制定电器开关网芯零件的冲压工艺规程及模具设计.docx

1、制定电器开关网芯零件的冲压工艺规程及模具设计制定电器开关网芯零件的冲压工艺规程及模具设计制件如图1所示，材料为黄铜H62（软），厚度1.2mm制件精 度为IT14，形状简单，尺寸也不大，大批量生产，属于普通冲压 件。图1电器开关网芯零件图1冲压件进行工艺分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和 模具设计时，应特别注意以下几点：1） 该制件为圆形拉深件，因此在设计时，毛坯尺寸的计算是一 个重点。2） 要确定落料、拉深、冲孔各工序的顺序。3） 制件不大，可能需要经过多次拉深。如果需要经过多次拉深, 则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和 模具设计的关键。4） 冲

2、裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定， 应符合制件的要求。5） 各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯2工艺方案的分析和确定（1）工艺方案分析 根据该零件的形状特征，该产品属于拉 伸件，需要进行落料、冲孔、拉伸三道工序。根据落料、拉深、冲孔各工序三道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序, 即得出工艺方案，具体可排出一下五中方案：方案一：落料与拉伸复合，冲孔独立完成方案二：先落料，拉伸与冲孔复合。方案三：先落料，再拉伸，最后冲孔，即单工序模。方案四：落料、拉伸、冲孔复合，组成复合模。方案五：拉伸、冲孔、落料组成级进模。方案一中，形位精度相对较底，但是模具结构较简

3、单，制造 周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，中小批量生产比 较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。方案二中，形位精度相对方案二高，但是模具结构较复杂， 制造周期较长，生产成本较高，由于拉伸和冲孔磨损速度不一样, 修复较困难。方案三中，由于是单工序模，模具结构简单，生产成本底， 但是生产效率底，生产批量不大，产品的形位精度不高，生产不 太安全。方案四中，落料、拉伸、冲孔组成复合模，形位精度较高， 但是模具结构复杂，制造周期较长，生产成本较高，落料、拉伸、 冲孔中凸凹模的磨损速度不一样，修模比较困难，适合大批量生 产，生产比较安全。方案五中，采用级进，模具结构复杂，制造周期长，生产成 本高

4、，因此只有在大量生产中才较合适。根据现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案。（2）主要工艺参数计算计算拉深工序间尺寸：为了计算拉深工序间尺寸必须先确定 拉深次数从而确定计算方法。* cL 一 -11.一 11图21)毛坯尺寸零件的相对高度 h/d = (16-0.6)/(45-1.2) = 0.352，而高度h1020mm根据文献1查表4 3可知，修边余量3= 1.2伽, 因而毛坯直径为D = ,d2 4d2(h ) 6.28rd, 8r di = 45-(4.5+1.2) X 2= 33.6 mm,d2= 45-1.2 = 43.8 mm,S= 1.2 m,h= 16-4.5-1.

5、2 = 10.3 m, rg= 4.5+0.6 = 5.1 m调整到 m= 0.626 , di = 0.626 X 7043.8 伽（3）计算各工序冲压力1）落料拉深工序根据文献2查表4-12 H62的6 b= 294MP根据文献1查表2 2 得 K卸=0.04,K 顶=0.06 , K推=0.06落料力计算：F 落=Lt 6 b= 3.14 X 70X 1.2 X 29478KN卸料力计算：F卸=K卸F落=0.04 X 78 3 KN拉伸力计算：F 拉深=KLt 6 b= 0.79 X 3.14 X 70 X 1.2 X 294 62KN根据文献1查表4 20得修正系数K= 0.792）拉

6、深时的压边力：F压=Ap= 2257X 25KN根据文献1查表4-19得p=2。3）总压力计算F 总=F 落 + F 卸 + F 拉深 + F 压=78+ 3 + 62+ 5= 148 KN4）冲孔冲裁力：落料力计算：F 孔=Lt 6 b= 3.14 X 30 X 1.2 X 294= 33KN卸料力计算：F卸=K卸F落=0.04 X 33 2 KN推件力计算：F推=K推F落=0.06 X 33 2KN总的冲压力：F总冲=F落+ F卸+ F推=33+ 2+ 2 = 37KN3模具压力中心的确定由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形，而且只有一 个工位，因此压力中心必定与制件的几何中心重合。4

7、模具主要零件尺寸的确定根据确定的冲压工艺方案和制件的形状特点、要求等因素确定冲 模的类型及结构形式。（1）模具结构形式的选择 只有拉深件高度比较高时才能采用 落料、拉深复合模具。这是因为浅拉深件若采用复合模，则落料 凸模（兼拉深凹模）的壁厚会太薄，造成模具的强度不足。这里70 45凸凹模的最小壁厚为 bmin = =12.5mm,零件的材料强度不是很2大，能够保证足够的强度，故采用用复合模的结构形式是合理的。(2)模具工作部分的尺寸和公差的确定1)计算落料凸、凹模刃口尺寸本制件为简单轴对称图形，故按配合法计算凸、凹模忍口尺寸根据文献1查表2-11得：x仁0.50.190根据文献1查表2-6得Z

8、min=0.072mm Z ma=0.096mm则凸模尺寸为DP=6800.192)计算拉深凸、凹模工作部分尺寸根据文献1查表4-23得S p=0.03mm S d= 0.05mm凸模尺寸：Dp= (43.8+0.4 X 0.52 ) 00.03=440凹模尺寸：Dd= (43.8+0.4 X 0.52+2 X 1.3 )。0.05=46.6。0.05(3)模具结构的设计模具根据凹模尺寸，挡料装置、定位销、螺钉等布置，根据文 献3查表22.4-30选用后侧导柱模架，凹模周界 200X 200, 上模 座 GB/T 2855.5,下模座 GB/T 2855.6,导柱 GB/T 2861.1,导套

9、 GB/T 2861.6。其他模板按国家标准选用。(4)卸料、压边弹性元件的确定1)确定卸料弹簧计算的卸料力F卸=3 KN选用四根弹簧，则每根弹簧的受力为 F=750N选用的弹簧直径为3.0mm,中径为16mm节距为6.64mm 每圈最大工作负荷为110.65N，每圈最大变形为4.317mm选用十 圈。H 自=6.64 X 10=66.4mm取预紧高度为L预=2.4mm安装高度为 H装=H自-L预=(66.4-2.4)mm=64mm卸料力为 F=25.63 X 30.4=780N750N 符合要求。2)确定压边弹性元件选择压边元件为橡胶。1确定橡胶的自由高度H自，根据文献2表3-9得：H自=L

10、工/0.3+h修模式中，L工为模具的工作形成再加13mm本模具的行程高度为 L工=21mm h修模的取值范围为46mm这里取中间值 5mmH 自=(21/0.3+5)mm=75mm2确定橡胶的横截面积AA=F/qF 由前可知为 F=5KN q=0.26 0.5MPa,这里取 q=0.4 MPa。则 A=5000/0.4=12500mm 2取橡胶的的直径为160mn,因为压力机的工作台的孔为180mm(5)冲裁件的排样以有废料排样为依据:b11 / / / / V /1 / / /X/ /ta-图3根据文献4查表3-20得a= 0.8伽，B= 1.0伽。对于软黄铜 要取大点，则a=2mm,b=2

11、mm图4表1-1落料拉深复合模零件序号名称数量材料规格/mm热处理1内六角圆柱螺钉435钢M12X 1002A型滑动导柱220钢 32 X210渗碳5862HRC3A型圆柱销235钢 12 X1004顶杆345钢 12 X10045 50HRC5压边环145钢 89 X 2556 58HRC6固定挡料销345钢A10X 67A型滑动导套220钢 45 X110渗碳58628凸凹模1T10A70X 125X 5656 58HRC9垫板1T7A 200X 5010开槽锥端紧定螺钉145钢M4X 1011压入式模柄1Q235 50 X11012内六角圆柱螺钉445钢M12X6013卸料螺钉440钢M

12、8X 5530 35HRC14上模板1HT250290 X 280 X 50焖火15打料杆245钢 14 X20045 50HRC16A型圆柱销245钢 10 X 6017弹簧465Mn 1.8 X 1618卸料板1Q275200X 70X 1219凹模1T10A200X 70X 2060 62HRC20打料块140钢 45 X 3340 45HRC21凸模145钢 42.6 X 6760 62HRC22垫块145钢200X 70X 5023下模板145钢290 X 280 X 50焖火5模具凸凹模的校核凹模高度的校核根据文献3查表20.1-18凹模的强度计算公式：H 5F 2d):S 3do

13、7根据文献2查表4-12得6 s = 353Mpa d= 70mr，i dO = 90mm F=78000N(1凹模的厚度20mmH，符合要求。凸模的长度校核根据文献3查表20.1-10凸模的稳定能力校核计算公式:Lmas C 2Ed3 t(f)查表 20.1-11 得 C=0.1根据文献2查表 4-12 得 t =450MPa E=200X 10 MPad0= 90mm t=1.2mm2 200 90Lmae 0.1 , 73mmV 1.2 450凸模的高度为H= 67伽w Lmax符合要求。其它尺寸及销钉、螺钉等的确定都是事先按照强度计算来选择 的。6选择冲压设备由于该制件是一件小型制件，

14、且精度要求不高，因此选用开式 可倾压力机。它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的 优点。由于冲裁、拉深复合模的压力行程的特点是在开始阶段即需要很大的压力，而在拉深阶段所需的反而要小的多。因此若按 总的压力来选取压力机，很可能出现虽然总的压力满足要求，但 是在开始阶段冲裁时已经超载。同时，选用拉深压力机还应该对 拉深功进行校核，否则会出现压力机在力的大小满足要求，但是 功率有可能过载，飞轮转速降低，从而引起电动机转速降低过大， 损坏电动机。因此精确确定压力机压力应该根据压力机说明书中 给出的允许工作负荷曲线，并校核功率。但是在一般条件下，可 以根据生产车间的实际情况，在现有压力机中选取。在

15、这里根据 总压力为148 KN根据文献表2-3提供的压力机公称压力序列 中选取350KN的压力机，型号为J23-35。模具的总体尺寸长290宽280高214.2，压力机参数如表1-2 表1-2压力机参数7冲压工艺单表1-3冷冲压工艺卡南昌航院冷冲压产品型号零(部)件名共页工艺卡片称产品名称电器开关网芯零件零（部）件型号第页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每毛d坯可制件数毛坯质量辅助材料H62（软） 45 X 16X 1.2条料710X 7210工序号工序内容加工简图设备工艺 装备工时1下料剪床 上裁板710X 72 d 料JQ11-3X 12002冲压落料、拉深J23-253检验按产品 图纸检 验456编制（日期）审核（日期）会签（日期）8设计小结通过两个星期的冲模设计，是对以前所学知识的一次综合运用, 做到学有所用，既是对自己能力的锻炼也是对自己学习的检验， 为以后走上工作岗位打好基础。同时对以前感到困惑的知识点， 通过这次设计，豁然开朗。同时感谢老师耐心的指导和同学的帮 助。9参考资料文献1 姜奎华主编.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社1998文献2 史铁梁主编.模具设计指导.北京：机械工业出版社2003文献3 肖祥芷、王孝培主编.中国模具设计大典（3）.南昌：江西科技出版社2003文献4 冲模设计手册编写组编著 .冲模设计手册.北京：机械工业出版社1996