导板式冲孔落料级进模毕业设计说明书

1、导板式冲孔落料级进模毕业设计说明书 第1章 绪论 模具是现代工业,特别是汽车、拖拉机、航空、无线电、电机、电器、仪器、仪表、兵器、日用品等工业必不可少的工艺装备。锻件、冲压件、压铸件、粉末冶金零件以及非金属零件,如塑料、陶瓷、橡胶玻璃等制品都是用模具成型的。模具技术直接影响制造业的发展、产品更新换代能力和产品竞争能力。模具工业潜力很大,前景广阔。近十多年来,美国、日本、德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术进步极大地促进了工业产品生产发展,因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;在日本,模具被誉为“进入富裕社会的原动力”;在联邦德国,模具被冠之以“金属加工业中的

2、帝王”之称;在罗马尼亚,有“模具就是黄金”之说。可见模具工业在世界各国经济发展中具有极其重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 模具高级技工在冲模制造流程中的中心地位是无可代替的,他们对保证模具质量、提高产品的市场竞争里起着非常重要的作用。为适应现代制造业发展和产品技术既不的需要,加快高级技能人才的培养。 模具作为一种高附加值的技术密集产品,它的技术水平已经成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标之一。而要提高模具技术水平不但要有先进的制造设备,更重要的是有掌握先进制造设备的人才。人力资源是企业最重要的战略资源,它决定这企业长远的,持续的发展。 目前,很多从事模具制

3、造的企业已注意到人才的重要性,特别是随着高档水平模具的需要不断增加,对人才素质的要求也越来越高。所以企业在购置数控加工设备的同时要加人才的培训。目前,专门针对培养掌握先进模具制造技术的高、中级技术人才的教材又比较少,开展这方面培训工作比较困难,冷冲压生产是当代金属加工领域的重要手段 ,冷冲模是冲压生产中必不可少的主要工艺装备。现代工业产品的发展在很大程度上取决于冲模制造的发展水平,可以认为,模具制造行业已成为国民经济的基础工业之一 。冷冲压加工是在常温下,利用压力机的压力,通过冲模对各种不同规格尺寸的材料进行加工,制成所需要形状和尺寸的零件。相对冷冲压而言,将材料加热后进行的冲压称为热冲压。冲

4、裁的过程时将金属或非金属板材的一部分材料与另一部分材料分离的过程,根据工序需要不同,可以沿封闭轮廓或非封闭轮廓线分离。冷冲模零件根据作用可分为工作零件、定位零件、卸料和推件零件、导向零件、支持零件、紧固零件和供力零件。一般认为,模具的工作零件,定位零件和卸料、推力零件为模具的工艺零件,而其他则称为冲模的辅助零件。 模具是完成冲压工序地一种专用工具,在冲压生产现场是不可缺少地工艺装备。冲模必须满足冲压生产的要求,不仅要冲压出合格的零件,而且要适应批量生产的需要,既要操作方便、安全可靠、使用寿命和容易制造与维修地特点。模具按工序可分单工序冲模和复合模、连续模,单工序冲模又称简单冲模,在一套冲模中只

5、完成一个工序,如落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等。单工序冲模在冲压生产现场是应用最多地一种形式,即使在大批量生产条件下依然如此。复合冲压是在冲床滑块的一次行程中,在同一位置上,使材料顺序完成几个冲压工序地方法,如落料?冲孔、落料?拉深、落料?拉深?冲孔等复合工序,该类模具称为复合模。连续模又称级进模,跳步模。连续冲压是在冲床滑块的一次行程中,按一定程序完成两个或两个以上的工序,如冲孔?落料、切口?冲孔?弯曲?切断、切口?拉深?冲孔?落料等。工作时,随着条料(或带料)的连续送进,在模具的不同部位,分别顺序完成的一次行程中,得到一个或数个制作。 正确的选择模具材料和模具的制造技术,在很大程度上决定

6、着成形模具的使用寿命。为着某些原因,模具可能不得不更换。例如,由于磨损或塑性变形而使尺寸发生改变,表面损坏、光洁度降低、润滑故障和裂纹即破裂。在热压模锻中,模具失效的主要模式是腐蚀作用、热疲劳、机械疲劳和永久性即塑性变形。腐蚀,通常也叫做模具磨损,实际上模具由于受到压力后模具表面上的材料发生剥落。变形材料的滑移、模具材料的抗磨性,模具表面温度、模具和材料接触表面的相对滑动速度以及接触层的性质,都是影响模具磨损的最主要的因素。热成形加工中会发生热裂效应,热疲劳都发生在模具模腔的表面。由于跟热变形材料接触,就在周期性屈服的模具表面引起了热疲劳。由于温度梯度的急剧变化,这种接触引起表面层的膨胀,而且

7、表面层受到压应力的影响。在温度足够高的时刻,这些压应力可引起表面层的破坏。当模具表面冷却时,可发生反向应力,因而表面层将处于拉应力状态。这种状态循环往复将引起形成龟裂的模面,那就是作为识别热裂纹的特征。模具破裂或产生裂纹是由于机械疲劳,并且是在模具过载和局部应力高等情况下发生的。在变形加工过程中,由于加载、减载,模具承受着交变应力作用,这就将引起开裂并发生重大破坏。在给定的成形工艺条件下,模具材料的机械性能对模具寿命和模具的损坏影响很大。一般而言,最具影响的性能是取决于加工过程的温度。这样,用于冷却成形加工工艺的模具材料与用于热成形加工的材料有着极大的区别。对于金属成形加工工艺的小批、单件生产

8、,模具的设计、制造和模具材料的选择是非常重要的。为了提供成本合理和具有令人满意的寿命的模具,必须用合适的模具材料和用现代的制造方法来制造模具。成形加工的经济效益常常是取决于模具寿命和所制造的每件模具的成本。根据上述应用,合适的模具材料的选择取决于以下三方面的因素: 加工工艺本身有关的因素,包括模腔尺寸、所用机器形式和变形速度,毛坯尺寸和温度,要用的模具温度、润滑、生产率和要生产的零件数量。 与模具加载形式相关的因素,包括加载速度,即模具与正在变形的金属之间的冲击时间或逐渐接触的时间(在热变形加工中,这种接触时间显得特别重要),在模具上的最大载荷和压力,最大和最小的模具温度以及模具将要承受的加载

9、周期的数目。 冷冲压生产是当代金属加工领域的重要手段 ,冷冲模是冲压生产中必不可少的主要工艺装备。现代工业产品的发展在很大程度上取决于冲模制造的发展水平,可以认为,模具制造行业已成为国民经济的基础工业之一 。冷冲压加工是在常温下,利用压力机的压力,通过冲模对各种不同规格尺寸的材料进行加工,制成所需要形状和尺寸的零件。相对冷冲压而言,将材料加热后进行的冲压称为热冲压。 冲裁的过程时将金属或非金属板材的一部分材料与另一部分材料分离的过程,根据工序需要不同,可以沿封闭轮廓或非封闭轮廓线分离。冷冲模零件根据作用可分为工作零件、定位零件、卸料和推件零件、导向零件、支持零件、紧固零件和供力零件。一般认为,

10、模具的工作零件,定位零件和卸料、推力零件为模具的工艺零件,而其他则称为冲模的辅助零件。为获得高质量的汽车覆盖件金属模具,提出了基于快速成形技术的快速金属模具制造技术。计算机软件基础、金属材料与热处理、互换性原理与测量技术基础、成型设备概论、模具工程材料、现代技术、塑料成型技术、冲压成型技术、计算机在模具设计中的应用。 正确的选择模具材料和模具的制造技术,在很大程度上决定着成形模具的使用寿命。为着某些原因,模具可能不得不更换。例如,由于磨损或塑性变形而使尺寸发生改变,表面损坏、光洁度降低、润滑故障和裂纹即破裂。1.1 冲压模的发展与现状 我国的模具工业发展经历了艰辛的历程。解放前,由于我国基础工

11、业薄弱,模具使用得很少。所用的模具都是在模具作坊中制作的,这些模具大多数结构简单,精度低。就模具的结构形式而言,多为冲压模。制造方法多为由有经验的老钳工带领徒弟手工研锉,缺乏设计图纸和工艺文件,谈不上有什么模具工业。 解放后,由于经济发展的需要,特别是由于东北地区担负着电机、仪表、电器、变压器等产品的生产任务,模具工业得到了迅速发展。当时虽然缺乏先进的技术,但是由于结合我国实际情况,组织了专门的技术力量,因而取得了明显的进步:冲模结构由单工序模向复合模发展,并可生产少量级进模。由整体模向拼块模发展。模具制造技术则由手工加工为主发展到采用成型磨削。1951年和1952年制成了800KW和3000

12、KW水轮发电机的大型扇形复合冲模。 到1954年,前苏联和东欧社会主义国家的有关模具技术和设备开始输入我国,这对我国模具工业的发展起到了促进作用,对模具技术人才的培养、工艺技术的发展和关键设备的使用都有很大的帮助。在此情况下,成型磨削开始取代大部分手工操作,热处理变形基本得到控制,模具制造的精度和表面粗糙度明显提高,模具的制造周期也大大缩短。 在1966年至1976年期间,由于整个国民经济都受到很大的干扰和影响,模具工业没有获得应有的突飞猛进,但是广大模具工作者在总结推广模具设计和制造经验及先进技术方面做了大量工作,编写模具手册,对模具生产的发展起到了良好的指导作用。 自从1977年以来,由于

13、机械、电子、轻工、仪表、交通等工业的蓬勃发展,对模具的需求越来越多,在供货期上则要求越来越短。20世纪80年代后期,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术开始在冲模、锻模和塑料模中应用,并取得发展。 加入WTO后,各行业大批境外企业的涌入,使作为支持工业的模具行业迎来发展机遇,同时也面临国外先进技术和高品质产品的挑战。到目前为止,我国技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小,而技术含量高较高的中、高档模具还远远不能适应国民经济发展的需要,精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具需要进口。因此,模具工业发展前景广阔。1.2 冷冲压工序

14、与分类 冷冲压加工是在常温下,利用压力机得压力,通过冲模对各种不同规格尺寸的材料进行加工,制成所需要形状和尺寸的零件。相对冷冲压而言,将材料加热后进行的冲压称位热冲压。 1.2.1冷冲压工序按其工作性质分为分离工序和变形工序两大类。 分离工序:使材料沿一定的轮廓线使其分离或部分分离,达到一定形状和尺寸要求。 变形工序:对材料施加压力,使其发生塑性变形,获得一定形状和尺寸要求的零件。 1.2.2冷冲压工序名称术语按国家标准中模术语的规定,按工序分类如下。 落料,冲孔,切边,切口,剖切,整修,精冲,切断,弯曲,卷边,拉深,反拉深,边薄拉深,成形,胀形,整形,缩口,翻边,翻孔,校正,压印,冷镦,正挤

15、压,反挤压,复合挤压。第2章 冷冲压模具的分类2.1 冷冲压模具的基本机构形式 模具是完成冲压工序的一种专用工具,在冲压生产现场是不可缺少的工艺装备。冲模必须满足冲压生产的要求,不仅要冲压出合格的零件,而且要适应批量生产的需要,具有操作方便、安全可靠、使用寿命长和容易制造与维修的特点。2.1.1 冲模的分类 1按冲压工序不同可分为落料、冲孔模、弯曲模、拉深模、冷挤压模等。 2按工序组合方式 按工序组合方式,冷冲模有单工序冲模、复合模和级进模等。 3按冲模导向方式分类 按冲模导向方式分为无导向冲模、导柱模和导板模。无导向冲模又称敞开模,多用于单工序冲压、生产批量较小或冲压件精度要求低的情况。上、

16、下模的相对位置由压力机来保证。导柱模是上、下模之间用导柱和导套来保证其相对位置精度。一般由二导柱的和四导柱的布排方式。使用滚动导向的模架制造可比滑动导向模架提供更高的导向精度。 导柱、导套导向的模架制造技术的成熟和标准冲压模架供应的市场商品化,使导柱模得到广泛得应用。大批量冲压生产现场多使用导柱模,有利于生产组织和操作安全。用导板导向的模具有两种形式,一种使用导板(兼作卸料板)直接为凸模导向,对小孔冲模,可以同时保护小凸模。也可以将导板导向与导柱导向连用。固定导板模一般适用于材料厚大于0.5mm的单工序落料、冲孔和多工序跳步冲孔、落料和连续拉深等冲压工序。使用导板导向的另一种形式用于大型覆盖件

17、拉深模、整形模等。 4按送料方式分类按送料方式可分为手工料模,半自动化冲模和自动冲模。; 5按使用模具材料分 按使用模具材料分类不同,可分为金属冲模和非金属冲模两类。非金属冲模主要有橡胶模和塑料(树脂)冲模。 6按生产适应性分类 根据不同生产规模得需求,可分为普通冲模和专用冲模两种形式。通用冲模有组合冲模,普通弯曲模等。一般生产中使用的冲模多为专用冲模,即一副模具只冲压某一种或几种零件。2.1.2 单工序冲模和复合模、级进模 1单工序冲模 单工序冲模又称简单冲模,在一套冲模中只完成一个工序,如落料模、冲空模、弯曲模、拉深模等。单工序冲模在冲压生产现场是应用最多得一种形式,即使在大批量生产条件下

18、依然如此。 2复合模 复合冲压是在冲床滑块的一次行程中,在同一位置上,使材料顺序完成几个冲压工序的方法,如落料?冲孔、落料?拉深、落料?拉深?冲孔等复合工序,该类模具称为复合模 3级进模 级进模又称连续模、跳步模。连续冲压是在冲床滑块的一次行程中,按一定程序完成两个或两个以上得工序,如冲孔?落料、切口?冲孔?弯曲?切断、切口?拉深?冲孔?落料等。工作时,随着条料(或称带料)得连续送进,在模具的不同部位,分别顺序完成不同冲压工序,在冲床的一次行程中,得到一个或数个制件。一般认为,当连续冲压的工位级进模。多工位级进模用于大批量生产中,多采用带(卷)料冲压,必要时与自动送料装置联用。2.1.3 冲模

19、的结构形式 冲模的结构形式按冲压工序可分为以下几类。 1冲裁模 冲裁的过程时将金属或非金属板材的一部分材料与另一部分材料分离的过程,根据工序要求不同,可以沿封闭轮廓或非封闭轮廓线分离。 冲裁模与其他模具相比有两大特点:一是凸模和凹模之间有与冲裁间隙值;二是凸模和凹模有锋利的刃口,一般情况下其刃口为90度角。 2弯曲模 弯曲模结构形式是随弯曲件的尺寸和采用不同弯曲方式决定的。一般分为简单弯曲模、连续弯曲模和自动弯曲模。通过弯曲模在多品种小批量生产的企业应用较为广泛,弯曲件形状可以是V形,U形多角弯曲、曲线形弯曲等,可根据产品零件特征分类,制造通用弯曲模来加工一定尺寸范围内的零件。 3拉深模 拉深

20、分首次拉深和以后各次的拉深,首次拉深的毛坯为平板毛坯,而以后各次拉深是在上一次拉深成半成品件的基础上进行的,以后各次拉深时,一般时用上一次拉深件的形状定位。 2.2 冷冲模零件的分类 冷冲模零件零件根据其作用可分为工作零件、定位零件、卸料和推料零件、导向零件、支持零件、紧固零件和供力零件。一般认为,模具的工作零件,定位零件和卸料、推料零件为模具的工艺零件,而其他则称为模具的辅助零件。2.2.1 冲压工艺零件 1工作零件 工作零件是指与冲压材料直接接触,对其施加压力以完成材料冲压工序的零件,包括凸模、凸凹模和凸模、凹模的品镶件等。凸模、凹模又称为上模、下模,这在弯曲、拉深和成形模具中较多采用。拉

21、深模中的压边圈又称压料板。可用来压住拉深毛坯(或半成件)以防止出现皱折,使材料能顺利完成拉深成形工序。 2定位零件 定位零件的作用是确保毛坯或毛坯件在冲模中的正确位置,是冲压件达到合格的形状、尺寸要求。定位零件主要包括挡料销、定距侧刃、导正销、导料板(侧导板)、定位销、定位等。 挡料销:根据挡料销的作用合使用场合不同可分为固定挡料销,弹性(活动)挡料销、始用挡料销等。 定距侧刃:用于连续冲压中条料(或带料)送进时的定位。常用定距侧刃端面形状有平和凹式两种,连续冲压模具工位较多时,使用凹式侧刃可提高坯料送进时的精度。端部带有台阶的侧刃,可用于材料较厚时的冲压。 导料销:导料销用于连续冲模中条料(

22、或带料)送进时的精定位。导料销不能单独使用,可以和挡料销联用,或与定距侧刃联用。 3卸料、推件零件 卸料零件:用于从凸模周边卸除坯料或废料。卸料板、废料板等都属于卸料零件。 卸料板分弹性卸料板和刚性卸料板。刚性卸料板有称固定卸料板。弹性卸料板的卸料力由弹簧或橡胶提供。废料刀一般应用在拉深、成形零件切边后废料的切除,通过废料刀将切边废料切断位数段可以单独、方便的清楚废料边。 推件装置与零件:推件时将冲压后的制件或废料,从凹模或凸模洞孔那推出。推件动作的完成是由数个零件联合动作完成的,故称为推荐装置。常用推件零件由推杆、推板、打料杆及各类推件器、顶杆等。2.2.2 冲模辅助零件 1导向零件 导向零

23、件主要用以保证凸模和凹模相互位置的准确性,由导柱、导套,导板等组成。上,下模间用导柱,导套导向已被广泛应用。滑动导向的导柱,导套应用范围教广,滚动导向的导柱,导套用应用于精密的冲裁中。除上、下模座用导柱、导套导向外,多工位级进模、小孔冲模中常同时使用小导柱来保护小尺寸凸模以防止折断。 2支持零件 支持零件主要是设计结构需要,用于连接和固定工作零件,使之成为完整的模具机构。主要包括上模座、下模座、固定板、垫板、模柄等。支持零件除考虑结构需要外,应具有必要的强度及刚度。 3紧固零件 紧固零件主要用于紧固、连接各种冲模零件,如各种螺钉、圆销等,其中圆柱销还可起稳固定位作用。 4供力零件 供力零件可分

24、为冲压工作提供卸料力、推件力、压边力等。供力零件由弹簧、橡胶、压缩空气垫等。圆柱形弹簧是常用的一种弹簧,只有在需要大的弹簧而又受空间尺寸所限制才选用碟形弹簧。冲裁模间隙 间隙就是凹模个凸模之间在垂直于冲裁方向上的尺寸差,用符号C表示,俗称单面间隙。而双面间隙用Z表示。单面间隙为z/2。公称间隙是指最小间隙,供新模具设计、制造时选用。间隙范围时指间隙最大值与最小值之差。3.1冲裁件断面 冲裁件的断面分三个区域:圆角带、光亮带和断裂带。3.2间隙对冲裁件的影响 间隙的大小可直接影响冲裁了力大小,冲件尺寸精度和冲断面质量。 1.对冲裁力的影响 冲裁间隙大,所需冲裁力小,模具磨损小,寿命高。反之则冲裁

25、力大,磨损大,寿命低。 2.对冲件尺寸精度的影响 冲裁间隙选用适当,冲件尺寸精度高,因此对尺寸精度要求高的冲件,在冲模设计制造时,选用间隙大小尤其重要。 3.对冲件断面的影响 间隙合理时,由凸模和凹模刃边出发的两条裂纹相迎,断面质量好,光亮带约占料厚的1/31/2。间隙过小时,断面较直,软料(纯铜、铝)断面会出现较宽的(接近厚料)光亮带,硬材会出现双光亮带。间隙过大时,圆角带(塌角)较大,光亮带窄,断裂带宽,且有较大的锥度。3.3 凸、凹模间隙值的确定 凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有很大的影响。因此,设计模具时一定要选择一个合理的间隙,使冲裁件的断面质量较好、所需冲裁力较小、模

26、具寿命较高。但分别从质量、精度、冲裁力等方面的要求各自确定的合理间隙值并不相同,考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损,生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙C, 最大值称为最大合理间隙C。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大,故 设计与制造中采用最小合理间隙C。确定合理间隙的方法有两种:理论确定法和经验确定法。 1.理论确定法 理论确定法的主要依据是保证裂纹重合,以便获得良好的断面。据此可计算合理冲裁间隙的理论值: C(t-h)tant1-tan 式中:t?板料厚度(mm); h?初始裂纹出现时凸模的挤入深度(mm); C?理论计算出的单面间隙(mm);

27、 ?裂纹方向角。 2.经验确定法 由于对不同的材料的值差别很大,需要进行试验来测定,因此理论计算法在生产中使用不方便,故目前广泛采用的是经验数据。 ZK t 式中:Z?双面间隙(mm); K?间隙系数,实际生产中,系数K的取值为0.080.35; t?材料厚度mm。3.4 冲裁间隙的选用原则 冲裁时,凸模和凹模之间间隙的大小将直接影响冲裁件质量,合理选用间隙时保证冲压件质量的首要条件。 1.根据冲压材料性能和厚度,采用最小的合理间隙,可以得到几乎和坯料板面垂直的断面,又没有明显的毛刺。 2.在合理间隙范围内,采用最小的合理间隙,保证冲件质量的同时,可以得到较小的冲裁力和较长的模具寿命。 3.随

28、冲裁次数增多,模具磨损增大,冲裁间隙也随之增大。因此制造新模具时,应选用最小的合理间隙值。第4章 冲压工艺过程设计4.1 冲压件工艺分析 材料:该冲裁件的材料Q235钢是普通碳素钢,具有较好的可冲压性能。零件结构:该冲裁件结构简单,在冲裁件中间有一个半径R2.5的孔和四个转角处有R2.5圆角,比较适合冲裁。 尺寸精度:冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,现按IT11级确定工件尺寸的公差,查 公差表可得各尺寸公差为: 零件外形:200-0.13 160-0.11 R2.5+0.10 零件内形:?5+0.10 结论:适合冲裁。4.2 工艺方案及模具结构类型的确定该零件包括冲孔、落料两个基本工序,

29、可以采用以下三种工艺方案:先落料,再冲孔,采用单工序模生产。 落料?冲孔复合冲压,采用复合模生产。 冲孔?落料连续冲压,采用级进模生产。 方案模具结构简单,但需要两道工序,两套模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单,为提高生产效率,主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。根据冲裁件尺寸精度等级与尺寸形状的适应性,冲裁件的尺寸较小,冲裁件上的孔与孔之间或边缘之间的距离过小,不宜采用复合冲裁,故宜采用级进模冲裁。4.3 排样设计 通过对产品零件的分析和计算,查阅相关资料,以下的计算和相关数据,为模具设计做好事先的工作,以便于设计模具,制造模具。 4.3.1条

30、料宽度与导料板间距离的计算 查冷冲压工艺及模具设计表2-9,确定搭边值: 两工件间的搭边:a10.8mm 件边缘搭边:a1.0mm ?距:s22mm 条料宽度:B0-(D+2a)0- 导料板间距离:AB+Z 式中D?条料宽度方向冲裁件的 最大尺寸 a?侧搭边值 ?条料宽度的单向偏差 Z?导料板与最宽条料之间的间隙 由B0-(25+2x1.0)0-270-查表2-11 知0.1,则B0-270-0.1 查表2-12 知导料板与条料之间的最小间隙Zmin0.5 则AB+ZB+Z27+0.527.5 取A30mm 4.3.2材料的利用率计算 一个步距内冲裁件的实际面积: AA0+3Ay20x16+3

31、xx2.5x2.5378.9 一个步距内的材料利用率为; x100%x100%63.8% 若考虑到料头、料尾和边余料的材料消耗,则一张板料上总的材料利用率总为: 总1x100% 查板材标准,宜选900×1000的钢板Q235,每张钢板可剪裁为37张条料(27mm×900mm),每张钢板可冲1480个零件,则总为: 总1x100%x100%62.3% 总值越大,材料的利用率就越高,在冲裁件的成本中材料费用一般占60%以上,可见材料利用率是一项很重要的经济指标。4.4 冲压力的计算 冲裁力:FKLtb1.3x5x5+2x11+2x15x1.0x300N50910.6N 推件力:

32、FTn KT F2x0.055x50910.6N5600.17N 查模具设计与制造表3-7 知KT0.055 n2 由于采用刚性下出卸料方式 故冲压工艺总压力:FZF+FT=(50910.6+5600.17)N56510.77N4.5 压力机的选择 根据冲压工艺总压力FZ 56510.77N,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用JC23-63普通开式可倾压力冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下: 公称压力: 63KN 公称力行程:2mm 滑块行程: 35mm 行程次数: 170 次?分 最大闭合高度: 110mm 连杆调节长度:30mm 工作台尺寸(前后×

33、;左右): 200mm × 310mm 模柄尺寸(直径×深度):×55mm 机身最大可倾角:30°4.6压力中心的确定计算压力中心时,先画出凹模孔口图(即凸模位置图),如右图所示。在图中将XOY坐标系建立在图示的对称中心线上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1、L2两组基本线段,根据理论力学用解析法求得该模具的压力中心点C的坐标(?4.47,0)。有关计算见下表。压力中心数据表 基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL15x578.54-220L22x11+2x1552220合计:130.54-4.470.根据凹模孔口图可见,Y轴方向对称,故压

34、力中心YC0由FiKLitb 得F11.3x78.54x1.0x300N30630.6F21.3x52x1.0x300N20280NXC-4.47由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为(-4.47,0)。4.7工作零件刃口尺寸的计算 在确定工作零件刃口尺寸的计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相当较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模,凸模固定板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的位置精度,使装配工作简化。因此,工作零件刃口尺寸的计算就按分开加工的方法来计算。该冲裁件中间的内圆与四个转角半圆由冲孔制成。外形边由落料制成,需要分别计

35、算冲孔和落料两道工序所用模具的工作部分尺寸。根据模具设计与制造表3-4来选取初始双面间隙,查出:Zmin0.10mm Z0.14mm1冲孔?5+0.10查表3-5、表3-6知凸模、凹模的制造偏差:T0.02mmA0.02mm磨损系数:X0.5校核间隙:?T? +?A?0.02mm+0.02mm0.04mm Z- Zmin符合?T? +?A?Z- Zmin条件将已知和查表的数据代人公式,即得:dTdmin+ X 5+0.5x0.10-0.025.050-0.02 mmdAdT+Zmin5.05+0.15.15mm2落料160-0.11由表3-5 查出T0.02mmA0.02mm由表3-6 查出

36、X0.5校核间隙:?T? +?A?0.02mm+0.02mm0.04mm Z- Zmin符合?T? +?A?Z- Zmin条件将已知和查表的数据代人公式,即得:DAD- X16-0.5x0.1116.055mmDTDA- Zmin 16.055-0.100-0.0215.9950-0.02 mm(3)落料200-0.13由表3-5 查出T0.02mmA0.025mm由表3-6 查出 X0.5校核间隙:?T? +?A?0.02mm+0.025mm0.045mm>0.04 Z- Zmin说明所取凸、凹模公差不能满足?T? +?A?Z- Zmin条件但相差不大,因此可调整如下:T0.4(Z-

37、Zmin)0.4 x0.04 mm0.016 mmA0.6(Z- Zmin)0.6 x0.04 mm0.024 mm将已知和查表的数据代人公式,即得:DAD- X20-0.5x0.1319.935mmDTDA- Zmin 19.935-0.100-0.01619.8350-0.016 mm凸凹模刃口尺寸计算数据表尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注冲孔?5?5+0.10dTdmin+ X dAdT+Zmin5.050-0.02表3-4来选取初始双面间隙,查出Zmin0.10mm、 Z0.14mm;磨损系数:X0.5模具按IT11级制造。校核满足?T? +?A?Z- Zmin条件5.15落料161

38、60-0.11DAD- XDTDA- Zmin 16.05515.9950-0.0220200-0.1319.93519.8350-0.016孔心距44440.4LAL440.14.8 主要零件尺寸设计4.8.1 工作零件的设计 (1)凸模 冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形,而且需要特别保护的小凸模较细长,故需要校核强度。由于 bc 式中?凸模最小截面的压应力; ?凸模纵向所承受的压力,它包括冲裁力和推件力(或顶件力); Amin?凸模最小截面积;bc?凸模材料的许用抗压强度。对于Gr12合金工具钢,淬火硬度为58 62 HRC时,可取bc(1.0 1.6)MPa。 由F+FT KLtb + n

39、 KT F KLtb(1+ n KT) 1.3x5x1.0x3001+2x0.055N6800N Amin2.5x2.519.6mm 0.346x10 MPa bc 所以小凸模强度满足。 落料凸模 结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,1个M5螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按。其总长L为: Lh1+h2+t+h312+20+1+13mm46mm式中:h1?凸模固定板厚度 h2?导料板厚度 h3?增加长度,它包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度,凸模固定板与导料板之间的安全距离等,一般取10 20mm。 (2)凹模 落料凹模板尺寸: 凹模厚度:Hkb0.2&#

40、215;20=4mm 凹模边壁厚:c(1.52)H (1.52)×4(68)mm 取H5mm c20mm 凹模板宽度:Bb+2c(20+2×20)mm60mm 查标准JB/T-6743.1-94: 凹模板长度:L取85mm(送料方向) 故确定凹模板外形为:85×60×5mm。4.8.2 定位零件的设计(1)导正销的设计 使用导正销的目的是对已冲孔的条料在落料前导正孔位,补偿微小的送料进给误差,保证空与外形相对位置公差的要求。导正销通常与挡料销配合使用,导正销进行精定位,固定挡料销作粗定位。 凸模固定板上设置一个导正销,借用工件上中间孔?5mm作导正孔。导

41、正销导正部分与导正孔采用的配合。规格为?5mm×48mm。采用T8A钢制作,热处理硬度为56 60 HRC,有较高的耐磨损性。(2)导板的设计导板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导板与条料之间的间隙取1mm,这样就可确定导板的宽度为15mm,查冷冲压工艺及模具设计表2-30知:导板的厚度为6mm,采用45钢制作,热处理硬度为40 45 HRC,用螺钉和销钉固定在凹模上。4.9其他模具零件结构尺寸 根据倒装复合形式特点:凹模板尺寸并查标准TB/T?6743.1-94,确定其他模板尺寸列于下表 序号名称 长×宽×厚(mm) 材料 数量 1 垫板 85×60

42、×8 T8A 1 2凸模固定板85×60×12 45 1 3 上模座85×60×12 Q235 1 4 导向板85×60×20 45 1 5 下模座85×60×16 Q235 14.10冲压工艺规程 1.工作程序 工序号工序名称 需要设备 毛坯类种 材料 1 切料剪床板料 Q235 2 冲裁冲床 3 检验 游标卡尺等 2.切料图表 条料裁剪 材料 需要设备 Q235剪床编号裁剪尺码 1 原料尺寸 1000×900 2分成条料尺寸 27×900 3分成条料数量 37 4条料零件数量 40

43、 5材料利用率% 62.3第5章 模具制造5.1凹模板加工工艺过程 材料:Gr12 硬度: 58 62 HRC序号 工序名 工序内容 1 备料锻造退火状态:90×65×8 2 粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×6, 注意上下平面与相邻侧面用标准角尺测量,要求基本垂直 3 平面磨磨光两大平面厚度达5.4,并磨两相邻侧面以及倒角C1,要求四面垂直,垂直度达到0.02/100mm 4 钻1划线 划线各孔径中心线并划出凹模口孔轮廓线 2钻孔 钻螺纹孔,销钉孔,凹模孔口穿线孔3铰孔 铰销钉孔?5,使其达到要求4攻丝 攻螺纹丝,使其达到要求5 热处理

44、淬火 使其硬度达到58 62 HRC 6 平面磨磨光两大上下平面,使其厚度达到5.2mm 7 线切割割凹模孔口20×16,并留0.01?0.02mm余量,以研磨 8 钳1研磨孔口内壁侧面,达到Ra0.82斜研磨距离凹模板下平面的高度3mm以下的孔口,使斜面与竖直方向的夹角为1°。 9 平面磨磨凹模板上平面厚度以及平面度0.015达到要求 5.2 冲孔凸模(小凸模)加工工艺过程 材料:Gr12 硬度: 52 56 HRC序号 工序名 工序内容 1 备料锻造退火状态: ?10mm×55mm 2 热处理退火,硬度达180 220 HB 3 车车一端面,打顶尖孔,车外圆至

45、?8mm;掉头车另一端面,长度尺寸至52 mm,打顶尖孔。双顶尖顶,车外圆至?5.40.04mm,车尺寸至48 0.1mm 4 热处理 淬火 使其硬度达到52 56HRC 5 磨削磨削外圆尺寸至?5m6 mm;磨118°的沉头;磨削两端面,使长度尺寸至50 mm。 6 钳工钳修并保证精度 7检验5.3落料凸模加工工艺过程 材料:Gr12 硬度: 58 62 HRC序号 工序名 工序内容 1 备料锻造退火状态:50×25×20mm 2 粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸46.3×20.3×17 3 平面磨磨上、下平面,使高度达到460.1,其粗糙度达0

46、.8。 4 钻1划线 划出落料凸模孔径中心线 2钻孔 钻螺纹孔3攻丝 攻螺纹丝M5,使其达到要求5 热处理 淬火 使其硬度达到58 62 HRC 6 平面磨 磨其余平面,使各面尺寸达到要求5.4凸模固定板加工工艺过程材料:45硬度:2428HRC序号工序名工序内容1备料气割下料:90×65×16mm2热处理调质 硬度2428HRC3粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×12.4, 上下平面与相邻侧面用标准角尺测量,要求基本垂直。4平面磨磨光两大平面厚度达12.2mm,并磨两相邻侧面以及倒角C1,要求四面垂直,垂直度达到0.02/100mm。5钳

47、划线 凸模固定孔中心线,销钉孔中心线,螺纹孔中心线。钻孔 钻绞螺纹孔、销钉孔至达到要求, 钻凸模固定孔口穿线孔。6线切割割凸模安装固定孔,并留0.01?0.02mm单边余量,以研磨。7铣铣凸模固定孔背面沉孔至达到要求。8平面磨磨模具厚度达到要求。9钳研配凸模总装配 用透光层使凸模、凹模均匀后,与上模座板配作销孔。5.5 垫板加工工艺过程材料:T8A硬度: 54 58 HRC序号工序名工序内容1备料锻造退火状态:90×65×12mm2粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×9, 上下平面与相邻侧面用标准角尺测量,要求基本垂直。3平面磨磨光两大平面厚

48、度达8.2mm,并磨两相邻侧面 以及倒角C1,要求四面垂直,垂直度达到0.02/100mm。4钳划线 销钉孔中心线,螺纹孔中心线。钻孔 钻绞螺纹孔、销钉孔至达到要求。5热处理淬火 使其硬度达到54 58 HRC6平面磨磨垫板上下两平面厚度达到要求导向板加工工艺过程材料:45硬度:2428HRC序号工序名工序内容1备料气割下料:90×65×25mm2热处理调质 硬度2428HRC3粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×20.8, 上下平面与相邻侧面用标准角尺测量,要求基本垂直。4平面磨磨光两大平面厚度达20.4mm,并磨两相邻侧面,要求四面垂直,

49、垂直度达到0.02/100mm。5钳划线 凸模孔中心线,导正销孔中心线,螺纹孔中心线。钻孔 钻绞螺纹孔、钻导正销孔至达到要求, 钻凸模孔口穿线孔。6线切割割凸模安装固定孔,并留0.01?0.02mm单边余量,以研磨。7铣铣凸模固定孔背面沉孔至达到要求。8平面磨磨模具厚度达到要求。上模座加工工艺过程材料:Q235序号工序名工序内容1备料按GB/T 2855-90选购85×60mm模架2钳划线 模柄孔中心线及轮廓线,固定螺钉孔中心线。钻孔钻绞螺纹孔?5.5及背面沉孔至达到要求3粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×12.4, 上下平面与相邻侧面用标准角尺测量

50、,要求基本垂直。4平面磨磨光两大平面厚度达12mm,并磨两相邻侧面以及倒角C1,要求四面垂直,垂直度达到0.02/100mm。下模座加工工艺过程材料:Q235序号工序名工序内容1备料按GB/T 2855-90选购125×60mm模架2热处理调质 硬度2428HRC3粗铣铣铸件的六平面,使其尺寸85.3×60.3×16.4, 上下平面与相邻侧面用标准角尺测量,要求基本垂直。4平面磨磨光两大平面厚度达16.2mm,并磨两相邻侧面以及倒角C1,要求四面垂直,垂直度达到0.02/100mm。5钳划线 凸模孔中心线,导正销孔中心线,螺纹孔中心线。钻孔 钻绞螺纹孔、钻导正销孔

51、至达到要求, 钻凸模孔口穿线孔。6线切割割凸模安装固定孔,并留0.01?0.02mm单边余量,以研磨。7铣铣固定螺钉孔背面沉孔至达到要求。8平面磨磨模具厚度达到要求。9钳总装配第6章 模具总装配图 通过以上设计,可得到如上图所示的模具总装配图。模具上模部分主要由上模座9,垫板7、凸模固定板6、小凸模(冲孔凸模)17、落料凸模5、导正销18和模柄10等组成。卸料方式采用刚性下口卸料。下模部分主要由下模座1、凹模板2、导板3、导向板4、托板14、固定挡料销19、限位块20、弹簧21、定位挡块22和导板23等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 这是一副导板式冲孔落料级进模。上下模用导向板导向,冲孔凸模与落料凸模之间的距离等于两个送料步距,中间安装一个导正销,固定在凸模固定板上,便于进行精定位。为了保证首件的正确定距,采用两个定位挡块初始定位.(两个定位挡块间距离等于一个送料步距),它们安装在导向板下的导