切边冲孔复合模的设计.docx

1、切边冲孔复合模的设计第一章零件的工艺分析一、 零件材料的分析08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接 性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性 极低。二、 零件的结构分析该零件结构简单，尺寸没有公差要求，尺寸均为自由公差，外形对称。三、 零件的工艺性分析该零件是钢料，该零件形状的基木特征是一般的有凹圆的圆筒形件，为圆筒 形件底部有一个10孑L,内部圆周直径为2&尺寸均为自由公差，因一般情况 下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。所以将内部直径改 为28 高度10守2为IT11-IT12级精度。主要成形方法是冲裁、拉深

2、、切 边冲孔和弯曲。零件的dt/d. h/d都不太大，其拉深工艺性较好。该零件为大批量 生产，零件外形简单对称。材料为08F钢，采用冲压加工经济性较好。零件如图：尖余R=04图1-1零件图第二章确定冲压工艺方案冲压工艺方案的确定是制定冲压工艺过程的主要内容，需要综合考虑各方而 的因素，有的还需要进行必要的工艺计算，因此，实际确定时通常先提出几种可 能的方案。再在此基础上进行分析、比较和择优。从零件的结构和形状可知，所 需基本工序为落料、拉深、冲孔、弯曲四种。但工序模具生产效率低难以满足大 批a生产的要求，为了提高生产效率主要采用复合冲裁或级进冲裁两种方式。若 釆用级进模虽然生产效率很高，但模具

3、的结构比较复杂，对制造精度要求较高， 一般生产周期长，成木高维护也比较困难。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和 平直度较好，生产效率也较高，模具结构较级进模简单生产成本也比级进模的低。第一节零件毛坯的尺寸计算(1)弯曲毛坯尺寸的确定对于r0. 5t的弯曲件毛坯长度的计算公式Lz=5+4+5+0. 6t=5+5+4+0. 6X1=14. 6(2)拉深次数的确定及尺寸计算因板料厚度t为1mm故按厚度中线尺寸计算，如图所示。2. 1.1计算坯料尺寸D= (i2-+4d2H-l. 72rd2-0. SGr) %=(29*29+4*29*10. 5-1. 72*2. 5*29-0. 56*2. 5*2.5

4、) %=43. 94mmLI二Lz+2*2. 5=19. 6mmL=L1+D=63. 54ram图2-12. 1.2确定拉深次数根据坯料的相对厚度t/D=l/43. 94=2. 28%拉伸系数m=d/D=29/43. 94=0. 66大于极限拉深系数m,所以一次拉深成形。第二节拟定冲压工艺方案根据以上的分析计算，该零件的冲压加工需以下基本工序：落料、拉深、冲 10mm的孔、切边、弯曲。根据以上基本工序，拟定一下冲压工艺方案。方案一：落料与拉深复合f英余按基本工序。方案二：落料与拉深复合f冲孔与切边复合f弯曲。方案一工序组合程度较低，生产率较低。不过各工序模具结构简单，制造费 用低，对中小批量生

5、产是合适的。方案二制作岀的零件尺寸精度高，需要两个复合模具，可获得高的生产率， 而且操作方便。模具的结构复杂，制作周期长，生产成本高。因此，只在大批量 生产中才较适宜。此次生产就是大批量生产故决定采用方案二的冲压工艺方案。 冲压工艺方案为：落料与拉深复合f冲孔与切边复合f弯曲第三章模具总体结构方案在冲压工艺方案确定以后，根据零件的形状特点、生产批量、模具制造条 件、操作与安全要求、以及利用现有设备的可能，确定每道工序所用模具的总体 结构方案。模具总体结构方案的确定包括以下内容：（1） 模具类型模具类型主要是指单工序模、复合模、和级进模三种，模具类型应根据生 产批量、冲件形状与尺寸等因素确定。及

6、根据冲压工艺方案确定采用复合 模。（2） 操作与定位方式根据生产批量确定采用手工操作、半自动操作或自动化操作；根据坯料或工序件的形状、冲件精度要求、材料厚度、模具类型、操作方式等确定采用坯料 的送进导向与送料定距方式或工序件的定位方式。虽然此零件的生产批量较大但 合理的安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成木，因此 采用手工送料。为了便于操作和保证零件的精度且零件不太小所以采用挡料销、 导料销作为定位方式。（3） 卸料与出件方式根据材料的厚度、尺寸与质量要求、冲压工艺性质以及模具类型等，确定卸 料选用弹性卸料装置，出件选用刚性顶件装置。（4） 模架类型及精度所以采用错误！未找

7、到引用源。级模架精度。根据冲压件尺寸与精度，材料厚度、模具类型、送料与操作等因素确定，由 于零件厚度薄，冲裁间隙较小且零件为对称的回转体拉深件，则冲裁时一般不会 承受大的偏心载荷又是复合模，因此选用中间导柱圆形模架。考虑到零件的精度 要求不高但冲裁间隙较小，板料规格拟选用IX 900 X 1800mm （ 08F钢板）因为坯料长L二6354mm、宽b二43. 94mni,不算太小考虑到操作方便采用条料单排， 取搭边值 a=l. 8mm ai=l. 5mm,贝（J进 距：S二b+&=43. 94+1. 5=45. 44mm 条料宽度:B=L+2a=63. 54+2 X 1. 8=67. 14mm

8、4.111=9004-67. 1413 条 余 27. 18mm n2= (1800-1.5) /45. 44心39 件 余 26.34mm niXn2=13X 39=507 件1. 1采用纵裁每板条料数：每条零件数：每板零件数：材料利用率：n= （507X1725.5456） 7900X1800=54%4.ni=18004-67. 1426 条 余 54. 36mm m二(900-1. 5) /45. 44心19 件 余 42. lOmm mX 112=26X19=494 件1. 2采用横裁每板条料数：每条零件数：每板零件数：材料利用率：n= （494X1725. 5456） 7900X18

9、00=52%由此可件，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向行的。故决定采用 纵裁法。1、冲压力计算 切边力： 卸料力： 推件力： 冲孔力：F,L一Fi=Ltab=135.7XlX304Xl. 3=53628. 64NFx=KxFx=O. 05X53628. 64=2681. 432NFt=Kt Fl =0. 055X53628. 64=2949. 58XF3= LtaB=10 Ji X2X395=24806、冲裁力（N）冲件周边长度（mm）材料厚度（mm）Ob材料抗拉强度（MPa）Kx卸料力系数，数值可查表2、压力机标称压力的确定标称压力是指滑块在工作行程内允许承受的最大负荷，而滑块必

10、须在到达下 止点前某一特定距离内允许承受标称压力。标称压力是压力机的主要技术参数。对于冲裁工序，压力机的标称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.11.3 倍，即 FgM （1. 11.3） XFx冲压工艺总力：Fv=Fi+ Fx + Ft + 冉二84065. 652N标称压力FgM1.3XF尸110KX因为木工序是切边冲孔复合，因此压力机标称压力时应考虑压力机的许用压力曲 线，本工序可选用开式双柱可倾式压力机J23-16压力机。J23-16压力机的主要技术规格为：公称压力：160 KN滑块行程：55 mm滑块行程次数：120次/min最大封闭高度：220 mm封闭高度调节量：45 mm垫块尺

11、寸：40 mm模柄孔尺寸：直径40 mm 深度60 mm第四节弹性卸料装置的选用弹性卸料装置市卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧和橡胶）组成。本设计 选用弹性元件是橡胶。弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸， 厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定， 一般取0.10.3 mm （料厚时取大值，料薄时取小值）。为了便于可靠卸料，在 模具开启状态下卸料板工作表面应高出凸模刃口端面0.30.5 mm。卸料螺钉一 般采用标准的阶梯形螺钉，取数星按卸料板形状与大小确定。卸料螺钉的直径根 据模具大小可选用812 mm,各卸料螺钉的长度应一致，以保证装配后卸料板 水

12、平和均匀卸料。考虑到模具的结构，选用6个圆筒形的聚氨酯橡胶，则每个橡胶所承受的顶 件力为 Fy= F./n=2681.432/6447N确定橡胶的横截而积A:取hy =lO%ho,查表的p=l. IMPa,则A=Fy/p=447N/l. IN/ mn? a406. 4 mm，确定橡胶的截而尺寸：选用直径为10 mm的卸料螺钉，取橡胶上螺钉过孔直径 d=12 mm,则橡胶外径D根据.心-护）/4=A ,求得 D= （d- +4A/ Ji ） =（122+4X44）mm。为了保证足够卸料力，可取D=20mmo 卸料板为圆形的常选用3-4个，但由于卸料力比较大经计算选用6个。卸料螺钉 的直径根据模具

13、选用10第五节出件装置出件装置的作用是从把零件从模具内卸出来。把装在上模内的出件装置称为 推件装置，装在下模内的称为顶件装置。因木设计的模具装在下模内所以称之为 顶件装置。此模具选用的是刚性出件装置利用推件板和推杆把零件从模内推出。 在顶件装置中，推件板与凹模空口配合并作相对运动，对它的要求是模具处于闭 合状态时，其背后应有一定的空间，以备修模和调整的需要.第五章模具工作部分尺寸的计算第一节切边冲孔凸、凹模计算查表的Zmin=0. 100,Zmax=0. 140o因为为自由尺寸可按IT14级精度处理查得 A =0. 36 mm Zmax - Zmin =0. 040 mm 系数 x=0.55.

14、1. 1 切边5 p=0. 020 5 d =0. 0305.1.2 冲孔( 10 mm)x=0. 5 6 p =0. 02 6 d =0. 02校核间隙:因为 5 p+5 d=0. 02+0. 02=0. 04 mm Z.nin-Zmax=0. 114 mm 所以符合 6 p+ 5 d WZmin-Zmaxdd、 dp-X- dmax A- 6 p、5 d Zmin-dp=(dmin+xA) = (10+0.5X0. 84)Ao2=1O. 42 Ao: dd=(dp+Zmi=(10. 42+0. 246) yjio. 67 7 心 落料凸、凹模刃口尺寸磨损系数，差表冲件精度为IT14时，x=

15、0.5-落料件的最小极限尺寸 冲件的制造公差(mm) -凸、凹模制造公差(mm) -最小合理间隙(mm)第三节凹模轮廓尺寸的确定凹模轮廓尺寸包括凹模板的平而尺寸及厚度尺寸。从凹模刃口至凹模外边缘 的最短距离为凹模的壁厚Co对于简单的对称形状刃口的凹模，压力中心及为刃 口对称中心。由于该零件为圆形拉深件为对称件，所以压力中心即为刃口对称中 心，所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个m模壁厚来确定。因落 料凹模的刃口尺寸为091.88,查表的凹模壁厚c=4254mmPl落料为圆件，所 以选凹模轮廓为圆形及D=d+2c=91.88+2X (4254)= 176200mm,经查表确定凹模轮廓

16、D=200mm。第四节模架的选择模架包拾上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架 上。为了缩短模具制造周期，降低成本所以选用标准模架。选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位、岀件方式、送料方向， 导柱受力状态操作是否方便等方而进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的 轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凹模大30-40mm。模架厚度一般等 于凹模厚度的1_1.5倍。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小 于压力机的最大装模高度。模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上表而与下模座下表面之 间的距离。为使模具正常工作，模具闭合高度H必须与压力机的

17、装模高度相适 应，使之介于压力机最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间，一般可按下 式确定：(Hmax-T) (Hmin-T)+10mm根据所选压力机可知 Hmax=400mra, Hmin=320mm, T=80miiioHmax 压力机最大封闭高度；Hmin压力机最小封闭高度； T压力机工作垫板厚度； H模具的闭合高度。所以确定模具的闭合高度为H=235330mm。所以符合要求。 查表得标准模架的尺寸为表5-1标准模架及$零件的尺寸凹模周界200 mm定模上的凸凹模长度 动模上的凸凹模长度6085配用模架闭合高度H最大330最小235隹件薦牛 号号名称及零标1垫板GB2858. 3

18、-8112200 mm X 62固定板GB2858.2-811200 mm X 20第六章模具零件的设计中小型冷冲模制订了 GB/T2851. 1 2861. 16-1990、GB/T1861. 17-1981 等标 准。这些标准根据模具类型、导向方式、凹模形状等不同，规定了 14中典型组 合形式。每一种典型组合中，又规定了多种模架类型及相应的凹模周界尺寸（长 X宽或直径）、凹模厚度、凹模长度、和固定板、卸料板、垫板、导料板等模板 的具体尺寸，还规定了选用标准件的种类、规格、数量、布置方式、有关的尺寸 及技术条件等。这样，在模具设计时，重点就只需放在工作零件的设计上。第一节工作零件一、动模上的

19、凸凹模（落料凸模与拉深凹模）尺寸如图所示。凸凹模是复合膜中的主要工作零件，工作端的内外缘都是刃口，一般内缘与 凹模刃口结构形式相同，外缘与凸模刃口结构形式相同。凸凹模采取整体式结 构，台肩固定方式。凸凹模与固定板按H7/ni6配合。*：,0836?二0力 91,63-0；30二、定模上的凸凹模（拉深凸模与冲孔凹模）如图所示的尺寸。此凸凹模采用整体式结构，与固定板的连接方式为钏接固如图6所示尺寸及形状。高度为50 mm。采用紧固螺钉与固定板连接。要保 证螺孔间、螺孔与凹模刃口间的距离不能太近，否则会影响模具的寿命。一般螺 孔与凹模刃口间的距离去大于二倍孔径值。四、冲孔凸模凸模的长度长度尺寸应根据

20、模具的模具结构确定，同时要考虑凸模的修摩量及固定板与卸料板之间的安全距离因素。木设计采用的弹性卸料及凸模计算公式 为 L=hi+ h：+ haL 凸模长度（mm）hl 凸模固定板厚度（mm）h：卸料板的厚度（mm）h一一卸料弹性元件的安装高度，即卸料弹性元件被预压后的高度（mm本设计的凸模安装在定模座上的凸凹模上，所以不需要加凸模固定板的尺寸。 计算的冲孔凸模的长度为40,比较长，但装配时冲孔凸模与动模上的凸凹模配 合，因此不需要校核冲孔凸模的强度。16-5少極卜的凸|U|槿图6-7 落料凹模第二节工作零件的二维图二维平而试图见附图。第三节模架的零件6. 3. 1模柄模柄的作用是把上模固定在压

21、力机滑块上，同时使模具中心通过模块的压力 中心。中小型模具一般都通过模柄与压力机滑块相连接。此模具选用的是压入式 模柄，它与上模座孔以H7/m6配合并加销钉防转，模柄轴线与上模座的垂直度较 好，使用于上模座较厚的各种中小型模具，生产中最常用。图6-8 模柄模柄的尺寸如表所示:d(clll)D(m6)D,Hhhibadi(H7)极 限 偏 差极 限 偏 差50-0.080-0.24052+0.030 +0.0.58+0.015 06. 3.2上模座和下模座 上模座的尺寸如表所示:DsttiDbD2sRRi20260508512D(Ht)D, (Hr)d：tS：10045* 0, 023050-0

22、.0230M14-6H28180上模座图6-9 上模座上模座二维平而图见附图。 下模座的尺寸如表所示：DsHhDbD2SRRi20260508512d(H7)di(H7)thtS210032* 0, 025035-0.0250M14-6H28180下模座图6-10 下模座二维平而图见附图。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所用零件，并分别于压力机的 滑块和工作台连接，以传递压力。设计冲模时，模座的尺寸规格根据模架类型和 凹模周界尺寸从标准中选取的。第四节导向零件_|FAS 、张cd, fd.sAutoCAD快速加戦jOJJ? I DWG 1J切边冲孔复合模的没|3 计工艺.dxMicrs

23、Qft Word 文档 DWGj切边凹權dAutoCAD 图形38 KB凸凹樣d% AutoCAD 團形38 KB初边冲孔复含旗的设计，docMiQrQSQft Word 文档凸模.扣g AuIqCAS 图形 46 O装配图.dWAutQCAD 圈形90 KB第五节模具的其它零件固定板、卸料板、垫板固定板的作用是将凸模、凸凹模固定在上模座和下模座的正确位置上。固定 板为圆形板件，外形尺寸通常与凹模一致。固定板的厚度可取凹模厚度的60% 80%0固定板与凸模或凸凹模为H7/n6或H7/m6配合，压装后应将凸模或凸凹模 的端面与固定板一起磨平。卸料版的作用是把废料从模具工作零件（定模上的凸 凹模）

24、上卸掉。外形尺寸一般与凹模的相同。垫板的作用是承受并扩散凸模或凹 模传递夫人压力，以防止模座被挤压损伤。垫板的外形尺寸与定模上的凸凹模固 定板相同，厚度可取310mm。经查标准模架得：凸、凹模固定板选用的厚度为 H=20mm,垫板选用厚度H=8ram,卸料板选用厚度为H=18fflra。第七章 模具装配图第一节三维装配图座7, 1. 1定模座动模座图72L7.1.3模具总装图第二节二维装配图A3图纸，图附在末页。第三节模具装配顺序如上图所示，冲压模在使用时，下模座部分被压紧在压力机工作台上， 是模具的固定部分。上模座部分通过模柄和压力机的滑块连在一起，是模具 的活动部分。模具工作时安装在活动部

25、分和固定部分上的模具工作零件，必 须保证正确的相对位置，才能使模具获得正常的工作状态。装配有模架的模 具时，一般总先将模架装配好，再进行模具工作零件和其它零件的装配。 其装配顺序如下： 7.3.1模架的安装将模柄用压入法安装在上模座上，配合为H7/m6o用角尺检查模柄圆柱 面与上模座平面的垂直度，其误差不大于0.05mm。模柄垂直度经检查合格 后再加工骑缝销孔，装入骑缝销，然后将端面在平面磨床上磨平。旦* 士 知 旦左餡蛀丽冲模的导柱、导套与上、下模座均采用压入式连接。导套、导柱与模座 的配合分別为H7/r6和R7/r6,压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直 度。装配好的导柱的固定端面与下模座

26、底面的距离不小于12nim。将上模座 反置套在导柱上，在套上导套，用千分表检查导套配合部分内外圆柱面的同轴 度，使同轴度的最大偏差处在导柱中心连线的垂直方向。用帽形垫块放在导套 上，将导套的一部分压入上模座，取走下模座，继续将导套的配合部分全部压 入。7.3.2凸模、凹模和凸凹模的装配凹模板与拉深凸模固定板、垫板上模座通过螺钉连接。凸模与固定板的配合采用H7/n6,装配时在压力机上调整好凸模与固定板的垂直度将其钏接到固定板 上后，在平而磨床上将固定端磨平。7. 3. 3总装冲模在完成模架和凸、W模装配后可进行总装，该模具为复合模，故以下模 上的凸凹模为基准调整模具间隙，因此先装下模，其装配顺序

27、如下：1） 把组装好的凹模的固定板安放在下模座上，按中心线找正固定板的位置，用 平行夹头夹紧，通过螺钉孔在下模座上钻锥窝。拆去凸凹模固定板，在下模座上 按锥窝钻螺纹底孔并攻丝。再重新将凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺钉紧 固。钻绞销孔，打入销钉定位。2） 配钻鞋料螺钉孔。将卸料板套在己装入固定板的凸凹模上，在固定板上钻出锥 窝，拆开后按锥窝钻固定板上的螺钉过孔。3） 将已装入固定板的凸凹模插入凹模的型孔中。在凹模与固定板之间垫入适当 高度的等高垫铁，将垫板放在固定板上。再以套柱导套定位安装上模座，用平行 夹头奖上模座和固定板夹紧。通过凸凹模固定板孔在上模座上模座上钻锥窝，拆 开后按锥窝钻孔，

28、然后用螺钉将上模座、垫板、凸凹模固定板稍加紧固。4） 调整凸、凹模间隙。将装好的上模部分套在导柱上，用手锤轻轻敲击固定板 的侧面，使凸模插入凹模的型孔。观察凸、凹模配合间隙，用手锤敲击凸模固定 板的侧而进行调整使配合间隙均匀。经调整后，以纸作冲压材料，用锤子敲击模 柄，进行试冲。如果冲出的纸样轮廓齐整，没有毛刺或毛刺均匀，说明凸、凹模 间隙是均匀的，如果只有局部毛刺，则说明间隙时不均匀的，应重新进行调整知 道间隙均匀为止。5） 调好间隙后，将凸凹模固定板的紧固螺钉拧紧。钻绞定位销孔，装入定位销 钉将卸料板套在凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，检查卸料板运动是否灵活。在 橡胶作用下卸料板处于最低位置时，凸W模的下端面应缩在卸料板的孔内约 0. 5 1mm。装配好的模具经试冲、检验合格后即可使用。参考文献1徐政坤.冲压模具与设备.机械工艺出版社，2006.2史铁梁.冷冲模设计指导.机械工艺出版社，2006.3赵孟栋.冷冲模设计机械工艺出版社，1997.4.王孝培.冲压手册.机械工艺出版社，1990.5周大隽.冲模结构设计.机械工艺出版社，2006.6王芳.冷冲压模具设计指导.机械工艺出版社，2006.7陈剑鹤主编冷冲压工艺与模具设计北京：机械工业出版社，2001,