第1章.冲压零件的工艺性分析该零件形状简单、对称,就是由圆弧与直线组成的。

冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT13～IT14。

凡产品图样上没有标注公差等级或者公差的尺寸,其极限偏差数值通常按IT14级处理。

将以上精度与零件的精度要求相比较,可以为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证,其她尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求,故决定采用冲压方式进行加工。

经查公差表,各尺寸公差为:φ60-00、62mm φ32+0、52mm 35+0、52mm 6+0、3mm第2章、确定工艺方案及模具结构形式该工件所需的冲压工序包括落料、冲孔两个基本工序,可以拟定出以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模分两次加工。

方案二:落料-冲孔复合冲压,采用复合模加工。

方案三:落料-冲孔级进冲压,采用级进模加工。

方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足顾客的要求,而且工件的累积误差大,操作不方便。

由于该工件大批量生产,所以方案二与方案三更具优越性。

·该零件φ32mm×35mm的孔与φ60mm的最小距离为25mm,大于此零件要求的最小壁厚(1、2mm),可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模,复合模模具的形位精度与尺寸精度容易保证,且生产率也高,尽管模具结构比较复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。

级进模虽生产率也高,但零件的冲裁精度稍差,欲保证冲压件的形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂。

通过对上述三种方案的分析比较,该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。

第3章.模具设计计算3、1排样方式的确定及其计算设计复合模时,首先要设计条料的排样图,因该零件外形为圆形,可采用有废料排样的直排比较合适。

参考《冲压工艺与模具设计》表2、8确定其排样方式为直排画出排样图排样图由于R=30﹥2×2查表2、9最小搭边值可知:最小工艺搭边值a(侧面)=1、5mma 1(工件间)=1、2mm 分别取a=2㎜ a1=2㎜计算条料的宽度:B=60+2×2=64mm步距:S=60+2=62mm材料利用率的计算:计算冲压件毛坯的面积:A=π×R2 =π×302 =2826mm 2一个步距的材料利用率:η=%100BSnA=2826/(64×62)=61、21﹪3、2计算凸、凹模刃口尺寸查《冲压工艺与模具设计》书中表2、4得间隙值Zmin=0、246mm,Zmax=0、360mm。

1)冲孔φ32mm ×35mm 凸、凹模刃口尺寸的计算由于制件结构简单,精度要求不高,所以采用凹模与凸模分开加工的方法制作凸、凹模。

其凸、凹模刃口尺寸计算如下:查《冲压工艺与模具设计》书中表2、5得φ32mm 凸、凹模制造公差: δ凸 =0、020mm δ凹 =0、025mm 校核: Z max -Z min =(0、360-0、246)㎜=0、114mm 而δ凸+δ凹 =(0、020+0、025)㎜=0、045mm 满足 Z max -Z min ≥δ凸+δ凹的条件查《冲压工艺与模具设计》书中表2、6得:IT14级时标准公差△=0、52㎜,因为0、52＞0、20所以磨损系数X=0、5,按式(2、5) d 凸=[]X∆+min d =(32+0、5×0、52)-00、020=0020.026.32-mm D 凹=[]min Z d+凸=025.00）246.026.32（++=025.00506.32+mm 查《冲压工艺与模具设计》书中表2、5得2、2mm ×4mm 的矩形凸、凹模制造公差:δ凸 =0、020mm δ凹 =0、020mm δ凸+δ凹 =0、020+0、020=0、040mm 满足 Z max -Z min ≥δ凸+δ凹的条件3、3外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算由于外形形状简单,精度要求不高,所以采用凸模与凹模分开加工的方法制作凸、凹模。

其凸、凹模刃口尺寸计算如下:查《冲压工艺与模具设计》书中表2、5得凸、凹模制作公差 δ凸=0、020mm δ凹 =0、030mm 校核:Z max -Z min =0、360-0、246=0、114mm而δT +δA =0、050mm满足 Z max -Z min ≥δ凸+δ凹的条件查《冲压工艺与模具设计》书中表2、6得:IT14级时磨损系数X=0、5,按式(2、5) d凸=[]X∆+mind=64、26-00、020mmd凹=[]minZd+凸=64、506+0、030mm3、4冲压力的计算落料力 F落 = Ltτb=(2πR×2×450)N=169、56KN冲孔力 F冲= Ltτb=(336、9×10π/180+4+2×2、2)×2 ×450=60、453KN冲孔时的推件力F推=n K推F孔由《冲压工艺与模具设计》书中表2、21得h=6mm 则n=h/t=6mm/2=3个查《冲压工艺与模具设计》书中表2、7得K推=0、05F推=n K推F孔=3×0、05×60、453=9、068KN落料时的卸料力 F卸=K卸F落查《冲压工艺与模具设计》书中表2、7取K卸=0、04故 F卸=K卸F落=0、04×169、56=6、7824KN总冲压力为:F总=F落+F孔+F推+F卸=(169、56+60、453+9、068+4、748)KN=243、829KN为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲F总′=1、3×F总=1、3×243、829=316、9777KN3、5压力中心的计算用解析法求模具的压力中心的坐标,建立如下图所示的坐标系XOY、由图可知工件上下对称,将工件冲裁周边分成L1、L2、L3、L4、L5基本线段,求出各段长度的重心位置:因工件相对x轴对称,所以Yc=0,只需计算XCL 1=2πR=188、4㎜ X1=0L 2=58、77mm X2=-0、68L 3=L5=2、2mm X3=X5=10、9㎜L 4=4mm X4=12㎜将以上数据代入压力中心坐标公式X=(L1 X1+L2X2+…+ L5X5)/ L1+ L2+…+ L5X=[188、4×0+58、77×(-0、68)+2、2×10、9+4×12+2、2×10、9]/(188、4+58、77+2、2+4+22、2)=0、28mm第4章、模具的总体设计根据上述分析,本零件的冲压包括冲压与落料两个工序,且孔边距较大,可采用倒装复合模,可直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作。

工件留在落料凹模空洞中,应在凹模孔设置推件块,卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出;而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽,使废料从空洞中落下。

由于在该模具中压料就是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的,所以卸料板还应有压料的作用,应选用弹性卸料板卸下条料。

因就是大批量生产,采用手动送料方式,从前往后送料。

因该零件采用的就是倒装复合模,所以直接用挡料销与导料销即可。

为确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。

由于该零件导向尺寸较小,且精度要求不就是太高,所以宜采用后侧导柱模架。

第5章、模具主要零部件的结构设计5、1凸模、凹模、凸凹模的结构设计①落料凸、凹模的结构设计在落料凹模内部,由于要放置推件块,所以凹模刃口应采用直筒形刃口,并查《冲压工艺与模具设计》书中表2、21,取得刃口高度h=6mm,该凹模的结构简单,宜采用整体式。

查《冲压工艺与模具设计》书中表2、22,得k=0、40即凹模高度H=ks=0、40×60mm=24mm凹模壁厚C=1、5H=1、5×=36mm凹模外形尺寸的确定:凹模外形长度:L=(30+16×2)㎜=62㎜凹模外形宽度:B=(30+16×2)㎜=62㎜凹模整体尺寸标准化,取为80mm×80mm×40mm凹模的工艺路线为了增加凸模的强度与刚度,凸模固定板厚度取25mm,因凸模比较长,所以选用带肩的台阶式凸模,凸模长度根据结构上需要来确定。

L= h凸模固定板+h落料凹模=(25+24)mm=49mm (取50mm)③凸凹模的结构设计本模具为复合冲裁模,除了冲孔凸模与落料凹模外还有一个凸凹模。

根据整体模具的结构设计需要,凸凹模的结构简图如下图所示:确定凸凹模安排在模架上的位置时,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。

校核凸凹模的强度:查《冲压工艺与模具设计》书中表2、23得凸凹模的最小壁厚为4、9mm,而实际最小壁厚为9mm。

故符合强度要求。

凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双间隙为0、246mm～0、360mm、5、2卸料弹簧的设计根据模具的结构初选6根弹簧,每根弹簧的预压力≥F卸/n=(4、75×103/6)N=791、7N根据预压力与模具结构尺寸,初选序号62～67的弹簧,其最大工作负荷F1=1120N >791、7N虽弹簧的最大工作负荷符合要求,但其弹簧太长,会使模具的高度增加,所以选用最大工作负荷为1550N范围内的弹簧。

试选68～72号中69号弹簧,校验弹簧最大许可压缩量Lmax大于弹簧实际总压缩量L总。

69号弹簧的具体参数就是:弹簧外径D=45mm,材料直径d=9mm,自由高度H0=80mm,节距t=11、5mm,F1=1550N,极限载荷时弹簧高度H1=58、2mm。

弹簧的最大的最大许可压缩量Lmax=(80-58、2)mm=21、8mm弹簧预压缩量L/=Lmax F/F1=791、7×21、8/1550=11、13mm校核:卸料板工作行程t+h1+h2=2+1+0、5=3、5mm凸模刃磨量与调节量 h3=6mm弹簧实际总压缩量 L总=L/+t+h1+h2+h3=(11、13+3、5+6)mm =24、23mm由于25、65>24、23,即Lmax >L总,所以所选弹簧就是合适的。

69号弹簧规格为:外径: D=50mm 钢丝直径: d=9mm自由高度: H=80mm装配高度: H2= H- L/=(90-11、13)=78、87mm弹簧的窝座深度:h= H0-Lmax+ h卸料板+ t +1- h凸凹模- h修模=(90-24、23+14+2+1-58-6)mm=18、77mm弹簧外露高度:H3= H2-h- h卸料板窝深=(78、87-18、77、-10)mm=50、1mm5、3 模具主要零件尺寸 1、模柄2、上模座3、垫板4、凹模5、凸模6、凹模卸料板7、垫板8、下模板9、凸凹模10、凸模固定板5、4模架的设计模架各零件标记如下:上模座:140mm×140mm×35mm下模座:140mm×140mm×35mm导柱: 116mm×22mm导套:22mm×65mm×33mm模柄:φ42mm×52mm垫板厚度:140mm×140mm×16mm卸料板厚度:140mm×140mm×24mm凸模固定板厚度:140mm×140mm×20mm模具的闭合高度:H闭= h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+t+ h卸料板+h橡胶垫+h下模座=(25+10+28+24+2+14+50+30)(mm) =183mm第6章、冲压设备的选择6、1压力机类型的选择(1)中、小型冲压件选用开式机械压力机。