冲压模具设计与制造实例.doc

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1、冲压模具设计与制造实例例：图1所示冲裁件，材料为Q235，厚度为1.2mm，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编制。零件名称：垫片生产批量：大批材料：Q235材料厚度：t=1.2mm图1 产品零件图 一、冲压工艺与模具设计 冲压件工艺分析材料：该冲裁件的材料Q235钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。零件结构：该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。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。查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：30mm零件内形：13mm结论：适合冲裁。 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

2、，可以采用以下三种工艺方案：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。冲孔落料连续冲压，采用连续模生产。方案模具结构简单，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。最后确定用复合冲裁方式进行生产。 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。主要设计计算 排样设计及计算查冲压模具设计与制造表2.5.2确定搭边值：工件间的搭边：a=2mm；工件边缘搭边:a=5mm；步距为: 32mm ； 条料宽度

3、B=(D+2a) =(30+25)=40确定后排样图如图2所示。 图2 排样图 一个步距内的材料利用率为： =547(4032)100 = 42.7 查板材标准，宜选900mm1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为22张条料（40mm1000mm），每张条料可冲31个工件，则总为：=（31547）（9001000）100=18.8即每张板材的材料利用率为18.8。 总冲压力计算落料力 F总=1.3Lt =1.3941.2343 =50.3(KN)其中按非退火Q235钢板计算.冲裁力 F冲=1.3Lt=1.32131.2343=43.71(KN)其中:d为冲孔直径,2d为两个孔圆周长之和。卸料力

4、F卸=K卸F落=0.0550.3=2.515(KN)推件力 F推=nK推F落=100.05521.855=12.02(KN)总冲压力： F总=F落+F冲+F卸+F推=50.3+43.71+2.515+12.02=108.545(KN)凸凹模刃口尺寸计算刃口尺寸计算列于表1中。其中: 落料部分以凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。表1 刃口尺寸计算基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果落料凹模D=30Z=0.246Z=0.36Z- Z=0.36-0.246=0.11mm制件精度为：IT14级，故x=0.5D=(D-x)/4D=29

5、.74相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.2460.36之间冲孔d=13同上dp=(d+x)/4d=13.18相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在0.2460.36之间 主要模具零件结构尺寸凹模板尺寸:凹模厚度:H=kb(15mm) H=0.2865=18.2mm凹模边壁厚:c(1.52)H =(1.52) 18.2 =(27.336.4)mm 实取c=30mm凹模板边长:L=b+2c =65+230 =125mm查标准JB/T 6743.1-94: 凹模板宽B=125mm故确定凹模板外形为: 12512518(mm)。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为: 12512

6、514(mm)。凸凹模尺寸:凸凹模长度:L=h+h+h =16+10+24 =50(mm)其中: h 凸凹模固定板厚度h 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)此凹模内外刃口间壁厚校核:根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm,根据强度要求查冷冲模设计及制造表 336知,该壁厚为4.9mm即可,故该凸凹模侧壁强度足够。凸模尺寸:凸模长度:L凸=h+h+h =14+12+14 =40mm其中:h凸模固定板厚 h空心垫板厚h凹模板厚凸模强度校核:该凸模不属于细长棒,强度足够。 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-6743.1-9

7、4确定其它模具模板尺寸列于表2:表2 模具零件结构尺寸序号名称长宽厚(mm)材料数量1上垫板1251256T8A12凸模固定板1251251445钢13空心垫板1251251245钢14卸料板1251251045钢15凸凹模固定板1251251645钢16下垫板1251256T8A1根据模具零件结构尺寸,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱12525标准模架一副。 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,并结合学校现有设备,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

8、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）：480mm710mm 冲压工艺规程(见2832页) 模具总装配图（如图4） 模具零件图（如图5图17）二、制造过程1.模具零件加工工艺规程凹模加工工艺规程 材料:Gr12 硬度: 6064 HRC序号工序名工序内容1备料条料锯切(退火状态):13013016mm2粗铣铣六面到尺寸125.3125.315,注意两大平面与两相邻侧面用标准角尺测量达基本垂直3平面磨磨光两大平面厚度达14.6mm,并磨两相邻侧面达四面垂直,垂直度0.02mm/100mm4钳划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔 钻螺纹底孔,销钉底孔,

9、凹模洞口穿线孔铰空 铰销钉孔到要求攻丝 攻螺纹丝到要求5热处理淬火 使硬度达6064 HRC6平面磨磨光两大平面,使厚度达14.3mm7线切割割凹模洞口,并留0.01002mm研余量8钳 研磨洞口内壁侧面达0.8m 配推件块到要求9钳用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后,凹模与上模座配作销钉孔10平磨磨凹模板上平面厚度达要求11钳总装配凸凹模加工工艺规程 材料:Gr12 硬度: 6064 HRC序号工序名工序内容1备料条料锯切(退火状态):704055mm2粗铣铣六面见光3平磨磨高度两平面到尺寸51mm4钳划线 在长度方一侧留线切割夹位6mm后,分中划凸模轮廓线并划两凹模洞口中心线钻孔 按凹模洞

10、口中心钻线切割穿丝孔锪扩凹模落料沉孔到要求，钻螺纹底孔并攻丝到要求5热处理淬火 硬度达6064 HRC6平磨磨高度到50.4mm7线切割割凸模及两凹模,并单边留0.010.02mm研磨余量8钳研配 研凸凹模并配入凸模固定板研 各侧壁到0.8m9平磨磨高度到要求10钳总装配凸模固定板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 2428 HRC序号工序名工序内容1备料氧割 13013016mm2热处理调质 硬度2428 HRC3粗铣铣六面达125.3125.314.8mm,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直4平磨磨光两大平面厚度达14.4mm;并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02mm/100mm5钳

11、划线 凸模固定孔中心线,销钉孔中心线,螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线钻孔 凸模固定孔穿丝线,螺纹过孔和销钉过孔到要求6线切割割凸模固定孔单边留0.010.02mm研余量7铣铣凸模固定孔背面沉孔到要求8钳研配凸模9平磨磨模厚度到要求10钳总装配 用透光层使凸模,凹模间隙均匀后,与上模座板配作销孔凸凹模固定板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 2428 HRC序号工序号工序内容1备料氧割 13013018mm2热处理调质 硬度2428 HRC3粗铣铣六面达125.3125.316.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直4平磨磨光两大平面,厚度达16.4mm;并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.0

12、2mm/100mm5钳划线 螺纹孔中心线,螺纹过孔中心线, 销钉孔中心线,凸凹模固定孔轮廓线钻孔螺纹底孔,螺纹过孔到要求,凸凹模固定孔线切割穿线孔攻丝 攻螺纹底丝到要求6线切割割凸凹模固定孔,单边留研余量0.010.02mm7钳研配 将凸凹模配入固定孔8平磨磨厚度到要求9钳装配 与下模座配作销钉孔卸料板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 2428 HRC序号工序名工序内容1备料氧割 13013012mm2热处理调质 硬度2428 HRC3粗铣铣六面达125.3125.310.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直4平磨磨光两大平面,厚度达10.4mm;并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02

13、mm/100mm5钳划线 螺纹孔中心线,定位钉孔中心线及中间型孔轮廓线钻孔 螺纹底孔,定位钉底孔型孔穿线孔铰孔,攻丝 铰定位钉底孔到要求,螺纹孔攻丝到要求6线切割割型孔到要求7钳 型孔与凸凹模装配定位钉与定位钉装配 螺纹孔与螺钉装配8平磨磨厚度到要求9钳总装配上垫板加工工艺规程 材料:T8A 硬度: 5458 HRC序号工序名工序内容1备料条料锯切(退火状态): 13013010mm2粗铣铣六面达125.3125.37mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直3平磨磨光两大平面,厚度达6.6mm;并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02mm/100mm4钳划线 螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线钻孔

14、钻螺纹过孔,销钉过孔到要求5热处理淬火 硬度: 5458 HRC6平磨磨两大平面厚度达要求7钳总装配下垫板加工工艺规程 材料:T8A 硬度: 5458 HRC序号工序名工序内容1备料条料锯切(退火状态): 130*130*10mm2粗铣铣六面达125.3125.37mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直3平磨磨光两大平面,厚度达6.6mm;并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02mm/100mm4钳划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过空中心线,销钉孔中心线,落废料孔中心线,凸凹模紧固螺钉过孔中心线钻孔 钻上述各孔到要求5热处理淬火 硬度: 5458 HRC6平磨磨两大平面厚度达要求7钳总装配空

15、心垫板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 2428 HRC序号工序名工序内容1备料氧割 13013015mm2热处理调质 硬度2428 HRC3粗铣铣六面达125.3125.312.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直4平磨磨光两大平面,厚度达12.4mm；并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02mm/100mm5钳划线 螺钉过孔中心线,销钉过孔中心线,推件块型孔轮廓线钻孔 钻销钉孔及螺钉过孔到要求6铣铣推件块型孔到要求7钳配入推件块8平磨磨两大平面厚度达要求9钳总装配上模座加工工艺规程 材料:HT200序号工序名工序内容1备料按GB/T 2855.590选购125125模架2钳划线 螺钉

16、过孔中心线,销钉孔中心线,模柄孔中心线及轮廓线钻孔 钻螺钉过孔及锪背面沉孔到要求3平磨与模柄配平模柄孔52及台阶60到要求4钳与模柄配钻止转销孔到要求5钳总装配 用透光层保证凸模固定板上两凸模与下模上凸凹模对中后,上模座与凸模固定板配作销孔用垫片层保证凹模与下模上凸凹模的凸模对中后,上模座与凹模板配作销孔6钳总装配下模座加工工艺规程 材料：HT200序号工序名工序内容1备料按GB/T 2855.590选购125125模架2钳划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过孔中心线,落废料孔中心线,凸凹模紧固螺钉头过孔中心线钻孔 钻上述各孔到要求,锪孔背面沉孔到要求3钳与凸凹模固定板配作销钉孔4钳总装配推件

17、块加工工艺规程 材料:45# 硬度: 2428 HRC序号工序名工序内容1备料氧割 743725mm2热处理淬火 硬度: 2428 HRC3粗铣铣六面见光4平磨磨上下两平面到要求5钳划线 212过孔中心线,各面轮廓线钻孔 钻212过孔到要求6铣各型面各台阶到要求7钳总装配冲孔凸模加工工艺规程 材料：T10A 硬度：5660HRC序号工序名称工 序 内 容10备料锯圆棒料1555mm20热处理退火，硬度达180220HB30车车一端面，打顶尖孔，车外圆至12mm；掉头车另一端面，长度至尺寸50mm；打顶尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸11.40.04mm,10.60.04mm至要求；车尺寸5mm至要求。40检验检验50热处理淬火，硬度至5660HRC。60磨削磨削外圆尺寸11mm，10.18mm至要求。70线切割切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至40mm要求。80磨削磨削端面至Ra0.8m。90检验100钳工装配图4 模具装配图