冲孔落料.docx

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冲孔落料

冲压垫片设计说明书

零件的名称：

冲压垫片（如下图所示）

生产批量：

大批量

材料：

08F

板厚：

t=2mm

要求设计落料，冲孔复合模

零件图

第一章冲压件工艺的分析

工件如上图所示，我开始考虑用级进模，因为级进冲模在设计上比较灵活，但后来想这种形状较为简单，由于产品批量较大，精度比较要求一般，我采用复合模，一套模具完成此工件的加工。

产品工艺分析包括技术和经济两方面的内容.在技术方面根据产品图纸主要分析冲压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在经济方面主要根据冲压件的生产批量分析产品成本阐明采用冲压生产可以取得的经济效益.因此中压件的工艺分析主要讨论在不影响零件使用的前提下能否以最简单最经济的方法冲压出来能够做到的表示该冲压件的工艺性好反之，工艺性差.影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点尺寸大小设计基准公差等级和形状位置误差要求材料的厚度及成形后允许的变薄量材料的机械性能和冲压性能在冲压过程中产生的回弹翘曲的可能性毛刺大小和方向要求等.这些因素对确定冲压工序的性质数量和顺序对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大关系因此在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析尤其应该注意分析零件在冲压加工中的难点所在.良好的冲压工艺性表现在材料消耗少冲压成形时不必采用特殊的控制措施工艺过程简单而且寿命长产品质量稳定操作方便等.如果发现零件的工艺性差则应该在不影响使用要求的前提下对零件的形状尺寸及其它要求作必要的修改.此零件外形对称无尖角成品的精度要求不是很高外形公差要求为±0.25mm角度公差要求为±1.00°.考虑到装配的要求抽孔必须保证抽起高度孔距有位置要求但孔径无公差配合.因为要和下盖接触所以两侧的小孔位置也必须保证.由以上分析可知该零件为板材冲压件尺寸精度要求不高工艺上虽有难度但易于刻服又属批量生产因此可以用冲压方法生产.

第2章主要工艺参数的计算

2．1确定冲压的基本工序如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、落料。

根据零件要求进行工艺计算分析：

2．2确定基本工序的尺寸公差零件图上的尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差。

经查表（GB1800—79）得各尺寸的公差为：

查表的：

2.3排样及材料的利用率排样图为

毛坯直径为42，考虑操作方便，

采用单排排样，如下面所示。

首先查表明确搭边值。

根据零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.2mm，侧边搭边值取a1=1.5。

所以进料步距为S0=43.2mm.条料宽度的计算：

B=（D+2a1）-Δ0查表2-12得Δ=0.5

所以

2.4计算工序压力

P0=P＋P推

计算推料力：

卸料力有两种即下模卸条料的力PS1和上模卸工件的力PS2：

式中：

P0——理论上总的冲压力；

P—--总的冲裁力；

P推——总的推件力；

P冲——冲孔时所用的冲裁力；

P落——落料时所用的冲裁力；

Τ——为材料的抗剪强度；

L冲——为冲孔轮廓的周长；

L落——为落料轮廓的周长；

2.5冲压设备的的选择

为使压力机能安全工作，取：

F压≥（1.6-1.8）p.177.055KN

公称压力：

250KN

滑块块行程：

100mm

最大封闭高度：

270mm

连杆调节量：

55mm

滑块底面尺寸：

左右250前后220

工作台尺寸：

1345X950mm

模柄孔尺寸：

40X60mm

工作台板厚度：

50mm

最大大角度：

30

电动机功率：

2.2KW

2.6确定压力中心如下图所示

根据图形分析，因为工件图形对称，故落料和冲孔的中心都在工件的几何中心，根据力矩平衡原理得：

P落X43.2-XP冲由此计算得X14.474mm

2.7冲模刃口尺寸及公差的计算：

①.冲孔凸模刃口尺寸计算：

内孔基本尺寸为20㎜的刃口尺寸dp1：

内孔基本尺寸为22㎜的刃口尺寸dp2：

内孔基本尺寸为4㎜的刃口尺寸dp3：

②.落料凹模刃口尺寸：

压圈外圆基本尺寸为42mm，

③．凸凹模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36㎜。

凸凹模外部刃口尺寸根据凹模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36㎜。

2.8确定个主要零件的结构尺寸：

（1）、凹模外形尺寸的确定凹模厚度H的确定：

P0=104150N所以H=21.8㎜

查≤模具设计与制造实训≥表6-2取H=25mmC=34㎜根据压力中心图可以得出凹模外径D110㎜

（2）．取凸凹模垫板的厚度为9㎜，直径为125㎜。

（3）．取凸凹模固定板的厚度为15㎜，直径为125㎜.

（4）．取压料板的厚度为10㎜，直径为125㎜。

（5）．取凹模垫板的厚度为22㎜，直径为125㎜。

（6）．取凸模固定板的厚度为25㎜，直径为125㎜。

（7）．凸模长度的确定：

L凸=h1+h2+h3+h4=30＋22＋25+2=79㎜

其中h1为凹模厚度30㎜，

h2为凹模垫板厚度22㎜，

h3为凸模固定板厚度25㎜。

（9）．模架的选用：

选用125×160-190IGB/T285.3-90（中间导柱圆形导柱模架）

第3章确定工艺方案及模具结构形式

3．1工艺方案的确定在工艺分析的基础上根据产品图纸进行必要的工艺计算然后分析冲压件的冲压性质冲压次数冲压顺序和工序组合方式提出各种可能的冲压工艺方案.通过对产品质量生产效率设备条件模具制造和寿命操作安全以及经济效益等方面的综合分析和比较确定出一种适合于本单位生产的最佳工艺方案.确定工艺方案时应考虑到以下内容:

3．1．1冲压性质:

剪裁落料冲孔是常见的冲压工艺各冲压工序有其不同的性质特点和用途.编制冲压工艺时可以根据产品图和生产批量等要求合理地选择这些工序.

3．1．2冲压次数:

冲压次数是指同一性质的工序重复进行的次数.对于拉深件可根据它的形状和尺寸以及板料许可的变形程度计算出拉深次数.弯曲件或冲裁件的冲压次数也是根据具体形状和尺寸及极限变形程度来决定.

3．1.3冲压顺序:

冲压件各工序的先后顺序主要依据工序的变形特点和质量要求等安排的一般按列原则进行:

1）对于带孔的或有缺口的冲裁件如果选用简单模一般先落料再冲孔或切口.使用连续模时则应先冲孔或切口后落料.

2）对于带孔的弯曲件孔边与弯曲线的间距较大时可以先冲孔后弯曲.如果孔边在弯曲线附近必须在零件压弯后再冲也.孔与基准面的间距有严格要求时也应先压弯后冲孔.

3）对于带孔的拉深件一般来说都是先拉深后冲孔但是孔的位置在零件底部且孔径尺寸要求不高时也可以先在毛坯上冲孔后拉深.

4）多角弯曲件应从材料变形和弯曲时材料流动两方面安排弯曲的先后顺序.一般情况下先弯外角再弯内角.

5）对于形状复杂的拉深件为了便于材料变形和流动应先成形内部形状再拉深外部形状.

6）整形或校平工序应在冲压件基本成形以后进行.该零件进行冲压加工的基本工序为冲孔、落料。

其中，冲孔和落料属于简单分离。

3．1．4组合方式:

工序的组合方式可以选用复合模和连续模主要取决于冲压件的生产批量尺寸大小和精度等因素.一般按下列原则进行:

（1）对于多孔的冲裁件当孔之间的间距孔与材料边的距离大于允许值时最好落料与冲孔在一道复合工序中完成.

（2）当弯曲件的平直高度大于10mm时弯曲工序一般与冲裁工序分开单独进行.对于形状复杂的弯曲件为简化模具设计过程降低模具制造成本一般安排由两道划两道以上的工序来完成而形状较简单的弯曲件如V形U形Z形等应尽量采用一道工序弯曲成形.

3．2模具结构形式选择的基本原则:

1）能冲出符合技术要求的工件

2）能提高生产率

3）模具制造和修磨方便

4）模具有足够的寿命

5）模具易于安装调整且操作方便安全

3．2．1卸料装置:

冲孔时由于孔口部分的回弹料片卡在冲子上随冲子一起向上运动因此需要有卸料装置把料片推下.在实际冲裁时由于弹性卸料装置可以平整工件且使模具结构简单因此采用弹性卸料装置.

3．2．2导向装置:

分析工件可知虽然模具间隙很小但由于其料厚为1.0且此网孔的作用系散热精度要求不是太高所以可以不用外导柱来导向只需用内导柱即可.针对与该水管压盖零件而言，该零件进行冲压加工的基本工序为冲孔且拉深后翻边，再落料。

其中冲孔和落料属于简单的分离工序，而拉深翻边则属于弯曲成型。

综合分析，冲裁件的尺寸精度不高，形状不大，但产量大，根据材料较厚（t=1.5）工序较多的特点，为保证孔位精度和较高的生产率，以及防止拉深开裂等。

实行工序集中的工艺方案，即采用吊装式导正钉定位、双侧刃定距、固定卸料装置、压边装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构。

第4章模具设计

4.1凹模板外形尺寸的确定

凹模结构设计包括：

确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，选择凹模形孔侧壁的形状，布置凹模板上形孔，螺孔和销孔的位置以及标注尺寸等。

凹模板厚度H的确定：

所以，H=25mm

凹模板长度L的确定：

L=b+2c

t=2.5mmb=25mm，查表得，c=34mm

L=35+2×34=93mm为使凹模板板获得更好的受力，可以将凹模的长度和厚度适当增大。

由此，确定凹模板的外形尺寸为：

125×30

4.2凸模固定板外形尺寸的确定

凸模固定板的外形尺寸同凹模板相同，厚度为凹模板0.8～1倍故凸模固定板外形尺寸为，125×25

4.3凸凹模垫板外形尺寸确定

垫板的平面形状与尺寸与固定板相同，其厚度一般为6～10mm，故垫板的外形尺寸为，125×9

4.4．卸料橡胶的选用：

下模卸料橡胶

1）选用牌号为1120的合成橡胶体切割制作。

2）计算弹性体的预压力

Fy：

Fy=3.225×1000=3225N

3）．橡胶高度的确定

考虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩率ξy=15%极限压缩率取ξj=35%

橡胶块的工作压缩量hg=t＋1=3㎜

H=hg÷（ξj－ξy）=15㎜

4）确定橡胶体的截面面积A：

查表2-27得Fq=2.1MPa

A=Fy÷Fq=3225÷2.1=1535.7平方毫米

采用M6×45的卸料螺钉加工制得，取橡胶块穿卸料螺钉的孔直径为d因为胶块穿过凸凹模，取单边间隙为3㎜所以橡胶的外径不能少于65㎜。

为提高橡胶的使用寿命取橡胶的外径为108㎜。

下模卸料橡胶采用聚氨脂弹性体制得，外径为42㎜，内径为26㎜，高度为15㎜。

第5章固定机构的设计

5．1模板类零件的固定：

模板类零件包括凸模固定板、凹模板、导料板等，一般采用销钉定位，内六角螺钉连接．当模板层少于三层时，可用一个螺钉连接，超过三层应分层连接.本模具设计中，因使用快速换凸模机构．故将上模座，上模垫板，上模固定板，用一螺钉连接，它们间用销钉定位．凸模盖板只起固定凸模上下方向作用，只需用螺钉固定在凸模固定板上，无需销钉定位.

5．2凸模的固定：

标准圆凸模采用台阶式，即在凸模固定板上开台阶孔，将标准圆凸模放入，上面盖上凸模垫板，用六角螺钉和销钉将垫板以及凸模固定板与上模座一起固定。

铆装式凸模是直痛结构，铆头一端材料需要保持软状态，必须限定淬火长度，固定板型孔按凸模配作成过渡配合（取m6），同时型孔上端沿周边制成（1.5～2.5）×45斜角，做成铆窝。

5.3凹模镶块的固定：

本设计为快速更换冲裁凹模镶块因为凹模尤其冲裁凹模是易损件，需经常更换。

该复合模按下图所示设计凹模镶块，凹模镶块外侧不带台阶。

更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。

因为卸料板能弹性压料，所以在生产过程中不带台阶的凹模镶块不会从下模固定板中形跳出。

第6章设计并绘制总装配图、选取标准件（附图）

按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。

凹模周界D125mm、厚度H45mm的上模座；

上模座125×35GB/T2855.1-90材料HT200GB2851．6

下模座的选用原则:

6．1．1排配有垫脚螺钉侧如图1-4中尺寸E单边加大30MM.

6．1．2装有外导柱侧如图1-4中尺寸F

Φ50有珠:

单边加大125MM

Φ50无珠:

单边加大110MM

Φ36有珠:

单边加大100MM

Φ36无珠:

单边加大100MM

Φ25有珠:

单边加大90MM

Φ25无珠:

单边加大90MM.

c.未排外导柱又未排垫脚螺钉侧单边加大10MM.

注意:

下模座到下垫脚的螺钉在下模座上不需要沉头设计成身过孔即可.

6．2上模座的选用原则:

6．2．1上模座不具有上托板的功能时可取上模座与下模座规格长X宽相同.

6．2．2如果模具无上托板上模座兼具有上托板的功能时还应注意:

L与W及L2L4取值要尽量符合上托板的标准L1取值要符合上托板的标准.U型锁固沟的数量及布置形式可根据模具大小选取.模座厚度大于30MM时影线部分背面铣深后要保证余下的模板厚度为30.0MM.C值要保证不小于零.

第7章绘制非标准零件图（附模具零件图）

本设计绘制了落料凸模、、冲孔凸模、、凹模固定板、凹模垫板、导料板、压料板、凸模固定板、凸模垫板、等零件图样。

压料板

挡料销

凹模垫板

凸凹模

凸凹模固定板