目录1. 冲压件工艺性分析———————————————————(1)2.冲压工艺方案的确定——————————————————(3)3. 主要设计计算(1)排样方式的确定以及计算—————————————————————(3)(2)压力中心的确定及相关计算————————————————————(3)(3)冲压力的计算—————————————————————————(4)(4)工作零件刃口尺寸计算——————————————————————(4)(5)卸料弹簧的设计—————————————————————————(5)4.模具总体设计(1)模具类型的选择————————————————————————(5)(2)定位方式的选择———————————————————————(5)(3)卸料,出件方式的选择—————————————————————(6)(4)导向方式选择—————————————————————————(6)5. 主要零部件设计(1)主要零件的结构设计———————————————————————(6)(2)定位零件的设计—————————————————————————(8)(3)导料板的设计——————————————————————————(8)(4)卸料板部件设计—————————————————————————(8)(5)模架及其他零部件设计——————————————————————(8)6.模具总装图7.冲压设备的选定——————————————————————(8)8.工作零件的加工工艺—————————————————————(8)9. 模具的装配—————————————————————————(10)主要参考文献————————————————————————(12)设计小结——————————————————————————(12)级进模设计说明冲裁级进模设计(08-2班)要求:1、对产品进行工艺性分析,确定工艺方案;2、进行必要的工艺计算,例如:冲裁力、压力中心、刃口尺寸等;3、对工作零件、定位零件、导向零件、卸料和出件装置等进行设计,对装配中使用的标准件进行选取;4、确定各零件尺寸(可列表说明),画出二维或三维级进模装配图、凸模、凹模零件图。
工件图1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。
材料为Q235A,具有良好的冲压性能,适合冲裁。
工件结果简单,有1个半径6mm的孔,有2个直径8mm的孔;孔与孔,孔与边缘之间的距离满足要求,工件的尺寸有规定公差,特别是孔的尺寸精度较高。
2。
冲压工艺方案的确定该工件包括落料冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二:落料—冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案三:冲孔—落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需要两道工序两套模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产要求。
方案二只需一套模具,工作精度及生产效率都比较高,但制造难度大,并且冲压成品件留在模具上,清理模具上的物料影响冲压速度,操作不方便。
方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,设计简单,虽然工件精度要求较高,但综合考虑,基本能满足工件技术要求。
所以经过比较,采用方案三最为合适。
3.主要设计计算(1)排样方式的确定以及计算设计级进模,先要设计条料排样图。
工件图可视为一矩形中间3个孔,直排材料利用率最高。
如图一所示的排样方法,可减少废料。
第一次冲裁使用活动挡料销,然后第二次可用固定挡料销。
搭边值取1mm,壁厚取1.5mm,条料宽度为63.5mm,步距为21mm,一个步距的材料利用率为74%(2)压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图如下;通过软件得出压力中心点(-2.89,0)。
(3)冲压力的计算该模具采用级进模,选择弹性卸料,下出件。
冲压力的相关计算见表1根据计算结果,冲压设备拟选择J23-25。
(4)工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,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,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模,凹模,凸模固定板,卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配简化。
因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算见表二所示。
表二工作零件刃口尺寸的计算(5)卸料弹簧的计算5.1弹簧预压力确定。
初步确定弹簧根数为6,按式F预=F卸/n(1.1)计算每根弹簧预压力,即F预=F卸/n=11699.19/6=1949.87N5.2选择弹簧使弹簧最大工作极限负荷F1>F预,弹簧的参数如下表三。
表三弹簧参数5.3校核所选弹簧总压缩量。
弹簧允许最大压缩量h1=H0-H1=27.2mm;弹簧受预压力时的预压缩量h预=h1F预/F1=27.2*1949.87/3119.78=17mm;卸料板工作行程:h工=t+1=2.5+1=3.5mm模具修模量:h修磨=5mm;弹簧总压缩量:h总= h修磨+ h工+ h预=25.5mm;5.4确定弹簧的装配高度。
H2=H0- h预=80-17=63mm。
4. 模具总体设计(1)模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。
(2)定位方式的选择因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。
控制条料的送进步距采用挡料销初定距,导正销精定距。
而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。
(3)卸料,出件方式的选择因为工件料厚2.5mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。
又因为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
(4)导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗,方便安装调整,该级进模采用中间导柱的导向方式。
5. 主要零部件设计(1)主要零件的结构设计a.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,2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按H6/m5。
总长L可按公式计算:L=固定板+卸料销+卸料弹簧+t=65.2mm落料凸模结构如下图所示精度要求按计算b.冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸c.凹模凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模具在模架上的位置时。
要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄范围内。
其轮廓尺寸可按公式计算:凹模厚度H=kb=0.35x58=20.3,为了方便弹簧安装,取H=25凹模壁厚c=(1.5-2)H=30-40.6,取c=40凹模宽度B=b+2c=58+2x40=138 取B=150凹模长度L取130mm(送料方向)凹模轮廓尺寸为130⨯150⨯25mm,凹模结构如图所示凹模(2)定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销,借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。
导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。
(3)导料板的设计导料板内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间间隙取1mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板厚度取4mm,采用45钢制作,热处理硬度为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。
导料板上有活动挡料销凹槽。
(4)卸料板部件设计a.卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为8mm。
采用45钢制造,淬火硬度为40-45HRC。
b. 卸料螺钉的选用卸料板上设置4个螺钉,公称直径为8mm,螺纹部分为M6⨯4。
(5)模架及其他零部件设计该模具采用对角式导柱模架,导柱分别为Φ28⨯100,导套分别为Φ28⨯42x95。
上模座厚度取40mm ,上垫板厚度取10mm ,固定板厚度取15mm ,下模座厚度取45mm ,那么该模具的闭合高度:闭H =2h H H L H H -++++下模垫上模=40+10+50+25+45-2=168mm 式中:h2为凸模冲裁后进入凹模的深度,h2=2mmL —凸模长度,L=50mm H —凹模厚度,H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度(220 mm ),可以使用。
6.模具总装图通过以上设计,可得如图所示的模具总装图。
模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模(3个)、凸模固定板及卸料板等组成。
卸料方式采用弹性卸料,以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。
冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。
条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距,在落料凸模上安装2个导正销,利用条料上10Φ的孔作为导正销孔导正,以此作为条料送进的精确定距。
7.冲压设备的选定通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。
起主要参数如下: 公称压力:250kN 滑块行程:65mm最大闭合高度:270mm 最大装模高度:220mm 连杆调节长度:55mm工作台尺寸(前后x 左右):370x560 mm 垫板尺寸(厚度x 直径):50x200 mm 模柄孔尺寸:Φ40x60 mm 最大倾斜角度:30度8、模具零件的加工工艺本副冲裁模,模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。
若采用线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单。
表四所示为落料凸模的加工工艺过程。
表四9、模具的装配根据倒装复合模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装上模,再装下模,并调整间隙,试冲,返修。
具体的情况见表五所示。
表五1.上模座2.导套3.导柱4.紧固螺钉5.沉头螺钉6模柄7.凸模固定板8.卸料螺钉9.垫板10.圆柱销11. 卸料板12.下模座13.圆柱销14.凹模15.冲孔凸模16.落料凸模17.导正销18.卸料橡胶19.挡料销20.导料扳子模具总装图主要参考文献:1、《公差配合与技术测量》,陈于萍,机械工业出版社2、《机械制图》,刘少年主编,机械工业出版社3、《机械制造基础》,胡大超,高等教育出版社4、《金属材料与热处理》,赵先仲,机械工业出版社5、《机械加工工艺基础》,司乃钧,机械工业出版社6、《机械制造技术》,李华,高等教育出版社7、《冲压与成型设备》,孙凤勤主编,高等教育出版社8、《模具制造工艺学》,郭铁良,机械工业出版社9、《冲压模具设计与制造》,刘建超、张宝忠主编,高等教育出版社10、《数控机床加工工艺与设备》,赵长明,机械工业出版社设计小结通过本次冲压模具的设计,让我又对这门课程有了重新的了解。
让我学到了不同与课堂的新东西,增加了自己的动手能力。
虽然我设计的模具不一定好,但是,我觉得通过不断努力,我可以设计一套实用的好模具!!!这次的设计也让我巩固了软件知识,制图知识,收获颇丰!!!。