底板落料冲孔复合模设计.docx
《底板落料冲孔复合模设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《底板落料冲孔复合模设计.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
底板落料冲孔复合模设计
1工艺性分析………………………………………………………….………1
1.1零件图分析………………………………………………………...............1
1.2零件工艺性分析…………………………………………………………..1
2工艺方案确定……………………………………………………….………1
2.1冲压基本工序的确定…………………………………...............................1
2.2工序数目及顺序的确定………………………………………...................1
2.3方案的比较……………………………………………………...................2
3工序设计和工序尺寸计算……………………………………………….…3
3.1工序分类…………………………………………………….......................3
3.2排样方式的确定…………………………………………………...……....3
3.3步工序简图及尺寸…………………………………………………...........4
4工艺设计和工艺尺寸计算………………………………………….………4
4.1工序二冲裁力计算……………………………….……...…………..….…5
4.2冲孔凸模尺寸计算…………………………………………………...…....5
4.3冲孔凹模尺寸计算………………………………………..……….…..…..5
4.4落料凸模尺寸计算………………………………………………….....…..5
4.5落料凹模尺寸计算………………………………………………...….…...6
4.6力中心的计算…………………………………………………….….….....6
4.7模工作零件尺寸计算……………………………………………….….....6
4.7.1落料凹模的外形尺寸及结构……………………………………...….6
4.7.2冲孔凸模的外形尺寸及结构……………………….………….….….7
4.7.3凸凹模的外形尺寸及结构………………………………………….…...8
5模具总体机构的确定……………………………….……………………..9
5.1确定模具结构形式…………………………………………………...…9
5.1.1模具类型选择………………………………………………………….….9
5.1.2操作方式选择……………………………………………………….........11
5.1.3材料送进、定位方式选择…………………………………………..…...11
5.1.4卸料、推件、压边装置选择………………………………………..…...11
5.1.5导向装置选择……………………………………………………….........12
5.2初步确定模具外形尺寸………………………………………………………13
6选用设备…………………………………………………………………............13
6.1压力机的选用…………………………………………………………………..13
6.2模柄的选用……………………………………………………………………..14
参考文献……………………………………………………………………..............15
1.工艺性分析
1.1分析零件图
零件图所示工件为底板，材料为A3—GB700-65,厚度为t=2.5mm。
1.2零件工艺性分析
零件的尺寸公差无特殊要求，按图中所给级别选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。
由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。
材料为A3钢，各参数如下表：
表1.1材料的力学性能
参数
材料名称
抗剪强度
τ/Mpa
抗拉强度
σb/Mpa
屈服点
σs/Mpa
延伸率
δ10/%
数值
A3
310~380
440~470
240
21~25
2.工艺方案的确定
2.1冲压基本工序的确定
零件属于大批量生产，工艺性较好。
最窄处小孔距板边缘的距离为2.25mm（零件图所示），而复合模的凸凹模最小壁厚需要5.8mm（见参考资料1，表3.7），因此不适合采用复合模，然而采用连续模太过于复杂，同时成本较高。
因此在此处宜采用单工序冲孔模。
2.2工序数目及顺序的确定
由于大批量生产，所以冲压加工过程要求提高生产效率，降低生产成本来满足生产要求，可要求工序数目尽量减小，应尽量把工序集中起来，采用复合模或级进模进行冲压，很小的零件，采用复合或连续冲压加工，既能提高生产效率，又能安全生产。
根据生产经验，集中到一副模具上的工序数量不宜太多，对于复合模，一般为2-3个工序，最多4个工序，对于级进模，集中的工序可多些。
最终顺序为落料冲孔→冲孔。
2.3方案的比较
综合考虑生产成本、生产效率、批量生产等因素，可确定以下几个方案：
方案一：
采用复合模，落料冲孔复合模，由于零件的约束，孔到边的最小距离太小，小于凸凹模的最小壁厚。
方案二：
采用连续模，但是考虑到零件的工艺性，需要采用较多的工步，使模具太过于复杂，占地面积太大，不很实际
方案三：
采用落料冲孔复合模，然后再采用冲孔单工序模，定位准确，精度高，比较实际，综合考虑采用方案三。
3.工序设计和工序尺寸计算
3.1工序分类
针对零件工艺性分析确定为两工序：
1.冲孔落料复合模；2.冲孔单工序模。
尺寸根据零件图确定。
3.2确定排样方式
无废料排样是指工件与工件之间、工件与条料侧边之间均无废料。
少废料排样是指沿工件的部分外形切断或冲裁，而无废料只有冲裁刃之间的搭边。
无废料排样是全部沿工件外形冲裁，在冲裁刃之间，工件与条料之间均无搭边。
因此，本设计采用有废料直排方式排样（取板材规格为1000×1000×2.5）
如附图所示。
图1直排法排样
工件的有效面积：
由于使用的是弹性卸料板，查表2.8知，当L>50,搭边值a=3，
。
条料宽度
（查表2.9知，Δ=0.8）
54+2×3+0.8=60.8mm
条料长度为1000mm，则条料上可冲压工件数为
n=
取n=17个
可裁条数为
取S=16条
所以板材利用率
3.3各步工序简图及尺寸
图2工序一图3工序二
4.工艺设计与计算
4.1工序一落料冲孔模冲裁力的计算：
根据公式
得,其中K取1.3
首先计算冲孔部分的冲裁力：
然后计算落料部分的冲裁力：
根据公式，则落料的卸料力为
查参考文献1表2.6得
，故
根据
得，其中
=0.05，则冲孔部分的推件力
4.2冲孔凸模刃口尺寸计算
中、小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。
本设计选用
由公式：
得
式中dmin——冲孔件的基本尺寸；
dp——冲孔凸模刃口尺寸；
X——磨损系数，查表取得X=0.03；
Δ——工件的制造公差，查表取得0.03mm；
δp——凸模制造公差，取
，为0.02mm；
代入公式得：
4.3冲孔凹模刃口尺寸计算
由公式：
式中dp、dd——冲孔凸、凹模刃口尺寸；
Zmin——凸凹模最小双边间隙，查得Zmin=0.36m；
δd——凹模制造公差，取为
=0.03mm；
代入公式得：
4.4落料凹模刃口尺寸计算
由公式
得：
式中
—落料凹模尺寸,mm；
—落料件最大公称尺寸，mm；
—落料件公差,mm;
x—系数，查表取0.3
—凹模制造公差，mm；
代入公式得：
4.5落料凸模刃口尺寸计算
由公式
得：
式中
—落料凸模尺寸，mm；
—凸、凹模的最小双面间隙，mm；
—凸模制造公差，mm；
代入公式得：
4.6压力中心的计算
冲裁模的压力中心就是冲裁合力的作用点。
冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳的工作，否则滑块就会受到偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨以及模具的不正常磨损，降低冲床和模具的寿命。
所以设计模具时必须使其通过模具的轴线，从而保证模具的压力中心与冲床滑块中心重合。
由于零件形状对称，故其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即圆心。
4.7冲模工作零件尺寸计算
4.7.1冲孔凹模的外形尺寸及其结构
1.外形尺寸
（1）落料凹模厚度计算公式如下：
K——系数，查得K=0.30；
b——凹模刃口尺寸（mm）。
代入得H=0.30××54=16.2mm。
又因为H不能小于15mm，为保证有足够的强度取H=25mm。
（2）凹模厚度：
由料厚t=2.5mm，以及冲裁力结合参考资料1，的表3.4，最终确定C=60mm。
（3）最终的外形尺寸为：
L×B=170mm×145mm
2.结构形式
其结构形式如下图示：
图4凹模外形
材料为：
T10A硬度要求为：
（62+-2）HRC
4.7.2冲孔凸模的外形尺寸及结构
1.外形尺寸
由于采用的固定卸料板和垫板，凸模长度应该采用公式：
式中：
—固定板厚度，mm;
—落料凹模厚度，mm；
—垫板厚度，mm;
—附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度，取1mm，总修模量（取10mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（取15mm）等因素确定。
综合考虑后选行L=60mm。
2．结构形式
如下图：
图5凸模外形尺寸
材料为：
T10A硬度要求：
HRC60~62尾部回火HRC40~50
4.7.3凸凹模的外形尺寸及结构
凸凹模存在于复合模中。
凸凹模内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响：
凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，涨力小，最小厚可以小一些；凸凹模装于下模（倒装复合模），柱形孔口、内孔积存废料，涨力大，最小壁厚要大一些。
根据冲模结构的要求，凸凹模的外径D=53.79mm，厚度a=12.24满足最小壁厚的要求。
5.模具总体结构的确定
5.1确定模具结构形式
5.1.1模具类型选择
根据方案分析比较的情况，本设计为方案三的工序二落料冲孔模，模架选用滑动后侧导柱模架，导柱在后侧，可以从左、右、前三个方向送料，操作比较方便。
上模座外形结构如图：
图7上模座外形尺寸
上模座主要参数如下表5.2：
表5.2上模座GB/T2855.6主要参数（mm）
主要参数
凹模周界
H
h
L1
L
B
D0
数值
125
125
35
30
-
130
主要参数
S
A1
A2
R
l2
D
数值
130
85
150
35
60
35
下模座的外形结构如下图：
图8下模座外形尺寸
其下模座主要参数如下表5.1：
表5.1下模座GB/T2855.6主要参数（mm）
主要参数
凹模周界
H
h
L1
L
B
D0
数值
250
200
45
45
30
200
主要参数
S
A1
A2
R
l2
d
数值
250
130
235
45
80
14
5.1.2操作方式选择
由于零件需要采用2道工序，此为第一工序宜采用自动，自动送料。
5.1.3送进方式和定位方式的选择
所送料为剪板机裁后的条料其尺寸为1000×60.8×2.5，采用自动送入模具内。
条料靠在凹模上的3个定位销钉定位。
5.1.4卸料、推件、压边装置的选择
5.1.4.1卸料装置
卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹性卸料板和废料切刀等几种。
卸料板除把板料从凸模上卸下外，有时也起压料或为凸模导向的作用。
由于采用倒装的复合模具，落料凹模在上模因此，采用弹性卸料，使废料顶出与落料凸模分离。
5.1.4.2推件装置
推件装置有刚性和弹性两种。
弹性推件器一般装于下模座下面，与下模板相连。
这种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，还可用于卸料和缓冲。
刚性推件器一般装于上模，推件力大切可靠。
其推件力通过打杆→推板→推杆→推块传至工件。
本模具采用打料杆将工件推出。
其具体工作情况参考装配图。
5.1.4.3压边装置
由于板料够厚，在本模具上不需压边装置。
5.1.5导向装置选择
5.1.5.1导向零件设计与标准
导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。
在中、小型模具中最广泛采用的导向零件是导柱和导套。
本设计所选用的模架配套的是两个导柱。
一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。
5.1.5.2导柱结构尺寸
导柱的结构形式如下图示：
图9导柱外形图
主要的参数如下：
d=32mmL=210mm
5.1.5.3导套的结构
导套结构形式如下图示：
图10导套外形图
主要参数如下表：
表5.3滑动导套尺寸
参数
d
D
L
H
l
油槽数
数值
32mm
48mm
120mm
23mm
15mm
2
5.2初步确定模具外形尺寸
初步确定模具的外形尺寸为H×L×B=340mm×283mm×247mm
6选用设备
6.1压力机的选用
根据所计算所需的总的力，选用压力机型号为开式双柱可倾压力机JH21-45
其技术规格如下表所示：
表6.1JH21系列开式固定台压力机技术参数
公称压力/Kn
滑块行程/mm
滑块行程次数/（次/min）
最大封闭高度/mm
封闭高度调节量/mm
滑块中心线至床身距离/mm
立柱距离/mm
工作台尺寸/mm
工作台孔尺寸/mm
前后
左右
前后
左右
直径
450
120
80
270
60
225
220
810
440
200
290
260
垫板厚度尺寸/mm
模柄孔尺寸/mm
滑块底面尺寸/mm
直径/mm
深度/mm
前后
左右
60
50
60
-
-
6.2模柄的选用
中小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。
本设计采用凸缘模柄，
（JB/T7646.1—1994），其基本的外形尺寸如下图：
图11凸缘模柄
其基本参数如下表：
表6.2凸缘模柄基本尺寸（mm）
d
d1
L
L1
L2
d2
d3
d4
h
基本尺寸
极限偏差
50
26
104
18
5
12
76
8
10
材料：
Q235—A·F
技术要求：
按JB/T7653—1994的规定模柄A50×100JB/T7646.1
参考文献
[1]《冲压工艺及模具设计》吴诗淳主编西北工业大学出版社
[2]《中国模具设计大典（数据库）》夏巨嵁主编中国机械工程学会
[3]《冲模结构设计要领与范例》周大隽主编机械工业出版社
[4]《冲压技术实用数据速查手册》张正修主编机械工业出版社
[5]《冲压模具设计结构图册》薛啓翔主编化学工业出版社
[6]《冷冲压模具设计指导》王芳主编机械工业出版社
升级会员 