冲裁模具设计说明书

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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+1.5×2+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600mm×1200mm×0.7mm的H62黄铜,可以剪切成每块27mm ×1200mm×0.7mm,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=128.61mm²,则材料利用率为H=NA/LB=117×22×164.92/600×1200×100%=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=KL1tΤb=1.3×(12×3.14-4.5/12×0.5×12×3.14+9.75×2+3.14×2.25)×2×0.7×412N=42.89KN冲孔力F2=K2L2tΤb=1.3×(6.3×3.14+3.14×1+2×1)×2×0.7×412N=18.70KN总的冲裁力:F=F1+F2=42.89KN+18.70KN=61.59KN卸料力F3=K3F1=0.04×42.89KN=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=0.06×18.70×7=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Φ12圆弧、Φ6.3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。

Φ12圆弧周长33.09mm,y=-5.43Φ6.3圆y=0竖直方向直线段周长20.38mm,y=10.655R2.25圆弧周长7.068mm,y=17.19R1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F总=F冲裁+F卸+F推=(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=(5~8)%t,故Cmin=0.05×0.7=0.035mm,Cmax=0.08×0.7=0.056mm2)冲孔φ6.3 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δp=0.015mm,凹模制造公差δd=0.022mm,满足δd+δp≤2(Cmax-Cmin)查表3-24得x=0.5,△=0.362凸模尺寸:d =(d+x△) =(φ6.3+0.5×0.36) =φ6.48凹模尺寸:d =(d +2Cmin) =(φ6.48+2×0.035) =φ6.553)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+0.5×0.40) =3.20尺寸R1的:x=0.5,△=0.20,a =(a+x△) =(1+0.5×0.20) =1.10尺寸2的:x=0.5,△=0.40,a =(a+x△) =(2+0.5×0.40) =2.204)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Φ12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δd、δp无现成资料时候,一般取δd=2δp,δp=△1/4。

因此:尺寸Φ12的A1=(Φ12-0.5×0.2) =Φ11.9尺寸24的A2=(24-0.5×0.4) =23.80尺寸R=2.25的A3=(2.25-0.5×0.2) =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=0.140mm5)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60~64HRC。

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=0.32×24=7.68<15mm,故取H=15mm凹模壁厚c=(1.5~2)H=22.5~30,故取c=30mm,凹模长度L=D b+2c=23.80+2×30=83.80mm凹模宽度B=D a+2c=18.50+2×30=78.50mm查表3-31得实际凹模尺寸:L×B×H=125×100×166)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+h附加(h1为固定板厚度,h2为卸料板厚度,t 为冲板料厚度,h附加为增加的长度)L=16+12+0.7+15mm=43.7mm,采用比较标准的长度45mm。

7)冲孔Φ6.3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 13mm×6.48mm×45mm JB/T5826-2008,材料选用Gr12MoV,故热处理硬度为58~62HRC。

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58~62HRC。

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125×100×30由GB/T2855.2-1990查得:下模座125×100×35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0.6~0.8倍,因此凸模固定板厚度在9.6~12.8,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:125×100×16,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125×100×6 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125×100×12 45钢,热处理硬度43~48HRC,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 18×130 GB2861.6-81滑动导向导套 A H6 18×70×28 GB2861.6-81滑动导向导柱 A h5 20×130 GB2861.6-81滑动导向导套 A H6 20×70×28 GB2861.6-81材料:20Gr,表面渗碳,硬度58~62HRC(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 30mm×78mm,采用45钢。