压圈模具设计Word文件下载.docx

1、文中简要概述了冲压模具 目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照 冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格 均进行了必要的校核计算。冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料 凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。关键词：冲压成型关键词：冲压成型 落料落料 冲孔冲孔 冲裁件工艺分析冲裁件工艺分析 1、材料

2、：Q235是普通的碳素钢。2、工件结构形状：该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。3、尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：42-00.62 mm 2O+oo.52mm 22+oo.52mm 4+oo.3mm 结论：将以上精度与零件的精度要求相比较，该零件的精度要求能够在冲 裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲 裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。二 确定工艺方案及模具的结构形状 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可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

3、：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，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，在模具同一位置时 可完成数道分离工序的模具，成本低、操作方便、工件精度也能满足要求。方案三也只需一道模具，生产效率高，但不在同一个位置就可以完成，操 作不方便，精度要求不能满足，成本高。因此从零件加工精度和经济性角度综合考虑，选则方案二是较为合适的，即选择复合模作为本设计的模具方案。三三 模具设计计算模具设计计算（1）排样方式的确定及其计算）排样方式的确定及其计算 设计复合模时，首先

4、要设计条料的排样图，因该零件外形为圆形，可采用有废料排样的直排比较合适，确定其排样方式为直排画出排样 最小工艺搭边值 a=1.5,ai=1.2，分别取 a=2,a1=2 条料宽度：B=（D+2a B=（42+2*2）0 B=46mm 步距：S=42+2=44mm 材料利用率的计算：计算冲压件毛坯的面积：A=nXR2=nX 212=1384.74mn?一个步距的材料利用率：n=nA 100%=1384.74/46 X 44=68.4%BS（2）计算总冲压力 F 落=Lt t b=（2n RX2X450）N=118.692KN F冲=Lt t b=（336.9 X 10n/180+4+2 X2.2

5、）X2 X450=60.453KN F推=门 K推 F孔 查表，得 h=6mm 则 n=h/t=6mm/2=3 K 推=0.05 所以，有 F 推=门 K推 F 孔=3X 0.05 X 60.453=9.068KN 又 f卸=a f落 查表，得 K卸=0.04 所以，有 F 卸=心卩 F 落=0.04 X 118.692=4.748KN 总冲压力为：F 总=F 落+F 孔+F推+F 卸=（118.692+60.453+9.068+4.748）KN=192.961KN 为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲 F总=1.3 XF 总=1.3 X 192.961=250.8KN （3）

6、压力中心的计算 由图可知工件上下对称，将工件冲裁周边分成 Li、L2、L3、L4、L5 基 本线段，求出各段长度的重心位置：因工件相对 x 轴对称，所以 Yc=O,只需计算 Xc.Li=2n r=131.88 mm Xi=O 将以上数据代入压力中心坐标公式 X=（L1 X1+L2 X2+L5 X5）/L1+L2+-+L5 X=131.88 X 0+58.77 x（-.68）+2.2 X 10.9+4 X 12+2.2 X 10.9/（131.88+58.77+2.2+4+22.2）=0.28mm（4）凹凸模刃口尺寸的计算 1）冲孔凹凸模刃口尺寸的计算 查表，得间隙值 Zmin=0.246mm

7、Zmax=0.360mm 由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分开加工 方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下：查表，得 20mm 凸、凹模制造公差：校核：ZmaxZ min=（0.360-0.246=0.114mm 而而 S 凸凸+S 凹凹=（0.020+0.025=0.045mm 满足 Zmax-Z min 凸+S 凹的条件 查表，得：IT14级时标准公差=0.52伽，因为因为 0.52 0.20，所以磨损系数，所以磨损系数 X=0.5。按式按式（2.5）d 凸凸=dmin=（20+0.5 X 0.52）-00.020=20.26 o2o mm 0.025 0.025

8、D 凹凹=d 凸凸 Zmin=（20.26 0.246）=20.506 mm 查表，得 2.2mnX 4mn 的矩形凸、凹模制造公差：S 凸凸=0.020mm S 凹凹=0.020mm S 凸凸+S 凹凹=0.020+0.020=0.040mm 满足 ZmaxZminAS 凸+S 凹的条件 2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算 由于外形形状简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的 方法制作凸、凹模。查表，得凸、凹模制作公差 S 凸凸=0.020mm S 凹凹=0.030mm 校核：Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm 而而 S T+S A=0.050mm 满足 Zm

9、axZminAS 凸+S 凹的条件 查表，得：IT14 级时磨损系数 X=0.5,d 凸凸=dmin=42.26-00.020 mm d 凹凹=d 凸凸 Zmin=42.506+00.030mm 四四 模具的总体设计模具的总体设计 根据上述分析，本零件的冲压包括冲压和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于 操作。工件留在落料凹模空洞中，应在凹模孔设置推件块，卡于凸凹模上的废 料可由卸料板推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从空洞中 落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所 以卸料板还应有压料的作用

10、，应选用弹性卸料板卸下条料。因是大批量生产，采用手动送料方式，从前往后送料。因该零件采用的是倒装复合模，所以直接 用挡料销和导料销即可。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架 五五.模具主要零部件的结构设计模具主要零部件的结构设计（1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括一下几个方面：凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括一下几个方面：1 落料凸、凹模的结构设计落料凸、凹模的结构设计 在落料凹模内部，由于要放置推件块，所以凹模刃口应采用直筒形 刃口，并查冲压工艺与模具设计书中表 2.21，取得刃口高度 h=6mm 该凹模的结构

11、简单，宜采用整体式。查冲压工艺与模具设计书中表 2.22，得 k=0.40 即凹模高度即凹模高度 H=ks=0.40X 42mm=16.8mm 凹模壁厚凹模壁厚 C=1.5H=1.5X 16.8mm=25.2mm 凹模外形尺寸的确定：凹模外形长度：L=（42+25.2 X 2）mm=92.4 mm 凹模外形宽度：凹模外形宽度：B=（42+25.2 X 2）m=92.4 m 凹模整体尺寸标准化，取为凹模整体尺寸标准化，取为 100mrX 100mrX 16mm 凹模的工艺路线 工序 号 工序名称 工序内容 1 下料 将毛坯锻成平仃六面体。尺寸为：155mrX 155mrX 35mm 2 热处理

12、退火 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 0.8mm 侧面留磨削余量 0.5mm 4 磨平面 磨上下平面，留磨削余量 0.30.4mm 磨相邻两侧面，保 证垂直 5 钳工划线 划出对称中心线，固定孔及销孔线 6 型空粗加 工 在仿铣床上加工型孔，留单边加工余量 0.15mm 7 加工余孔1 加工固定孔及小孔 8 热处理 淬火回火，保证 5862HRC 9 磨平面 磨上下面及基准面达要求 10 型孔精加 工 在坐标磨床上磨型孔，留研磨余量 0.01mm 11 研磨型孔 钳工研磨型孔达规定技木要求 2 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计 为了增加凸模的强度与刚度，凸模固定板厚度取 24m m 因凸模比

13、较长,所以选用带肩的台阶式凸模，凸模长度根据结构上需要来确定。L=h 凸模固定板凸模固定板+h 落料凹模落料凹模=（24+16.8）mm=40.8mm（取取 40mm）3 凸凹模的结构设计凸凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图如下图所示：确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模的强度：查冲压工艺与模具设计书中表 2.23 得凸凹 模的最小壁厚为 4.9mm 而实际最小壁厚为 9mm 故符合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双间隙为 0.2

14、46mm 0.360mm.定位方式 定位方式采用侧刃加导正销定距的方式。用侧刃定距时，使侧刃的实际长度和凹模型孔间步距一致，可提高送料精 度。但采用侧刃定距时，送料操作时的人为因素，会产生送料精度不稳定的现 象。对于工位较多的级进模，送料的累积误差，会使送料精度降低，对尺寸精 度要求高、形状复杂的冲件尤为明显，因此，在侧刃定距的同时增设导正销的 方式，在多工位级进模中得到广泛的应用。侧刃 导正销的定距方式是将侧刃做粗定位，导正销做精定位。用于导正的导正 孔，可以是冲件上的孔，也可在条料上冲出辅助工艺孔。为保证送料精度，一 般应设置两个导正孔，并在第一工位上冲出。1、侧刃和导正销定距方式时，侧刃

15、、侧刃当块、侧导板和导正销的装配与 调整方法，与单独装侧刃、导料销基本相同。2、侧刃和导正销定距方式中，侧刃长度 c 与凹模型孔间隙步距 c 的关系应 为：c=c+（0.10.2）mm。侧刃长度增大 c（0.10.2）mm,是为了补偿导正销插入型孔时，条料可向 后移动的补偿量。3.4 卸料、顶件方式 卸料装置分固定卸料装置、弹性卸料装置。卸料板用与卸料卡在凸模或凸、凹模上的冲裁件或废料。当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决与板料厚度，一 般在 0.20.5mm 之间，卸料薄时取小值：板料厚时取大值。当固定板兼起导板 作用时，一般按 H7/h6 配合制造，但应该保证导板与凸模之间间

16、隙小于凸、凹 模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板较厚（大于 0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹性卸料装置是由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料既 起卸料作用又起压料的作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量 要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度查表。在级进模中，特 别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向 作用时，卸料板与凸模按 H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模隙小。此时，凸模与固定板以H

17、7/h6或 H8/h7 配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出 模具工件零件刃口 0.30.5mm 以便顺利卸料。由于此零件很薄，只有 0.5mm,在冲压前需先压平，故采用弹性卸料。3.5模架及模柄 1模架类型 如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架（对角导柱导套模架也可）;横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料（纵横向 均可且送料较顺畅），但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角 导柱导套模架差一些，四角导柱导套模架则常用于大型模具，而精密模具还须 采用滚珠导柱导套。本模具采用对角导柱导套模架。2模柄类型 模柄是连接上模与压力机的零件，常用于 100

18、0KN以下的压力机的模具安 装。模柄的结构型式比较多，重载的模具可直接用镙钉、压板将上模压在滑块 端面。3.6送料方式 条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。标准的导料板结构见国标（GB2865 81）。而采用导料销时，要选用两个。导 料销的结构与挡料销相同。为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。簧 片式用于料厚小于 1mm，侧压力要求不大的情况。弹簧压块式和弹簧板式用 于侧压力较大的场合。弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃 定距的级进模。簧片式和弹簧压块式使用时，一般设置 23 个。3.7模架的选用 模架选用适用于中等精度，中

19、、小尺寸冲压的后侧导柱模架，从右向左 送料，操作方便。上模座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50 下摸座：下摸座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65 导柱：d/mm*L/mm=35*200 导套：d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48 垫板厚度取：12 凸模国定板厚度取：8 凹模的厚度已定为：10 卸料板厚度取：14 弹簧的外露高度：14 模具的闭合高度：H 模=（50+12+8+10+2+14+54+65）mm=215.2mm 3-8.冲压设备的选择 选用双柱可倾压力机 J23-40 公称压力：400KN 滑块行程：100mm 最大闭合高度 330m

20、m 连杆调节量:65mm 工作台尺寸:（前后 mmx 左右 mm）:460X 700 垫板尺寸:（厚度 mmx 孔径 mm）:65X 220 模柄孔尺寸：（直径 mmx 深度 mm）:450X 7 最大倾斜角度：300 绘制模具总装图绘制模具总装图 工作原理：条料送进时采用固定挡料销进行定位，而有导料销保证送料沿 正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下下行，卸料 板首先接触条料。上模部分继续下行，即可完成冲孔落料复合工序。当冲压完 成时，在压力机的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的条料由弹性卸料板卸 下，当模具上的打料杆碰到压力机上的打料横梁时，打料横梁给模具打料杆一 个作用力，在此作用力的作用下，将冲孔废料推出来。而制件则有下模座的推 件装置推出，此时即完成一次冲裁。然后，把条料抬起，越过挡料销，在送进 一个步距的距离，即可进行下一次冲裁。拆画零件图拆画零件图