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时间:2020-09-04
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1、矩形板落料冲孔复合模设计一、零件冲压工艺性分析图1为该零件的设计尺寸,根据图1分析可知该矩形板形状简单,外形总长,宽度,其上共冲16个直径为5mm的小孔。由技术要求可知,其余线性公差为±0.5mm,所有螺纹应保证有足够的接触高度,配合孔采用6H的公差带,参考《模具设计与速查手册》表7-20可知,IT6=0.006mm,故孔的尺寸为。材料为Q235,厚度t=2mm,的孔边距外轮廓的最小距离为5mm>(1.2-1.5)t=2.4-3mm。两小孔间最小距离d=,根据凸凹模允许的最小壁厚要求,该零件符合冲压要求,故采用复合冲压工序。二、冲压工艺方案的确定从
2、图1可知,该零件包括落料和冲孔两个基本工序,根据冲压要求可以有以下三种工艺方案。方案一:先落料后冲孔,采用单工序生产;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。通过上述三个方案分析,方案一模具结构简单,需要两副模具,生产效率低;方案二只需要一副模具,虽然该矩形板形状简单,但板材很长并且其上共冲16个直径为5mm的小孔,孔的制造精度为IT6,为了保证零件的形状和尺寸有足够高的精度,降低冲模制造的难易程度和生产成本,本方案选用冲孔落料的复合模;方案三虽然也只需要一副模具,生产效率高,但冲制的零件精度较复合模
3、冲制的零件精度低,同时在级进模中为了给条料定位需要制作导正销,模具结构比复合模具复杂。通过上述方案分析比较,同时为了满足加工需求,选择方案二进行落料冲孔复合模的设计。三、零件工艺、模具设计计算(1)零件排样设计该零件为形状简单的矩形件,可采用有搭边的直排式排样。参考《模具设计与速查手册》表2-34,查得冲裁时合理搭边值为边缘值,制品间隙值可算出送料进距为52mm。本方案采用长为(645+2×2.5)=650mm,宽为(50×12+2×2.5+11×2)=627mm的板料,可冲裁12个零件。材料的利用率计算如下:式中K——材料的利用率n——材料上的制
4、品数量a——单个制品的面积()A——条料总面积()(2)凸、凹模工部分尺寸计算在模具设计的过程中,需对模具的关键部位凸、凹的间隙和制造精度进行严格的计算,参考《模具设计与速查手册》计算如下:1、冲孔模工作尺寸计算:工件光面的孔径与凸模尺寸相等,故应以凸模尺寸为基准,又因冲孔的尺寸会随凸模的磨损而减小,故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔公差范围内的较大尺寸,而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小间隙值。而查表2-43圆形凸凹模工作尺寸计算查表2-41合理间隙为。查表2-44圆形凸凹模制造公差。在确定凸凹模公差时,其凸凹模公差的总和不能大于间隙的差值,校核
5、间隙如下:
6、
7、+
8、
9、≤-而0.020+0.020=0.26-0.22=0.04mm,经验证合适。制件公差=0.006mm,查表2-45磨损系数x=0.75,故凸凹模工作尺寸为2、落料模工作尺寸计算:落料件光面的尺寸与凹模尺寸相等,故应以凹模尺寸为基准,又因落料件尺寸会随凹模的磨损而增大,故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸,而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小间隙值。矩形件外形总长,宽度故长度方向上,宽度方向上由经验公式得=0.4(-)=0.016mm=0.6(-)=0.024mm查表2-45长度方向磨损系数x=0.75,制件公差
10、=0.5mm故长度方向上查表2-45宽度方向磨损系数x=0.75宽度方向上3、孔距是不变尺寸,根据公式:,根据技术要求孔距公差±0.2mm,故=0.4。(3)冲压力计算及冲压中心的确定:Q235板料的冲压力学性能为,选取=350Mpa。参考《冲模设计应用实例》中冲裁力的计算:式中F——冲裁力(N);L——冲裁周边长度(mm);t——材料厚度(mm);——材料抗剪强度(Mpa);K——系数,一般取1.3故落料时的冲裁力,冲孔时的冲裁力。查得表2-15,故卸料力,顶出力,推件力,总的冲压力。由于矩形板料左右对称,所有的孔关于偏移板料中心对称轴11.5m
11、m的对称轴对称,故四、主要零件设计:参考《模具设计与工速查手册》表7-48和表7-49冷冲模各零件材料的选择和热处理工艺,对于冲裁模工作零件如凸模、凹模、凸凹模选用合金材料,工作硬度HRC=55~63,耐磨性好淬硬不变形性好,脱碳敏感性较小,热处理工艺为淬火回火,要求凸模硬度HRC=58~62,凹模硬度HRC=60~64。对于冲裁模结构零件:上下模板采用Q235钢,铸造毛坯应进行退火调质处理,或时效回火处理,以消除内应力,改善后续工序的切削加工;本方案选用材料为Q235的旋入式模柄,不需进行热处理;需用20号钢的滑动式导柱导套,需进行渗碳淬火,硬度
12、要求HRC=58~62;凸、凹模固定板和卸料板选用45号钢不需热处理;挡料销、垫板、推杆、推板、顶杆、顶板和螺钉选用45号
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