冲裁模具设计说明书

工件名称：焊片 生产批量：大批量 材料：H62 厚度：0.7mm1、 零件的工艺性分析 （1）结构工艺性 该零件结构简单，形状基本对称，无悬臂和凹槽，孔边距大于1.5倍料厚，孔径大于无保护装置凸模冲孔的最小尺寸，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。 （2）精度 该零件尺寸均未注公差的一般尺寸，按照惯例取IT14等级，因此可以通过普通冲裁方式保证零件的精度要求。 （3）原材料 H62材料适合一般的冲裁加工。 综上所述，该零件具有良好的冲裁工艺性，适合冲裁加工。2、 工艺方案确定 该零件需要落料、冲孔两道工序完成，可采用的方案有三种： 方案一：单工序冲裁，先落料在冲孔。 方案二：复合冲裁，落料冲孔同时完成。 方案三：级进冲裁，先冲孔再落料。 由于是大批量生产，因此方案一不满足生产效率要求。如果采用方案三的话，材料需要保证形位精度，则需要在模具上安装导正销导正，模具制造和安装较复合模复杂。因此采用方案二，即复合冲裁。3、 模具总体设计 采用倒装复合模。 （1）送料及定位方式 采用手动送料，导料板导料，挡料销挡料。 （2）卸料与出件方式 采用弹性卸料装置卸料，刚性推件装置推件。 （3）模架的选用 选用中间导柱导向的滑动导向模架。4、工艺计算 （1）排样设计 根据零件形状，选择有废料的直对排样类型，查表3-3得搭边a=2mm,侧搭边a1=1.5mm，查表3-4得裁板误差=0.5mm,进距为S=6+2+4.5+2+6=20.5mm，条料宽度B=24+1.52+0.5=27.5mm，于是得到下图所示的排样图2。图2原材料规格一般选用600mm1200mm0.7mm的H62黄铜，可以剪切成每块27mm1200mm0.7mm,可以剪切成22条，每条条料可以冲出117个零件，由图1可以计算出该零件面积为A=128.61mm,则材料利用率为 H=NA/LB=11722164.92/6001200100%=59.0% （2）冲裁工艺力计算由于采用复合模冲裁，则总的冲裁力F为落料力F1和冲孔力F2之和，其中：H62(硬质)一般抗剪强度为412MPA落料力F1=KL1tb=1.3（123.144.5/120.5123.14+9.752+3.142.25）20.7412N=42.89KN冲孔力F2=K2L2tb=1.3(6.33.14+3.141+21)20.7412N=18.70KN总的冲裁力：F=F1+F2=42.89KN+18.70KN=61.59KN卸料力F3=K3F1=0.0442.89KN=1.72KN查表3-30得n=5/0.7=7；K3、K4由表3-8查得。推件力F4=nK4F2=0.0618.707=7.85KN（3） 压力中心计算图三 1）建立图三所示的坐标系，垂直方向为Y轴，水平为X轴。 2）因零件左右对称，即 x c 0。故只需计算 y c 。 将工件冲裁周边分成 12圆弧、6.3圆、R2.25圆弧、竖直方向直线段、R1的小孔段基本线段，求出各段长度的重心位置。 12圆弧周长33.09mm，y=-5.43 6.3圆y=0 竖直方向直线段周长20.38mm，y=10.655 R2.25圆弧周长7.068mm,y=17.19 R1的小孔段周长5.14mm,y分别为16.39,14.11,15.25因此，单个压力中心为y=237.40/65.68=3.61mm,即单个压力中心坐标（0,3.61）总的压力中心为y=（3.61+8.39）/2=6，x=(0+10.25)/2=5.13,总的压力中心坐标为（5.13,6）5、 初选压力机 总的冲压力=+=（61.59+1.72+7.85）KN=71.16KN查冲压模具设计实用教程P154附录B2，初选用JB23-10和JB23-16。6、模具零件的详细设计 （1）工作零件设计 该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件，外形尺寸由落料获得， 小孔尺寸则由冲孔得到。1）模具间隙 选用iii类冲裁间隙，查表3-20得：单边间隙C=（58）%t，故Cmin=0.050.7=0.035mm，Cmax=0.080.7=0.056mm2）冲孔6.3 的孔凸凹模刃口尺寸的计算；由于制作简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下：凸凹模制造公差按照IT7、IT8取用，凸模制造公差p=0.015mm，凹模制造公差d=0.022mm，满足d+p2（Cmax-Cmin）查表3-24得x=0.5,=0.362凸模尺寸：d =(d+x) =(6.3+0.50.36) =6.48凹模尺寸：d =(d +2Cmin) =(6.48+20.035) =6.553）冲椭圆孔孔R1 的孔凸凹模刃口尺寸的计算: 尺寸比较小，采用凸凹模配作法，以冲孔凸模尺寸为基准，以磨损后减小尺寸来计算尺寸3的：x=0.5,=0.40,a =(a+x) =(3+0.50.40) =3.20尺寸R1的：x=0.5,=0.20,a =(a+x) =(1+0.50.20) =1.10尺寸2的：x=0.5,=0.40,a =(a+x) =(2+0.50.40) =2.20 4）外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算 此落料件为形状较为复杂的零件，所以利用凸凹模配作法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸的公差等，确定 x 采用配作法，这里以第一类尺寸，即磨损后增大的尺寸来计算：查表3-24得：尺寸12的x=0.5，=0.20 尺寸24的x=0.5,=0.40 尺寸R=2.25的x=0.5,=0.20查实用冲压技术手册P43可以知道当d、p无现成资料时候，一般取d=2p,p=1/4。因此：尺寸12的A1=（12-0.50.2） =11.9 尺寸24的A2=（24-0.50.4） =23.80 尺寸R=2.25的A3=（2.25-0.50.2） =2.24落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是 23.80mm,2.24,11.9 不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值 Zmin=0.140mm 5)落料凹模的结构设计及标准选用 凹模采用整体式凹模，外形为矩形，落料凹模材料选用Cr12MoV，热处理6064HRC。各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。安排凹 模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模 柄中心重合。整体式凹模装于上模座上, 凹模高度可按经验公式计算:查表3-29得K=0.32 ，凹模高度H=Kb=0.3224=7.6815mm,故取H=15mm凹模壁厚c=(1.52)H=22.530,故取c=30mm,凹模长度L=+2c=23.80+230=83.80mm凹模宽度B=+2c=18.50+230=78.50mm查表3-31得实际凹模尺寸：LBH=125100166) 落料凸模（凸凹模）的设计 结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个M6的螺钉固定在垫板上，凸模长度L=h1+h2+t+（h1为固定板厚度，h2为卸料板厚度，t为冲板料厚度，为增加的长度）L=16+12+0.7+15mm=43.7mm，采用比较标准的长度45mm。 7）冲孔6.3凸模的结构设计及标准选用采用倒装复合模装置，因此其凸模长度按照L=h1+h2计算：（h1为固定板厚度，h2为落料凹模厚度）L=16+16mm=32mm 选用常用标准圆柱头缩杆圆凸模的结构形式，查表3-27得 13mm6.48mm45mmJB/T5826-2008，材料选用Gr12MoV，故热处理硬度为5862HRC。因为凸模长度只要32mm，故采用45mm的标准件，然后裁掉13mm即可。8） 冲非圆形孔（长度为3，宽度为2，R为1）的凸模的设计 材料选用Gr12MoV，故热处理硬度为5862HRC。结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用一个横销固定在垫板上。凸模长度为32mm.（2）其他板类零件的设计1）模架选用采用中间导柱滑动导向模架，查冲压模具设计实用教程由GB/T2855.11-1990查得：上模座12510030由GB/T2855.2-1990查得：下模座12510035材料都选用HT200 GB/T9436-19982） 固定板、垫板的设计由于落料凹模尺寸比较大，因此直接用M6螺钉固定在冲孔凸模固定板上。固定板采用经验公式，一般为凹模厚度的0.60.8倍，因此凸模固定板厚度在9.612.8，查冲压模具设计实用教程P162页，取16mm作为厚度，即凸模固定板尺寸：12510016，材料45钢 JB/T7643.2。相应选出冲孔凸模垫板的尺寸，采用矩形垫板，厚度6mm，故垫板尺寸为1251006 材料45钢 JB/T7643.2，3） 卸料板的选用查表3-39得卸料板的厚度为12mm，则卸料板尺寸为12510012 45钢，热处理硬度4348HRC，在模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口 0.3 0.5mm，以便顺利卸料。（3）导柱导套的选用 查冲压工艺及模具设计课程设计指导书表10-39、表10-42得：滑动导向导柱 A h5 18130 GB2861.6-81滑动导向导套 A H6 187028 GB2861.6-81滑动导向导柱 A h5 20130 GB2861.6-81滑动导向导套 A H6 207028 GB2861.6-81材料：20Gr，表面渗碳，硬度5862HRC（4） 模柄的选用 根据初选设备JB23-10模柄孔的尺寸，查冲压工艺及模具设计课程设计指导书表10-47得，压入式模柄（GB2862.1-81）A 30mm78mm，采用45钢。（5）推件块的设计推件块的外形与落料凹模孔单边保持0.1mm的间隙，推件块的内孔与冲孔凸模采用H8/f8的间隙配合，推件块的台阶高度为5mm，总高度10.5mm。（6）螺钉、销钉的选用查表3-43，选用M6内六角圆柱头螺钉，直径为6mm圆柱形销钉，其中卸料螺钉参照冲压模具设计实用教程P34页装配。（7）挡料销、导料销的选用 采用活动挡料销，查冲压模具设计实用教程P167页附录H62，可得挡料销长度14mm，故尺寸为314 JB/T7649.9 导料销的结构、尺寸跟挡料销的一样。7、设备选择及校核（1）设备选择选用JB23-10压力机，查冲压模具设计实用教程P154页，附录B2，主要参数如下：公称压力：100KN最大闭