冲压模具设计和制造实例.docx

1、冲压模具设计和制造实例冲压模具设计与制造实例令狐采学例：图1所示冲裁件，材料为A3,厚 严度为-:rk /Ei产品琴件旨2nmi,大批量生产。试制定工件冲压工 匕 艺规 程、设计其模具、编制模具零件的加工1 工艺 规程。零件名称：止动件生产批量：大批材料：A3材料厚度：t=2mm一、冲压工艺与模具设计1.冲压件工艺分析1材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。2零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比 较适合冲裁。3尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可0 0 0 0 0按IT14级确定工彳牛凤寸的公蠢 孔边距。12mm的冬差为-0.11,属1

2、1级精度。查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65 mm24 mm3() mm R30 mmR2mm0零件内形：1() mm孔心距：37 0.31mm结论：适合冲裁。2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺方 案：1先落料，再冲孔，采用单工序模生产。2落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。3冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零 件的加工，生产效率较低,:难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或 级进冲裁方式。由于孔边距尺寸12 mm有公差要求，为了 更好地保证此尺寸

3、精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。两工件间的搭边：o=2.2mm令狐采学创作工件边缘搭边：al=2.5mm步距为：32.2mm条料宽度B=D+2al二 65+2*2.5二 7()确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率耳为：y=A/BSX1()0%二 155() 一(70X32.2) X 100%=68.8%查板材标准，900mm XI000mm的钢板，每张钢板可剪裁 为14张条料(7()mmXl()()()mm),每张条料可冲378个工件， 则耳为：7=nAl/LBXl()()%=378 X 1550/900 X 100() X 100%=65.1%即每张板材的材料利用率为65.1%4

4、.冲压力与压力中心计算冲压力落料力F总=1.35=1.3X215.96X2X450二252.67 (KN)其中工按非退火A3钢板计算。令狐采学创作冲孑L力F冲=1.3L仇二 1.3X271X10X2X45()二74.48 (KN)其中：d为冲孔直径，2同为两个圆周长之和。卸料力F卸二K卸F卸二().05 X 252.67=12.63 (IN)推件力F推二nK推F推二6 X 0.055 X 37.24=12.3() (I15mm)H=0.28X65=18.2.mm凹模边壁厚：O (1.5-2) H=(1.52) XI 8.2=(27.336.4) mm 实取 c=30mm凹模板边长：L二b +

5、2c=65 + 2X30 = 125mm 查标准 JB/T -6743.1-94:凹模板宽 B=125mm故确定凹模板外形为：125X125X18 (mm)o将凹模板作成薄 型形式并加空心垫板后实取为：125X125X14 (mm)o凸凹模尺寸：凸凹模长度：L二hl+h2+h=16+10+24=5() (mm)其中：hl-凸凹模固定板厚度h2-弹性卸料板厚度h-增加长度(包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高 度等)凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口 最小壁厚为7mm,根据强度要求查冲压模具设计与制造表 2.9.6知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。冲孔凸模尺

6、寸：凸模长度：L凸二hl+h2十h3二14+12+1440mm其中：hl-凸模固定板厚 h2-空心垫板厚h3-凹模板厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。7.其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点：凹模板尺寸并査标准JB/T-6743.1-94,确定其它模具模板尺寸列于表2:序号名称长x宽x厚(mm)材料数量1上垫板125x125x6T8A12凸模固泄板125x125x1445钢13空心垫板125x125x1245钢14卸料板125x125x1045钢15凸凹模固泄板125x125x1645钢16下垫板125x125x6T8A1根据模具零件结构尺寸，查标准GB/T2855.5-90

7、选取后侧导柱125X25标准模架一副。&冲床选用根据总冲压力F总=352KN,模具闭合高度，冲床工作台面尺 寸等，并结合现有设备，选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在 工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下：公称压力：63KN滑块行程：13()mm 行程次数：5()次/分最大闭合高度：360mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸(前后X左右)：480mm X 710mm二、模具制造1、主要模具零件加工工艺过程制件：柴油机飞轮锁片材料：Q235料厚：1.2mm 该制件为大批量生产，制品图如下:(一)冲裁件的工艺分析1、 冲裁件为Q235号钢，是普通碳素钢，有较好的冲压性能， 由设计书查得T=35

8、0Mpao2、 该工作外形简单，规则，适合冲压加工。3、 所有未标注公差尺寸，都按IT14级制造。4、 结论：工艺性较好，可以冲裁。方案选择：方案一：采用单工序模。方案二：采用级进模。方案三：采用复合模。单工序模的分析单工序模又称简单模，是压力机在一次行程内只完成一个工序 的冲裁模。工件属大批量生产，为提高生产效率，不宜采用单 工序模，而且单工序模定位精度不是很高，所以采用级进模或 复合模。级进模的分析级进模是在压力机一次行程中，在一副模具上依次在几个不同 的位置同时完成多道工序的冲模。因为冲裁是依次在几个不同 的位置逐步冲出的，因此要控制冲裁件的孔与外形的相对位置 精度就必须严格控制送料步距

9、，为此，级进模有两种基本结构 类型：用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进模。另外级 进模有多个工序所以比复合模效率低。复合模的分析复合模是在压力机一次工作行程中，在模具同一位置同时完成 令狐采学创作令狐采学创作多道工序的冲模。它不存在冲压时的定位误差。特点：结构紧 凑，生产率高，精度高，孔与外形的位置精度容易保证，用于 生产批量大。复合模还分为倒装和正装两种，各有优缺点。倒 装复合模但采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料账力较 大，正装复合模的优点是：就软就薄的冲裁件，冲出的工件比 较平整，平直度高，凸凹模内不积存废料减小孔内废料的胀力, 有利于凸凹模减小最小壁厚。经比较分析，该制件的模具制

10、造选用 导料销加固定挡料销定位的弹性卸料及上出件的正装复合模。(二)排样图设计及冲压力和压力中 心的计算由 3-6, 3-8 表可查得:al =0.8, a=1.0,A=0.6 查书 391.料宽计算： B= ( D+2a )二62+2*1.0=64mm2.步距：A=D=al =62+0.8=62.8mm3.材料 利用率 计算：t=A/BS X 100%=nR2- ( kR2+12*4.2 )/62.8*64=3.14*312-(3.14*18.52+50.4)/62.8*64 X100%=47.08%(其中2是搭边值，畀是工作间隙，D是平行于送料方向冲材 件的宽度，S是一个步距内制件的实际面

11、积，A是步距，B是料 宽，R1是大圆半径，R2是小圆半径，12X4.2是方孔的面积，耳 为一个步距内的材料的利用率)令狐采学创作4.冲裁总压力的确定：L二2*3.14*31+2*3.14*18.5+12十2*4.2二331.26 (周边总长) 计算冲裁力：F=IF落+F卸+F冲+F顶=l()6295.28+2125.9+74572.68+6377.7=189.4KNF 压二(1.1 1.3) F246KN说明：K为安全系数，一般取1.3; k为卸料力系数，其值为0.020.06,在上式中取值为0.02; k2为顶件力系数,其值为 ().03().()7,式中取值为().065.压力机的初步选用：根据制件的冲裁的公称压力，选用开式双柱可倾式压力机，公 称压力为350k N 形号为J23-35满足：F压F刀滑块行程80mm行程次数50最大闭合高度280mm封闭高度调节量60mm滑块中心线到床声距离205mm立柱距离300mm工作台尺寸直径260mm工作台尺寸前后380mm