冲压模具设计说明书222.docx
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冲压模具设计说明书222
冲裁件的形状为非矩形或圆形结构，属于复杂形状，故凸凹模采用配合加工。
该冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等符合冲裁工艺的要求。
故决定采用单工序模即落料模进行加工。
二、讨论工艺方案及模具结构方案
工艺：
单一冲裁工序（落料），模具结构见装配图。
1、整体说明：
（1）上、下模板之间采用导向零件的目的：
导向装置可提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。
大批生产的模具更能体现其优点。
（2）这里采用弹性卸料板的理由：
弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。
借助弹簧、橡胶或气垫等弹性卸料装置卸料，兼作压边、压料装置和凸模导向。
2、凸模：
采用全长同一尺寸（等断面）的理由：
为了减少加工时的应力集中，使应力能均匀分布。
淬火时凸模下2/3为硬状态，上1/3保持为软状态用于紧配合。
3、凹模：
外形设计为矩形的理由：
方便加工。
工作段高度为8mm的理由：
参考资料[3]表2.40查得凹模孔口形式及主要参数。
出口段内孔表面为支柱面的理由：
为防止落料件的弹性后效而卡在落料口故采用孔表面为支柱面。
4、凸模每次冲裁完后深入凹模口1mm。
5、冲裁出的工件经过冲床工作台的落料孔落入料筐内，过程是：
冲裁时，后面某次的落料工件进入凹模口内，把停留在凹模口（工作段）最下面的一个工件推出，经过工作台的落料孔排除。
6、使用本模具的生产步骤：
1）按装配图的要求组装模具，在冲床工作台上定位。
2）调试模具，工作行程等。
3）将预先裁好的条料采用手工送料方式，利用挡料销和导料销定位。
4）进行冲裁。
三、工艺计算
1．毛坯尺寸的确定
由《冲压工艺学》P25表2-11查得搭边a和a1的数值分别为工件间a＝1.5，沿边b＝1.8。
且考虑条料裁剪时有公差Δ＝0.8。
（由《简明冷冲压工手册》P130表6-10）
分析各种排样方案
A方案：
横裁横排
B＝47+2b＝47+2×1.5＝50
B＝
＝
＝
一块板裁成的条数n＝1000/50.8＝19
一条能冲的件数n’＝（500-1.8）/（34+1.5）＝14
一块板冲出的总数N＝n×n’＝266
一块板的材料利用率η＝266×（42×34-20×20）/（1000×500）＝63.7%
B方案：
横裁纵排
C方案：
纵裁纵排
D方案：
纵裁横排
用同样的方法求出另三个方案的利用率比较它们各自的材料利用率如下表
方案
条数n
件数n’
总数N
利用率η
A
19
14
266
63.7%
B
26
10
260
62.3%
C
9
28
252
60.3%
D
13
20
260
62.3%
经比较选用利用率最大的排样方案A横排纵裁，即条料的尺寸为50.8×500
2．力参数的计算
（1）冲裁力P冲＝1.3F×τ
式中F——冲裁时的分离面面积
τ——材料抗剪强度，参考资料[2]得τ＝310~380MPa
则P冲＝1.3×2×162×1.5×380＝120.04KN
由《冲压工艺学》P23表2-10查得卸料力系数与推件力系数分别为K＝（0.04~0.05），
K取0.05
（2）卸料力P卸＝K×P冲K——卸料力系数
P卸＝0.05×112632＝6.002KN
（3）推件力P推＝n×K’×P冲n＝8mm/t8——凹模工作段长度t——工件厚度
K’——推件力系数
P推＝8/1.5×0.055*120.04≈35.21KN
（4）总冲裁力PΣ＝P冲+P卸+P
PΣ＝120.04+6.002+35.21=161.25KN
（5）压力中心的计算
x0＝
y0＝
带入公式得x0＝21y0＝14.5
3．模具工作部分（刃口）尺寸计算
为了保证凸、凹模间隙值，采用配合加工。
由于工件较复杂，其各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不相同，所以基准件的刃口尺寸按不同方法计算。
落料的模具刃口尺寸，先求凹模，再配制凸模
a．确定刃口名义尺寸
由《冲压工艺学》P18表2-7查得x＝0.75
对于A类有
A1＝34-xΔ＝34-0.75×0.22＝33.84
A2＝42-xΔ＝47-0.75×0.22＝46.84
对于C类有
C1＝（20+0.5×0.1）＝20.05
C2＝（20+0.5×0.1）＝20.05
b．确定刃口公差
对A类有δ＝0.22/4＝0.06
对C类有δ＝0.1/8＝0.01
即凹模名义尺寸及公差为
A1＝
mmA2＝
mm
C1＝20.05±0.01mmC2＝20.05±0.01mm
该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值
Zmin~Zmax＝0.132~0.240（由《简明冷冲压工手册》P136表7-3）
四、设备选型
由PΣ＝155882可知，冲床可选择16吨的额定压力满足要求。
选取冲床的技术参数如下表
冲床额定压力（吨）
25
滑块行程（mm）
65
行程次数（次/分）
55
模柄孔尺寸：
直径×深度（mm）
φ50×70
冲床最大闭合高度（mm）
270
连杆调节量（mm）
55
工作台尺寸（mm）
前后（mm）
560
左右（mm）
370
五、模具主要零件尺寸的确定
1．凹模（根据GB2858.1-81）
（1）：
先在断面上画出两对称轴的交点O
（2）：
根据压力中心的坐标，工作部分（刃口）的位置如右图。
（3）：
长度L凹、宽度W凹、厚度H凹：
H凹＝
＝25.149mm
取H凹＝26mm
孔边距C≥（1.5-2）×H凹C＝39~52
L凹＝L+2C≥152 W凹＝W+2C≥136
取L凹＝200mmW凹＝150mm
材料：
T10A
2．凸模固定板（根据GB2858.2-81）
L固＝L凹＝200mmW固＝W凹＝165mm
H固＝（0.6~0.8）×H凹＝15.6~20.8
取H固＝20mm
材料：
45#钢
3．凸模垫板（根据GB2858.3-81）
（1）.因为σp＝PΣ/S＝15582/1128＝15.47>σp＝11
为使其耐用，所以用垫板
（2）L垫＝L凹＝200mmW垫＝W凹＝160mmH垫＝10mm
材料：
45#钢
4．卸料板
L卸＝L凹＝200mmW卸＝W凹＝150mm
H卸＝（0.8~1）×H凹＝20.12~26取H卸＝25mm
取Z/2＝0.100（卸料板与凸模间隙）由参考资料[2]得
材料：
45#钢
5．上、下模板
H上模板＝（1－1.5）×2526mm取H上模板＝35mm
同样取H下模板＝26mm
取L板＝260mm
取W板＝205mm
材料：
HT200
6．弹性卸料板的弹簧计算
（1）设个数为n，弹簧的预压缩力P卸＝nP预（其中n＝4）
故P预＝P卸/n＝6002/4＝1500.5N
弹簧的总压缩量F∑＝F预+1+t+1+5（t——材料厚度）
计算弹簧参数
序号
H
H1
F1＝H-H1
F预＝（P预／P1）×F1
F∑＝F预+1+t+1+5
P∑＝（P预/F预）F∑
79
120
88.4
31.6
17.6
26.09
234.01
其中P1＝270kgft＝1.5mm（材料厚度）
H——弹簧在自由状态的高度（mm）
H1——弹簧受最大工作负荷的高度（mm）
P1——最大工作负荷（公斤力）
79号弹簧符合P1>P∑，F1>F∑
选79号的弹簧
序号
弹簧外径（mm）
钢丝直径（mm）
圈距（mm）
弹簧在自由状态的高度（mm）
弹簧受最大工作负荷的高度（mm）
最大工作负荷（公斤力）
每100件重量（公斤）
79
50
8.0
12.5
120
88.4
270
63.9
7．导柱、导套、模柄（根据GB∕T2851.3—90，GB2861.81，GB2861.，6-81）采用
配合；导套装在上模座上，采用
配合。
因凸、凹模间隙大于0.03mm，导柱与导套间用
配合。
导柱要保证模具闭合状态时，上端面不超出上模板的上平面，有
L导柱＝H闭-5-10＝215-（10-15）＝211.1，取212mm
在模具开启状态时，导柱上端面不离开导套，有
L导套＝H闭+滑块行程-L导柱-5+20＝275.+55-221-5+20＝104，取104mm
材料：
20#
模柄：
由参考资料[2]P389选得旋入式模柄，d=50mm、H＝90mm、的旋入式模柄（Q235）
8、螺钉，销钉
由参考资料[3]表2.45和2.46得，凹模处螺孔为M10，螺孔到凹模外缘距离为a1，a1＝1.25d，销孔到凹模最小距离为1.3d
由参考资料[4]附表3-4得，销钉选用d＝6，L＝50。
材料：
35#（共4颗）
由参考资料[3]表15.34得，卸料螺钉选用内六角卸料螺钉M10，L＝110，l＝14。
材料：
45#（共4粒）
由参考资料[2]附表7-1得，上模板，下模板的连接螺钉都选用内六角螺钉，M＝10，d＝10
L＝140和L＝160（各4粒）材料：
45#。
防松小螺钉为M4，L＝7。
材料：
45#（共1粒）
由参考资料[3]表15.49得，挡料6×4×2（1粒）、导料销为d＝6，L＝12。
材料：
45#（共3粒）
螺钉孔
M4
M6
M8
M10
M12
M16
M20
A
淬火
不淬火
8
6.5
10
8
12
10
14
11
16
13
20
16
25
20
B
淬火
7
12
14
17
19
24
28
C
淬火
不淬火
5
3
销钉孔
4
6
8
10
12
16
20
D
淬火
不淬火
7
4
9
6
11
7
12
8
15
10
16
13
20
16
9、凸模长度
弹簧预压缩后的高度H预＝H-F预＝120-24.67＝95.33
凸模工作段长度Lx＝H预+H卸-1（1表示缩入卸料板的深度）＝95.33+22-1＝119.33
凸模连接段长度L连＝H固+（2-3mm）（2-3mm表示铆接余量）＝20+2＝22
凸模总长度L凸＝Lx+L连＝119.23+22＝141.23，取142
10、．模具闭合高度计算（按旧凸模时上模的工作行程算）
从几何关系得：
H闭＝H上板+H垫+H固+（H-F∑）+H卸+t+H凹+H下板
＝35+10+20+（120-26.9）+25+1.5+26+35＝246.25取246mm
（H表示弹簧总压缩量;F∑表示弹簧自由高度）
综合各尺寸，经过适当的对比、计算及调整，根据标准中所选择的各板料的标准，选择所需的模板的所用的标准、尺寸及数量、材料。
（详细见装配图）
六、模具在设备上安装空间的检查
①Hmax＝270Hmin＝Hmax–M＝270-55＝215（M为冲床连杆调节量）H闭＝215
满足Hmax–5＝265≥H闭≥Hmin+10＝225的要求。
②长度、宽度的检查：
（见右图）
工作台前后尺寸为560mm,（570-205）/2＝186mm
满足下模板边缘与工作台边缘的距离≮50~70mm的要求。
工作台左右尺寸为370mm,（370-260）/2＝55mm
满足下模板边缘与下料孔外围的距离≮40~50mm的要求。
参考文献
1、肖景容，姜奎华《冲压工艺学》北京：
机械工业出版社，1999年5月
2、万战胜《冲压工艺及模具设计》北京：
铁道工业出版社，1995年1月
3、郝滨海《冲压模具简明设计手册》北京：
化学工业出版社，2005年1月
4、冯开平，左宗义《画法几何与机械制图》，广州：
华南理工大学出版社，2004年7月
5、王昆，何小柏机械设计课程设计高等教育出版社1995年12月
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