垫板冲压模具课程设计.docx

1、垫板冲压模具课程设计垫板冲压模具课程设计1冲裁模设计题目如图1所示零件：垫扳生产批量：大批量材料：08F t=2mm设 计 该 零 件 的 冲 压 工 艺 与 模 具2零件的工艺分析2.1结构与尺寸该零件结构简单，形状对称。硬钢材料被自由凸模冲圆形孔，查冷冲压工艺与模具设计表3-8,可知该 工件冲孔的最小尺寸为1.3t，该工件的孔径为：X 2=2.6。由丁该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行 ，故最小孔边距不应小丁材料厚度t,该工件的空边距(20)t=2,(10)t=2,均适宜丁冲裁加工。2.2精度IT14级确定工件尺寸的0.43 , 8 0.36附表1可知抗剪强度i零件内、外形尺寸均未

2、标注公差，届自由尺寸，可按 公差,经查表得,各尺寸公差分别为：零件外形：580.74 , 38 0.62, 30 0.52, 160.30零件内形:6 0孑L心距:18 土 0.215,利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。2.3材料08F,届丁碳素结构钢，查冷冲压工艺与模具设计 =260MPa断后伸长率=32%。此材料具有良好的塑性和较高的弹性，其冲裁加工性 能好。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以进展冲裁加工。3确定冲裁工艺方案该零件包括落料、冲孔两个根本工序，可以采用以下几种工艺方案：(a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产；(b)采用落料冲孔复合冲压，采用复合模生产；(c)用冲孔一一

3、落料连续冲压，采用级进模生产。方案(a)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， 生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由丁零件结构简单，为了提高生 产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。 采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以 达到较好的零件质量。根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。4确定模具总体结构方案4.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在 有双重作用的结构零件一一凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。 采用倒 装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便丁操作

4、，因此采用倒装式复合冲裁模。4.2操作与定位方式虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具本钱，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材 料厚度，为了便丁操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料， 并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性， 进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利 用率。4.3卸料与出件方式采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不 大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件外表的平面度。为了方便操作， 提高零件生产率，冲件和废料采用

5、由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4模架类型与精度考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。 由丁零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用 I级模架精度。4.5凸模设计凸模的结构形式与固定方法：落料凸模刃口局部为非圆形，为便丁凸模与固定板的加工，可设计成固定台 阶式，中问台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台 肩挡住凸模，在卸料时不至丁凸模固定板中拉出。并将安装局部设计成便丁加工 的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。5工艺设计计算5.1排样设计与计算零件外形近似矩形，轮廓尺寸为 58X 30。考虑操作方便并为了保证零件精 度，

6、采用直排有废料排样。如图1所示：查冷冲压工艺与模具设计表3-13 ,工件的搭边值a=2,沿边的搭边值ai=2.2级进模送料步距为S=30+2=32mm条料宽度按表3-14中公式计算：B -0=(Dma+2ai) -0 查表 3-15 得：B=58+2X 2.200.6 00.6 mm由零件图近似算得一个零件的面积为 1354.8 mm 2, 一个进距内的坏料面积BX X 32=1996.8 mm 2 。因此一个进距内的材料利用率为：=A/BSX 100% %查冷冲压工艺与模具设计附表 3选用板料规格为710X 2000X 2。采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32,每问条可

7、冲 零件个数22个零件。如此一块板材的材料利用率为：=nxAVAx 100%=22X 32XX 2000X100%采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11,每条可冲零 件个数62个零件，如此一块板材的材料利用率为：=nxAVAx 100%=11 X 62X X 2000X 100% %根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁5.2计算冲压力与压力中心，初选压力机冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：1_1=16兀 +8+28+3欧 2=162.27内周边长度之和：L=2 兀 X 3=18.84 mm查冷冲压工艺与模具设计附表 1可知： 260 MP

8、查冷冲压工艺与模具设计附表 3可知：K=0.05, K t=0.055.落料力：F 落=KL tTX X2X260冲孔力：F孔=KDtTX 6 X 2X 260KN卸料力：Fx=KxF 落x推件力：根据材料厚度取凹模刃口直壁高度 h=6,故:n=h/t=3FT=nKtF 孔=3X x总冲压力：Fe= F 落 + F 孔+Fx+ Ft如此Fe应选取的压力机公称压力：25t.因此可初选压力机型号为J23-25 o当模具结构与尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进展校 核，从而最终确定压力机的规格。确定压力中心：画出凹模刃口，建立如下列图的坐标系：由图可知，该形状关丁 X轴上下对称，关丁

9、 Y轴左右对称，如此压力中心为 该图形的几何中心。即坐标原点 Q该点坐标为0, 0。5.3计算凸、凹模刃口尺寸与公差由丁模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由丁凸、凹模之间存在 着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近丁凹模刃口尺寸， 而冲孔件的尺寸接近丁凸模刃口尺寸。 固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料 与冲孔两种情况分别进展。由此，在确定模具刃口尺寸与其制造公差时， 需遵循 以下原如此：I落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口 尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的根本尺寸应取工件尺寸公差 X围较 小尺寸，而落料凸模的根本尺寸如此按凹模根本尺

10、寸减最小初始间隙；II冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的根本尺寸应取工件尺寸公差 X围内的较大尺寸，而冲孔凹模的根本尺寸如此按凸模根本尺寸加最小初始间隙；III凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度 高23级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。a):落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：i)凹模磨损后增大的尺寸，按冷冲压工艺与模具设计公式： D=(DmaRX);计算，取a a=a5800.74: D ai X 0.74) 00.185 00.185 mm38。.62： D A2X 0.6200.

11、155 00.155 mm30 0.52： D A3X 0.52 : 00.13 00.1316 0 0.43： D A4X 0.4300.1075 00.1075 mm8 0 0.36： D A5X 0.3600.09 00.09 mii)凹模磨损后不变的尺寸，按冷冲压工艺与模具设计公式： C=Gin+X 土 Sa：计算，取 a a=A18土 0.215： C d1X 0.43) 0.05375rnn冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大， 但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。 间隙的大小如此直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提

12、下，间隙一般取偏大 值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。查冷冲压工艺与模具设计表 3-3可知Zmax=0.360 mm , Z min=0.246 mm冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按冷冲压工艺与模具设计公式 dT=(d min+xA) 0 计算，取 & T=A1200.30： d T1X 0.30) 0.075 0.0756设计选用零件、部件，绘制模具总装草图6.1凹模设计凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固 定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否如此会影响模具强 度和寿命，其值可查冷冲压工艺与模具设计表 3-23。凹模刃口的结构形式：因

13、冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质 量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取 6mm，漏料局部沿刃口轮廓单边扩大 0.5 mm凹模轮廓尺寸确实定：查冷冲压工艺与模具设计表 3-24，得：K=0.28;查冷冲压工艺与模具设计表 3-25, 得：s 2=36;X 58=16.24mmB=s+2.5 4.0H=58+2.5 4.0X=98.6 122.96L=s i+2s2=30+2X 36=102 mm根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为 LX BX H=12软 125X 28.5 凹模材料和技术要求：凹模的材料选用 T10A工件局部淬硬至HRC5862外轮廓棱

14、角要倒钝。如图2所示：1. .1 T.Ui ilb ,MiiW.02.MMew丁 HR图2落料凹模6.2凸模设计6.2.1凸模的结构形式与固定方法冲孔局部的凸模刃口尺寸为圆形，为了便丁凸模和固定板的加工，将冲孔凸 模设计成台阶式。为了保证强度、刚度与便丁加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形， 小端圆柱局部。是具有锋利刃口的工作局部，中间圆柱局部是安装局部，它与固 定板按H7/m6配合，尾部台肩是为了保证卸料时凸模不致被拉出， 圆形凸模采用台肩式固定。6.2.2凸模长度计算凸模的长度是依据模具结构而定的。采用弹性卸料时，凸模长度按公式 L=hi+h2+h3计算， 式中L-凸模长度,mmh

15、i-凸模固定板厚度，mm;h2-卸料板厚度，mm ;h3-卸料弹性元件被预压后的厚度6.2.3凸模的强度与刚度校核一般情况下，凸模强度与刚度足够，由丁凸模的截面尺寸较为积适中， 估计 强度足够，只需对刚度进展校核。对冲孔凸模进展刚度校核：凸模的最大自由长度不超过下式：6.2.4凸模材料和技术条件凸模材料采用碳素工具钢 T10A凸模工作端即刃口淬硬至 HRC5660, 凸模尾端淬火后，硬度为 HRC 4548为宜。如图3所示：技术要求一材料采用碳素工具钢T10A.2.刃口淬硬至5660HRC尾端淬硬至4348HRC.图3冲孔凸模6.3凸凹模的设计6.3.1凸凹模的结构形式与固定方法凸凹模的结构简

16、图如图4所示：图4凸凹模凸凹模与凸凹模固定板的采用 H7/m6配合。6.3.2校核凸凹模的强度冲孔边缘与工件外开边缘不平行时，凸凹模的最小壁厚不应小丁材料厚度 t=2mm而实际最小壁厚为5mm故符合强度要求。6.3.3凸凹模尺寸确实定凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保证最小间隙为 Zmin=0.246mm内形6.5卸料与出件装置出件方式是采用凸模直接顶出的下出料方式。由丁卸料采用弹性卸料的方式，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元 件组成。卸料板:弹性卸料板的平面尺寸等丁或稍大丁凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍，卸料板与凸模的单边间隙按冷冲压工艺与模具设计表 3-32选 取,t

17、 Imnfl寸，单边间隙为0.15mm为了便丁可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口尺 寸端面0.30.5，卸料板的尺寸规格为：125mmX125mmX10mO为：45#钢。 如图6所示：图6卸料板卸料螺钉：卸料螺钉采用标准的阶梯形螺钉，根据卸料板的尺寸选择4个卸料螺钉，规格为，/T7650.5-94。如图7所示：45 X 0.5图7卸料螺钉卸料装置：由丁橡皮允许承受的负荷较大，安装调整方便，因此选用橡皮作为弹性元件， 卸料橡皮的选择原如此：为了保证卸料正常工作，应使橡皮工作时的弹力大丁或等丁卸料力 FxFxy=AF F式中Fx尸橡皮工作时的弹力，Al橡皮的横截面积，P2,由

18、冷冲压工艺与模具设计表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为 35 X 26 X 24根据工件材料厚度为2mm冲裁时凸模进如凹模的深度为1mm模具维修时 刃磨留量为2mm开启时卸料板高丁凸模1mm如此求得总工作行程：h工件=6mm,使用橡皮时，不应使最大压缩量超过橡皮自由高度的 35吩45浴如此是皮的自由高度应为：H=h/(0.25 0.30)=6/(0.25 0.30)=20 24mm模具组装时的预压缩量为：H 预=10吩 15% H取H预=3mm由此可知：安装橡皮高度尺寸为 21mm,式中的H 所需的工作行程。由上式所得的高度，还在按下式进展校核：35mm 85m心 38mm模架的闭合高度：1

19、60190mm垫板厚度：10mm凸模固定板厚度：22 mm上模底板厚：35 mm橡皮厚：24mm卸料板厚度10 mm凸凹模固定板厚度：45 mm下模底板厚：45 mm模具的闭合厚度：Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+456.6.4冲压设备的选择选用开式双柱可倾压力机J23-25 o公称压力为25t ,滑块行程为65mm,最大闭合高度270mm,滑块中心线至床身距离200 mm工作台尺寸：370 mm 560 mm垫板厚度：50 mm模柄孔尺寸：40 mm 60 mm.6.6.5紧固件的选用上模螺钉：螺钉起联接紧固作用，上模上 6个，45钢，尺寸为M8X70T模螺钉: 6个，45钢

20、，尺寸为M6X55销钉起定位作用，同时也承 受一定的偏移力.上模3个，45钢，尺寸为6X60.7压力机的校核7.1公称压力根据公称压力的选取压力机型号为 J23-25,所以压力得以校核；7.2滑块行程滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出 .这里 只是材料的厚度t=2mm卸料板的厚度H=10mmW凸模冲入凹模的最大深度 2mm, 即 S1=2+10+2=14mm H ( Hmin - H1)+10,得(270 - 70)-5 (190 - 70)+10即195 120 ,所以所选压力机适宜，即压力机得以校核.8模具主要零件加工工艺规程的编制8.1冲压模具制造技术要求模具精

21、度是影响冲压件精度的重要因素之一， 为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：a、 组成冲压模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相 应图样的要求。b、 组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达 到规定的平行度和垂直度要求c、 模具的功能必须达到设计要求.d、 为了鉴别冲压件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模 存在问题进展修整，直至试出合格的冲压件为止。8.2总装工艺总装图如图15所示：技术要求：1、 装配技术要求按GB/T14662-19922、 检验及验收技术要求按GB/T14662-19923、 模具使用设备为JB23-25

22、图15总装图1 一下模座2 一导柱3 一内六角螺钉C 8X 70 4 内六角螺钉C 8X 605 一导套6 一凸模固定板7一冲孔凸模8 一垫板9 一上模座10 一销钉11 一模柄12 一打料杆13 一连接推杆14-凸凹模15 一卸料板16 推件块17 一凹模18 活动挡料销19 一推板20一弹性橡胶21 一凸凹模固定板22 -卸料螺钉23 -导料销加工工艺路线：1备料2把导柱2安装在下模座1上。3把凸凹模14放在下模座1上面，按中心线装上凸凹模固定板 21,用螺钉 4把凸凹模固定在下模座上。4通过卸料螺钉22把橡皮20和卸料板15固定好，在卸料板上装好导料销 23和挡料销18。5把导套安装在上

23、模座上。6把4个冲孔凸模通过凸模固定板6和垫板8 一起固定到上模座9上，连同 凹模17 一起用螺钉3和销钉10紧固。7把模柄11装在上模座9上，用螺钉紧固，装上打杆12。8把组装好的上模座和下模座通过导柱导套组装起来， 中间装上2mM?的材料。9试模10调整到合格11入库8.3加工要求1模具配合加工零件在允许间隙内加工，落料凸凹模，冲孔凸模与固定板配 合后，底部磨平。2图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按 14级精度加工，未注粗糙度 的按Ra6.3um处理。3模具中各垫板的两承压面的平行度公差按 GB1184为5级。4模具中安装镖钉镖栓之螺纹孔与其通孔的位置公差不大丁 2mm或相应各孔配作。

24、5模具、模架与其零件的工件外表，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈 蚀等缺陷。6经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点与裂 纹等缺陷。热处理后应去除氧化皮，脏物油污。7配通用模架模具，装配后两侧面应进展同时磨削加工，以保证模具能顺 利装入模架。8.4主要零、部件加工工艺8.4.1垫板的加工工艺1备料外购标准模块 125m林125mm 10mm2按图纸要求画线，3在钻铢床上加工4检验5入库8.4.2凸模固定板的加工工艺1备料外购标准模块 125m林125mm 20mm2按图纸要求画线，3在钻铢床上加工四个C 8的凸模孔和两个C 6的销钉孔和六个C 9的螺钉 通孔4在电火花慢走丝

25、加工落料凸模孔5检验6入库8.4.3冲孔凸模的加工工艺1备料2锻造成直径为14m林55mm勺胚料3在数控车床上加工零件按图纸要求4按图纸要求热处理5检验6入库8.4.4卸料板加工工艺1备料外购标准模块 125mr 125m林10mnh2按图纸要求画线，3在钻铢床上加工六个 M6的螺钉通孔和一个C 6的挡料销孔，和两个C 8 的导料销与一个通过冲裁零件的孔4在铢床上加工剩余的局部5检验6入库8.4.5落料凹模加工工艺1备料外购标准模块 125mr 125m林28.5mml2按图纸要求画线，3在钻铢床上加工两个C 6的销钉孔和六个M6的螺纹孔4攻M6的螺纹孔5用电火花加工工作刃口6按图纸要求做热处理7检验8入库8.4.6凸凹模的加工工艺1备料2锻造成75m林75m林45mnt勺胚料3按图纸要求画线4在钻铢床上加工四个C 4和C6组成的阶梯孔5用电火花加工工作刃口6按图纸要求做热处理7检验8入库8.4.7凸凹模固定板的加工工艺1备料外购标准模块 125m林125mm 22mm2按图纸要求画线，x5用电火花加工工作刃口6按图纸要求做热处理7检验8入库