冲压模具设计与制造实例 例:图1所示冲裁件,材料为A3,厚度为2m,大批量生产。试制定工件冲压工 艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。 零件名称:止动件 生产批量:大批 材料:A3 材料厚度:t=2mn 6537 e-10 图1产品零件图 0-冲压工艺与模具设计 1.冲压件工艺分析
1. 冲压件工艺分析
①材料:该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢,具有较好的可冲压性能。 ②零件结构:该神裁件结构簡单,并在转角有四处R圆角,比较适合冲裁。 ③尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按IT14级确定工 件尺寸的公差。孔边距12m的公差为_0.11,属11级精度。查公差表可得各 尺寸公差为 零件外形: 052mn30 052nnR30。s2mnR22smn 零件内形:106036m 孔心距:37±0.31mm 结论:适合冲裁。 2.工艺方案及模具结构类型 该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案: ①先落料,再冲孔,采用单工序模生产。 ②落料一冲孔复合冲压,采用复合模生产。 ③冲孔一落料连续冲压,采用级进模生产。 方案①模具结构簡单,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。由于孔边距尺寸1201m有公差要求,为了更好地保 证此尺寸精度,最后确定用复合神截方式进行生产。 工件尺寸可知,凸凹模壁厚大于最小壁厚,为便于操作,所以复合模结构采用倒装 复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。 3.排样设计
2. 工艺方案及模具结构类型 3. 排样设计
查《神压模具设计与制造》表2.5.2,确定搭边值: 两工件间的搭边:a=2.2mm 工件边缘搭边:a1=2.5m 步距为:32.2mm; 700.6 条料宽度B=(D+2a1) =(65+2×2.5) 确定后排样图如图2所示。 图2排样图 一个步距内的材料用率n为: A 100% 150÷(70×32.2)×100% 查板材标准,宜选冼900mm×1000mn的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料(70mm 1000mn),每张条料可冲378个工件,则ne为: 8=×100% LB 378×1550 100% 900×1000 即每张板材的材料利用率为65.1% 4.冲压力与压力中心计算
4．冲压力与压力中心计算
(1)冲压力 落料力F总=1.3tτ 其中τ按非退火A3钢板计算 冲孔力F=1.3Ltτ =1.3×2兀X10×2×450 74.48(KN 其中:d为冲孔直径,2兀d为两个孔圆周长之和。 卸料力Fa=KaF落 =0,05×252,67 =12.63(KN) 推件力Fn=nKF落 6×0.055×37.24 =12.30(KN 其中n=6是因有两个孔 总冲压力: Fa=F落+F冲+B+F推 =252.67+74.48+12.63+12.30 352.07(KN)
(2)压力中心 如图3所示: n18 由于工件x方向对称, 故压力中心xn=32.5mn 图3压力中心 y0-器 24×12+60×0+24×12+14.5×24+3861×2797+145×24+314×12+314×12 24+60+24+145+38.61+145+31.4+314 3105.52 23841 其中 L1=24mm y1=12mm L2=60mum y2=0mm L3=24mm y3=12mm 1=60nny4=24n L5=60mm ys=27.97nn L6=6Omm L7=60m y,=12mm L8=60mm 计算时,忽略边缘4-R2圆角。 由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为(32.5,13)
5.工作零件刃口尺寸计算 落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制:冲孔部分以冲孔凸模为基准 计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制 刃口尺寸计算见表1。 表1刃口尺寸计算 基本尺寸及分类冲载 磨损 计算 计算公式 问隰 系数 公差 结果 0 D=6463 相应凸模尺寸按 65142m 凹模尺寸配作,保 证双面间隙在 落 制件精 0.246~036之间 度为 Dd=23.74。l3 凹 Dmax-n r4级,a=0m2x)0 故x=0.5 同上 =24 0.36-0.246 Da=29.740 同上
5．工作零件刃口尺寸计算 落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准 计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。 刃口尺寸计算见表 1。 表 1 刃口尺寸计算
Dma 0 d a=d =30 相应凸模尺寸凹 同上 △/4 模尺寸配作,保证 单面间隙在 0.123~0.18之间 同上 F202 =0nn-x△ △/4 同上 10.10 凸 相应凹模尺寸按 模 mn 0 同上 dy=(dnmn+x△) 凸模刃口尺寸配 △/4 作,保证双面司隙 =10 在0.246~0.36之 间 度为 p=11.974029 距 同上级,8,=(m+x)4A 12 ,1 故 0.75 孔 L=37±0.078 距37±0.31 同上 x=0.5 Ld=①-+0.5△ 二×0.62 6.工作零件结构尺寸
6．工作零件结构尺寸
落料凹模板尺寸: 凹模厚度:H=kb(≥15m) H=0.28×65=18.2mn 凹模边壁厚:c≥(1.5~2)H =(27.3~36.4)nn实取c=30mm 凹模板边长:L=b+2 65+2×30 查标准JB丌T-6743.1-94:四模板宽B=125mn 故确定凹模板外形为:125×125×18(mn)。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后 实取为:125×125×14(mn) 凸凹模尺寸: 凸凹模长度:L=h1+h2+ 16+10+24 其中:h1一凸凹模固定板厚度 h2弹性卸料板厚度 h-增加长度(包括凸模进入凹模深度,弹性元件安装高度等) 凸凹模内外刃口间壁厚校核:根据冲裁件結构凸凹模内外刃口最小壁厚为Tm,根 据强度要求查《冲压模具设计与制造》表29.6知该壁厚为49mn即可,故该凸凹模侧 壁强度足够。 冲孔凸模尺寸 凸模长度:L凸h1+h2+h3 =14+12+14 其中:h1凸模固定板厚 空心垫板厚 h3-凹模板厚 凸模强度校核:该凸模不属于细长杄,强度足够
7.其它模具零件结构尺寸 根据倒装复合模形式特点:凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94,确定其它模具模板 尺寸列于 表2 序号 名称 长×宽×厚(mn 材料 数量 1 上垫板 125×125×6 T8A 2 凸模固定板 125×125×14 45钢 空心垫板 125×125×12 45钢 卸料板 125×125×10 45钢 凸凹模固定板 125×125×16 45钢 111 6 下垫板 125×125×6 T8A 根据模具零件结构尺寸,査标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架 8.冲床选用 根据总冲压力F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用 J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下: 公称压力:630K 滑块行程:130mm 行程次数:50次/分 最大闭合高度:360mm 连杆调节长度:80mm 工作台尺寸(前后×左右):480mm×710mm 9.冲压工艺规程
7．其它模具零件结构尺寸 根据倒装复合模形式特点: 凹模板尺寸并查标准 JB/T-6743.1-94，确定其它模具模板 尺寸列于 表 2: 根据模具零件结构尺寸 ,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架一 副。 8．冲床选用 根据总冲压力 F 总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用 J23-63 开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下： 公称压力： 630KN 滑块行程： 130mm 行程次数： 50 次∕分 最大闭合高度： 360mm 连杆调节长度： 80mm 工作台尺寸（前后×左右）： 480mm × 710mm 9．冲压工艺规程
产品型别 工艺规程 零件名称止动件 零件号 (连封面共5页) (另附对照表页) 工艺室主任 车间主任 主管工艺员 年月日批准 工作程序形 工序 序名 作地 名称 备型别工作工时定器 切料 剪床 神裁 开式柱可倾23-63 检验 游标卡尺等 更改单号号签字日刷更改单号编号签字日桐工艺负 艺皇主任