冲裁模具设计课件.ppt

1、项目一 冲裁模设计 1.4 任务实施任务实施(步骤、方法、内容步骤、方法、内容)1.4.1 止动片冲孔落料复合模设计工作引导文止动片冲孔落料复合模设计工作引导文止动片冲孔落料复合模设计工作引导文见表1-32。项目一 冲裁模设计 表表1-32 止动片冲孔落料复合模设计工作引导文止动片冲孔落料复合模设计工作引导文项目一 冲裁模设计 1.4.2 止动片冲孔落料复合模设计实例止动片冲孔落料复合模设计实例1冲压工艺分析及工艺方案的确定冲压工艺分析及工艺方案的确定 1) 零件的冲裁工艺性分析(1) 结构形式、尺寸大小。材料厚度为2mm3.2mm，属薄板冲裁；零件结构简单，并在转角有四处R2圆角，内外形符合

2、冲裁件结构设计规范；零件最大尺寸为65mm，属小型冲件。(2) 尺寸精度、粗糙度、位置精度。孔边距011. 012属于 IT11级精度，其余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，经查公差表，其公差分别为 项目一 冲裁模设计 零件外形：0 74. 065，0 52. 024，0 52. 030，0 52. 030R，0 25. 02R 零件内孔：36. 00 10 孔心距：31. 037 零件图中未标注粗糙度、位置精度。 (3) 材料性能。零件材料为 45 钢，是优质碳素钢，抗剪强度 = 432 MPa549 MPa，具有较好的冲压性能，满足冲压工艺要求。 (4) 冲压

3、加工的经济性分析。该产品属于大批量生产，采用冲裁模进行冲压生产，不但能保证产品的质量，满足生产率要求，还能降低生产成本。 项目一 冲裁模设计 2) 冲压工艺方案的确定零件包括冲孔、落料两道冲压工序，可采用以下几个方案：方案一(单工序模)：分两道工序做，先落料，后冲孔，采用单工序模具生产。方案二(复合模)：将冲孔、落料两道冲压工序在一副模具中一次完成，进行落料冲孔复合冲压，采用落料冲孔复合模具来生产。方案三(连续模)：将冲孔、落料两道冲压工序在一副模具依次完成，进行冲孔落料连续冲压，采用连续模具来生产。项目一 冲裁模设计 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低、精度低，难以满足该

4、零件的年产量及精度要求。方案二只需要一副模具，冲压件形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。方案三也是只需要一副模具，生产率也很高，适合精度要求不高的工件。由于孔边距尺寸0 11. 012mm 有公差要求， 且工件最小壁厚满足表 1-19 的要求，为了更好地保证尺寸精度，最后确定采用方案二。 项目一 冲裁模设计 2模具结构形式模具结构形式1) 模具类型的选择复合模有两种结构形式：正装式和倒装式。因为倒装式复合模的结构简单，在工件材料较厚、硬度较大时，应优先采用倒装式复合模。 2) 定位方式的选择采用手动送料方式，从右往左送料。如果采用固定导料销，在凹模上要钻出让位孔，这样会降低凹模的强度，因

5、此，控制条料的送进方向采用活动导料销定位装置，控制条料的送进步距采用活动挡料销定距。项目一 冲裁模设计 3) 卸料、出件方式的选择复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要装卸料装置。根据倒装式复合模具冲裁的运动特点，该模具采用弹性卸料方式比较方便。4) 导向方式的选择由于后侧导柱模架前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，因此，该复合模采用滑动导柱、导套导向的后侧导柱模架。3排样设计排样设计 根据零件材料类型、厚度和形状查表1-8可确定零件之间的搭边值为2.2mm；零件与条料侧边之间的搭边值为2.5mm。项目一 冲裁模设计 查表 1-9 得条料宽度的单向偏差 = -0.6。 步距： S

6、= L + a1 = 30 + 2.2 = 32.2 mm 条料宽度： 0 00.6 00.6(2 )(6522.5) 70mmBDa 一个步距内的材料利用率： 1550100%100%7032.2 68.8%ABS 根据条料宽度及步距，绘制排样图如图 1-69 所示。 项目一 冲裁模设计 图1-69 排样图项目一 冲裁模设计 4冲压力、压力中心计算及压力机初选冲压力、压力中心计算及压力机初选1) 冲压力计算此例中零件的落料周长L采用AutoCAD查询功能算出，确定L177mm，材料厚度t=2mm，查附表A1取45钢的抗剪强度t=450 MPa，则落料力：kN 1 .20745021773 .

7、 13 . 11LtF 冲孔力： kN 5 .734502)10(23 . 13 . 12LtF(2 个孔) 卸料力： kN 36.101 .20705. 01XXFKF (查表 1-11，取05. 0XK) 项目一 冲裁模设计 kN 2 .165 .73055. 0282TTFnKF12XT207.1 73.5 10.36 16.2 307 kNFFFFF推件力：查表1-11，取KT=0.055,假设冲孔凹模刃壁高8 mm。计算零件所需总冲压力：2) 压力中心计算压力中心计算选择X、Y轴如图1-70所示，忽略4-R2圆角，列表1-33 计算工件各线段长度及各自压力中心的坐标。项目一 冲裁模设

8、计 由于工件对称于X轴，因此，模具的压力中心位于X轴上，只需根据式(1-15)计算模具的压力中心的X坐标：因此，模具压力中心坐标为(13.0，0)。nnnLLLxLxLxLx212211042.3142.315 .142465245 .1461.381242.311242.31245 .1412240651224245 .1497.2761.38mm 0 .1345.2433106项目一 冲裁模设计 图1-70 压力中心图项目一 冲裁模设计 表表1-33 长度及压力中心坐标长度及压力中心坐标项目一 冲裁模设计 3) 压力机初选根据压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力，初步选用J2140开式压

9、力机，压力机参数为公称压力：400kN；滑块行程：80mm；最大闭合高度：255mm；连杆调节量：65mm；工作台尺寸(前后左右)：460mm720mm；工作台孔尺寸：200mm290mm；模柄孔尺寸(直径深度)：50mm70mm。项目一 冲裁模设计 5工作零件刃口尺寸计算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；以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。根据材料种类和厚度查表1-13可确Zmin=0.38，Zmax=0.42,刃口尺寸计算结果如表1-34所示。项目一 冲裁模设计 表表1-34 模具刃口尺寸

10、计算表模具刃口尺寸计算表项目一 冲裁模设计 6主要零部件的初步设计 1) 落料凹模结构尺寸 根据式(132)计算凹模高度：3 .146522. 0 kbH mm。 查表 1-18 得凹模壁厚：c = 32 mm42 mm。 垂直于送料方向的尺寸：B = b + 2c = 65 + 2 32 = 129 mm。 送料方向的尺寸：A = a + 2c = 30 + 2 32 = 94 mm。 根据就近、 就高的原则， 参考附表 F1 标准矩形凹模板尺寸，可确定凹模长、宽、高尺寸为：125 mm 125 mm 14 mm。 2) 空心垫板结构尺寸 因为凹模板的厚度空间不足以安装推件块，为了安装推件块

11、， 在凹模上方增加长、 宽、 高尺寸为 125 mm 125 mm 12 mm的空心垫板。 项目一 冲裁模设计 3) 标准模座参数采用滑导向、后侧导柱标准铸铁模架，根据凹模周界尺寸及厚度, 查附表M1, 初定下模座参数为125mm 125mm 35mm, 上模座参数为125mm125mm30mm。4) 冲孔凸模固定板冲孔凸模固定板厚度取为14mm，平面尺寸与凹模外形尺寸相同，查附表F1可确定冲孔凸模固定板的结构尺寸为125mm125mm14mm。5) 上垫板上垫板厚度取6mm，平面尺寸与凹模外形尺寸相同，查附表F1可确定上垫板的结构尺寸为125mm125mm 6mm。项目一 冲裁模设计 6)

12、冲孔凸模根据冲孔凸模刃口与落料凹模刃口平齐的原则确定冲孔凸模长度。冲孔凸模长度=冲孔凸模固定板厚度+落料凹模厚度+空心垫板厚度=14+14+12=40mm7) 下垫板本例的凸凹模受力比冲孔凸模大，因此下垫板厚度应大于上垫板厚度，取8mm，平面尺寸与凹模外形尺寸相同，查附表F1可确定下垫板的结构尺寸为125mm125mm 8mm。项目一 冲裁模设计 8) 凸凹模固定板本例的凸凹模固定板厚度应大于冲孔凸模固定板厚度，取16mm，平面尺寸与凹模外形尺寸相同，查附表F1可确定凸凹模固定板的结构尺寸为125mm125mm16mm。 9) 卸料板根据1.3.9节的介绍，查表1-21可确定卸料板的厚度为10

13、mm，卸料板结构尺寸为125mm125mm10mm。10) 凸凹模高度根据式(1-31)确定凸凹模高度H：H=10+16+1020mm=36mm46mm，初定为44mm。项目一 冲裁模设计 11) 卸料弹簧的选用 弹簧种类：根据 1.3.9 节的介绍，选取红色弹簧。 弹簧个数：根据 1.3.9 节的介绍，选取 4 个。 弹簧直径：根据 1.3.9 节的介绍及模板实际尺寸，取弹簧直径为20。 弹簧长度：根据凸凹模高度，初定弹簧自由长度为 40 mm，查附表 C1，红色弹簧使用 30 万回的最大压缩比为 32%。 计算最大压缩量L： L = L = 40 32% = 12.8 mm 计算预压缩量

14、S预： S预 = (0.030.05) 40 = 1.2 mm2 mm 取为 2 mm 项目一 冲裁模设计 校核弹簧压缩量是否满足要求： S总 = S预 + S工作 + S修磨 = 2 + (2 + 1) + 4 = 9 mm 满足 L S总 12) 卸料螺钉选用 根据弹簧内径为10，选取 M8 卸料螺钉，如图 1-71 所示。 卸料螺钉长度为 L = 凸凹模高度 + 垫板高度 - 卸料板厚度 = 44 + 8 - 10 = 42 mm 查附表 L1，确定卸料螺钉为 M8 42 JB/T 7650.594。 13) 模具闭合高度及合模高度计算根据图1-71可确定合模高度：H=(30+6+14+

15、12+14)+(44-1)+8+35=162mm。项目一 冲裁模设计 因为压力机最大闭合高度为270mm，连杆调节量为55mm，在模座下增加垫脚，所选压力机就可满足模具闭合高度要求。 14) 导柱、导套的选取导柱、导套的选取 如图1-71所示，根据式(1-39)可确定导柱长度：L=162-(23)-(1015)=144mm150mm，查附表M5、M6，选取的导柱、套型号为 导柱：B22h515045 GB/T 2861.1； 导套：A22H66523。 15) 模柄模柄 采用B型压入式模柄，根据压力机滑块的模柄孔尺寸（5070），上模座厚度（30），按照1.3.13式（1-40），式（1-41

16、）要求，参考附录N，初步确d=50,L1=30,L=85。项目一 冲裁模设计 17) 挡料销、导料销挡料销、导料销考虑活动挡料销安装繁琐，且本例板料比较厚，因此采用固定挡料销，只要固定挡料销高度小于板料厚度，就不用在凹模上开避让孔。查附表H1，确定挡料销型号：A6 JB/T 7649.10。 16) 打杆打杆 根据1.3.10节及附表J2进行设计，由图1-71所示的各模板的相对位置关系可得： 打杆长度=(12-5-3)+14+6+85+30=139mm 取为140mm。项目一 冲裁模设计 图1-71 各零件尺寸关系简图项目一 冲裁模设计 18) 螺钉、销钉螺钉、销钉根据1.3.13节介绍的方法

17、，可确定螺钉，销钉的规格凸模固定板固定：螺钉2-M1035，销钉2- 10mm30mm。凹模固定板固定：螺钉4-M1060，销钉2- 10mm55mm。凸凹模固定：螺钉M825。凸凹模固定板固定：螺钉4-M1045，销钉2- 10mm40mm。模柄止转销：销钉8mm10mm。项目一 冲裁模设计 7主要零部件的详细设计主要零部件的详细设计1) 凹模的详细设计(1) 凹模的外形尺寸、刃口尺寸及公差按初步设计阶段的设计计算结果，表面粗糙度可查附表D4确定，凹模材料及热处理要求查附表A3确定。(2) 凹模与上模座联接的螺钉孔，销孔位置及数量。根据表1-30，可确定送料方向两螺孔间距为95mm，与送料方

18、向垂直方向的两螺孔间距为95mm。查附表D2，可确定10销孔的配合公差为H7/n6，再查附表D3，可确定销孔尺寸公差为，销孔错开布置。凹模零件图见附图CY_01_01。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 2) 空心垫板的详细设计空心垫板主要为安装推件块而设，安装推件块部分的尺寸按图1-45设计。安装螺钉孔及销钉孔与凹模上的孔相对应。空心垫板的零件图见附图CY_01_06。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 3) 推件块的详细设计推件块结构及尺寸按图1-45设计。推件块的零件图见附图CY_01_09 项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 4) 凸模、凸模固定板、上模垫板的详细设计(1)

19、 凸模。参照图1-28、表1-15进行凸模结构设计。刃口尺寸及公差按初步设计阶段的设计计算结果。(2) 凸模固定板。参照图1-28、表1-16进行凸模固定板结构设计，根据表1-30及凹模板螺钉孔及销孔位置确定凸模固定板的螺钉孔及销孔位置，M10的螺钉孔距为95mm，布置在送料方向的模板对称线上；10销孔位置与凹模板上的销孔错开布置；打杆过孔台尺寸根据打杆尺寸确定。(3) 上垫板。上垫板上的螺钉通孔、销钉孔的位置、尺寸应与凸模固定板上的螺钉孔、销钉孔相对应。凸模零件见图CY_01_02，凸模固定板零件见图CY_01_07，上垫板零件CY_01_05。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 项目一

20、 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 5) 打杆的详细设计参考附录J2进行详细设计。打杆零件图见图CY_01_11 。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 6) 上模座的详细设计上模座属标准件，轮廓尺寸见附表M1，详细设计阶段只需布置螺钉通孔、销钉孔、模柄安装孔的位置及尺寸。上模座零件图见图CY_01_14。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 7) 模柄的详细设计模柄属标准件，除尺寸L1，L外，其它尺寸、结构、材料及热处理要求见附录N1。模柄一般需自行加工，模柄零件图见图CY_01_12 。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 8) 凸凹模的详细设计凸凹模的外形尺寸、刃口尺寸及公差按初步设

21、计阶段的设计计算结果，刃口形式参考图1-36进行设计。凸凹模的零件图见图CY_01_03 。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 9) 凸凹模固定板的详细设计凸凹模固定板与凸凹模配合部分尺寸公差参考附表D4确定，根据表1-30，可确定送料方向两螺孔间距为95mm，与送料方向垂直方向的两螺孔间距为95mm。弹簧过孔尺寸参考附表C2确定。凸凹模固定板的零件图见图CY_01_10 。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 10) 卸料板的详细设计卸料板的详细设计 与凸凹模配合部分尺寸参考图1-41进行设计。根据固定挡料销的规格确定固定挡料销孔为4mm通孔；查附表D2，可确定固定挡料销孔的配合公差为

22、H7/n6，查附表D3，可确定固定挡料销孔尺寸公差为 ；0.01204 根据两工件间的搭边值(2.5mm)及固定挡料销直径(8)确定挡料销孔中心到卸料板开腔边缘的距离为6.5mm。卸料板的零件图见图CY_01_08。 项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 11) 下垫板的详细设计下垫板上的螺钉通孔、销钉孔的位置、尺寸应与凸凹模固定板上的螺钉孔、销钉孔相对应。下垫板上卸料螺钉过孔尺寸参考表1-22进行设计。下垫板零件见图CY_01_04。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 12) 下模座的详细设计下模座属标准件、轮廓尺寸见附表M1，详细设计阶段只需布置凸凹模固定孔、凸凹模固定安装孔、卸料螺钉过孔的位置及尺寸。下模座零件图见附图CY_01_14。项目一 冲裁模设计 项目一 冲裁模设计 13) 装配图的详细设计根据详细设计阶段确定的零部件结构参数绘制模具装配图，在绘制过程中要注意检查各个零件的配合尺寸是否正确，发现问题，应重新修改零件图。模具装配图见图CY_01_00。项目一 冲裁模设计