注公差,注明以
0.04~
0.06mm间隙与落料凹模配制第5章冲裁模典型结构设计
5.1工作部件设计
5.
1.1冲孔凸模因为所冲的孔为圆形,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冲Φ
6.5孔凸模结构如下图冲φ
1.85孔凸模结构如下图图5-1冲孔凸模
5.
1.2落料凹模结构设计凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合其轮廓尺寸可按公式计算凹模厚度H=kb=
0.35×80mm=28mm(查表得k=
0.35)凹模壁厚c=(
1.5~2)H=42mm~56mm取凹模厚度H=30mm,凹模壁厚c=50mm,凹模宽度B=b+2c=(80+2×50)mm=180mm凹模长度L取180mm(送料方向)凹模轮廓尺寸为180mm×100mm×30mm,结构如图5-2图5-2落料凹模凸凹模结构设计
5.2导料挡料装置设计与计算
5.
2.2挡料销挡料销一般用45号钢,淬火硬度为43~48HRC设计时挡料销高度应大于冲压件材料的厚度,高度应为4mm本模具采用固定挡料销,距凹模距离远
5.3卸料装置
5.
3.1卸料装置由于本材料较薄,故采用弹性卸料装置工作时,卸料板2先将材料压紧,冲裁完成模具回复时卸料使模具冲出的工件平整,精度较高
5.
3.2卸料装置有关尺寸计算卸料板的形状一般与凹模形状相同,卸料板的厚度,h=(
0.8~
1.0)Ha=40~50mm卸料板一般选用45号钢,不需要热处理
5.4固定零件
5.
4.1垫板为了防止较小的凸模压损模座的平面,一般在凸模和模座之间加设垫板垫板的外形尺寸与凹模周界一致,垫板的材料一般选用T
7、T8或45钢制成T
7、T8淬火硬度为52~56HRC.45钢硬度为43~48HRC.
5.
4.2模柄冲模的上模是通过模柄安装在冲床滑块上的模柄的形式很多,本模具采用嵌入式模柄模柄一般采用Q235或45钢图5-4模柄
5.
4.
3.顶杆的设计与选用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1mm,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40~45HRC,用螺钉和销钉固定在凹模上导料板的进料端安装有承料板
5.5卸料部件的设计
5.
5.1卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为18mm卸料板采用45钢制造,淬火硬度40~45HRC
5.
5.2卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm,螺纹部分为M10×10mm卸料钉尾部应留有足够的行程空间卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面lmm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整结 论本次垫片的结构设计包含了落料和冲孔复合模设计通过冲压模拟,再根据冲压模拟结果设计、生产模具,确保了冲压的成功减少了冲压试模的成本,在最短的时间内得到了满意的冲压件该方法适合于冲压大型或复杂冲压件,以提高模具制造的成功率,缩短模具生产时间,降低试压成本本次毕业设计的主要内容是垫片的设计以及该制件的数值模拟模具设计的主要任务是通过对所给工件尺寸,形状,材料及经济性的分析,确定相应的模具结构主要进行毛坯尺寸的计算,凸、凹模工作部分尺寸的计算、模具的设计及压力机的选择在设计中以便更直观地表达模具的详细结构通过这次设计认识到模具的设计应考虑技术和经济因素,在保证模具结构合理的前提下尽量使模具结构简单,生产加工成本最低,精度最高,在未来的时间里中国的模具制造业还会有更大发展空间谢辞四年的学习生活一眨眼就过了,在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟,我对四年以来帮助我的人们满怀感激,时刻没有忘记所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活通过此次毕业设计,使我学到了许多知识,其中还包括许多课本上学不到的知识比如说模具整体的设计过程和所设计模具的实用性我所设计的模具的最终目的是用模具来生产出合格的产品当然,在设计过程中出现的一些难题比如说怎样提高产品的加工精度,以及小型工件的加紧这些问题,都通过我们去翻阅相关的书籍和经过孙老师的悉心指教和帮助最终才得以解决通过本次毕业设计,也使得我们这组成员更加齐心协力、努力创新,自始至终,都抱着一颗坚定的信念即如何做能使其工件更加美观、精度更高、工作效率最高的心态即将毕业的我们,在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦随着科学技术的高度的发达,一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备因此,我们应该树立良好的设计思想,重视对自己进行机械设计能力的培养,树立知识经济意识;善于利用各种信息资源,扩展知识面和能力;培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神,加强环境保护意识,做到清洁生产和文明生产,以最大限度的获得企业效益和社会效益在此,感谢我的指导老师——佘银柱老师在百忙之中给予我作品的悉心指点与帮助感谢他为我指点迷律、出谋划策同时,也感谢我的这组的成员在这次设计中给予我的帮助!所以,在以后的工作中,继续学习和加深在此我非常感谢佘老师在设计过程中对我的指导和帮助,向佘老师致以诚挚的谢意!参考文献
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[12].模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例.
1986.附 录附表1冲模零件配合于表面粗糙度零件及其位置配合与标准公差等级表面粗糙度Ra/μm工作零件刃口表面凸模、凹模凸凹模废料切口一般情况H6/h
6、H7/h7自由尺寸工件半成品中间工件H9/h
9、H10/h
100.8~
0.4工作零件与固定板防转动圆柱销挡料销H7/m
6、H7/a
60.8~
0.4导柱、导套上配合面H6/h
5、H7/h6H7/j
5、
0.2~
0.1导柱、导套与模座配合面H7/r
60.8~
0.2模柄与模座配合面H7/m6导正销结构面H6/k
6、H7/h
60.8~
0.4上述零件其他表面IT
9、IT10~IT
141.6~不加工其他零件附表2常用模具钢的性能比较类别牌号耐磨性耐冲击性淬火不变形性淬硬深度红硬性脱碳敏感性切屑加工性碳素工具钢T
7、T8差较好较差浅差大好T9~T13较差中等较差浅差大好合金工具钢Cr12好差好深较好较小较差Gr12MoV好差好深较好较小较差9Mn2V中等中等好浅差交大较好CrWMn中等中等中等浅较差较大中等9CrWMn中等中等中等浅较差较大中等6W6Mo5cr4V较好较好较好深中等中等中等Cr4W2MoV较好较差较差深中等中等中等5CrMnMo中等中等中等中较差较大较好5crNiMo中等较好较好中较差较大较好高速工具钢W18Cr4V较好较差中等深好小较差W6Mo5Cr4v2较好中等中等深好中等较差W6Mo5Cr4v3较好差中等深好较小差附表3模具工作的常用材料及热处理要求磨具类别零件名称及使用条件材料牌号热处理硬度HRC凸模凹模冲截模1冲截料厚D3mm形状简单的凸模、凹模、凸凹模T8AT10A9Mn2V58~6260~642冲截料厚D3mm形状复杂的凸模、凹模、凸凹模CrWMn、9Mn2V、Cr1258~6262~643·要求高度耐磨的凸模,凹模和凹凸模或生产批量大寿命长的凹凸模W18Cr4V,120Cr4W2MoV60~6261~6365Cr4Mo3W2VNb56~5858~60Y15Y20``4材料加热冲截时用的凹凸模`3Cr2w8V48~526Cr4Mo3Ni2WV51~53弯曲模1一般弯曲用的凹凸模T8A.T10A9Mn2V56~602要求高度耐磨凹凸模形状复杂的批量大的CrWMnCr12Cr12MoV60~643材料加热弯曲时用的凹模凸模5CrNiTi5CrNiMo5CrMnMo52~56拉伸模1一般用的T8A.T10A58~6260~642要求耐磨的、批量大的要求寿命长的Cr
12.Cr12MoV60~6262~64Y
15.Y203材料加热拉伸时的凹凸模5CrNiMo5CrNiTi52~56附表4模具一般的常用材料及热处理要求零件名称使用情况材料牌号热处理硬度HRC上、下模板一般负荷HT200负荷较大HT
250.Q235负荷较大受高速冲击4528~32用于滚动式导柱模架QT400用于大型模具HT250模柄压入式旋入式凸缘式Q235浮动式4543~48导柱、导套大量生产2058~62单件生产T10A9Mn2V56~60用于滚动配合Cr12GCr1562~64垫板一般用途4543~48单位压力特大T8A52~56推板,顶板一般用途Q235重要用途4543~48推杆,顶杆一般用途4543~48重要用途CrWMn56~60导正销一般用途T10A9Mn2V52~56高耐磨Cr12MoV60~62固定板,卸料板Q235定位板4543~48T852~56导料板4543~48托料板Q235挡料销,定位销4543~48废料切口T10A9Mn2V56~60定距侧刃T8AT10A9Mn2V56~60侧压板4543~48测刃挡块T8A54~58拉深模压边圈T8A54~58滑块4558~62限位圈4543~48弹簧65Mn43~48附表5凸模凹模热处理工序安排模具性质工艺路线安排一般冲模锻造—退火—机械加工成型—淬火回火—钳工修正、装配采用成形磨削或电加工工艺的冲模锻造—退火—机械加工成型—淬火回火—精加工—钳工修正、装配复杂冲模锻造—退火—机械加工—调质—机械加工成型—淬火回火成形磨削或电加工—钳工修正、装配旧模具翻新高温回火或退火—机械加工成形—淬火回火—钳工修正、装配附表6模具制造公差Δm在塑料制品公差Δ中所占比例塑件基本尺寸L/mm△m/△塑件基本尺寸L/mm△m/△0~5050~140140~2501/3~1/41/4~1/51/5~1/6250~355355~5001/6~1/71/7~1/8。