冲裁级进模设计.

1目录1.冲压件工艺性分析———————————————————（1）2.冲压工艺方案的确定——————————————————（3）3.主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算—————————————————————（3）（2）压力中心的确定及相关计算————————————————————（3）（3）冲压力的计算—————————————————————————（4）（4）工作零件刃口尺寸计算——————————————————————（4）（5）卸料弹簧的设计—————————————————————————（5）4.模具总体设计（1）模具类型的选择————————————————————————（5）（2）定位方式的选择———————————————————————（5）（3）卸料，出件方式的选择—————————————————————（6）（4）导向方式选择—————————————————————————（6）5.主要零部件设计（1）主要零件的结构设计———————————————————————（6）（2）定位零件的设计—————————————————————————（8）（3）导料板的设计——————————————————————————（8）（4）卸料板部件设计—————————————————————————（8）（5）模架及其他零部件设计——————————————————————（8）6．模具总装图7．冲压设备的选定——————————————————————（8）8.工作零件的加工工艺—————————————————————（8）9.模具的装配—————————————————————————（10）主要参考文献————————————————————————（12）设计小结——————————————————————————（12）2级进模设计说明冲裁级进模设计（08-2班）要求：1、对产品进行工艺性分析，确定工艺方案；2、进行必要的工艺计算，例如：冲裁力、压力中心、刃口尺寸等；3、对工作零件、定位零件、导向零件、卸料和出件装置等进行设计，对装配中使用的标准件进行选取；4、确定各零件尺寸（可列表说明），画出二维或三维级进模装配图、凸模、凹模零件图。工件图31.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为Q235A，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有1个半径6mm的孔，有2个直径8mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸有规定公差，特别是孔的尺寸精度较高。2。冲压工艺方案的确定该工件包括落料冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。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。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，虽然工件精度要求较高，但综合考虑，基本能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间3个孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取1mm，壁厚取1.5mm，条料宽度为63.5mm，步距为21mm，一个步距的材料利用率为74%4（2）压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图如下；通过软件得出压力中心点（-2.89，0）。（3）冲压力的计算该模具采用级进模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表1根据计算结果，冲压设备拟选择J23-25。表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=4020+102/2+82/2-32-242+2402/21008.74mm2条料宽度BB=58+22.5+0.563mma=1mm,1a=2.5mm步距SS=20+121mm一个步距的材料利用率BSnA100%=216374.1008100%76%冲压力冲裁力FF=KLtb=1.3205.702.5350233983.75NL=205.70mm卸料力xFxF=1KF=0.05233983.7511699.19N查表得1K=0.05推件力TFTF=nTKF=0.08233983.7518718.7Nn取1冲压工艺总力ZFZF=F+xF+TF=233983.75+11699.19+18718.7271421.15N弹性卸料下出件（4）工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表二所示。表二工作零件刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注5落料R10R10036.0TdnaxAKRR0)1(0min)(TpATZRRRA=9.64045.00查表得冲裁双面间隙maxZ=0.3mmminZ=0.225mmmaxZ-minZ=0.075mm查表系数K1=1.0，K2=0.75模具孔左8和6按IT7级，其余按IT10制造。校核满足)(minmaxZZTTpdRT=9.415003.0冲孔8805.000)1(TpnaxtKddTdTAZdd0min)(Td=8.375003.0Ad=8.6045.00孔心距40400.18/LLAAL=400.025冲孔6604.000)2(TpnaxtKddTdTAZdd0min)(Td=6.03003.0Ad=6.255045.00落料R8R8036.0TdnaxAKRR0)2(0min)(TpATZRRRA=7.64045.00RT=7.415003.0（5）卸料弹簧的计算5.1弹簧预压力确定。初步确定弹簧根数为6，按式F预=F卸/n（1.1）计算每根弹簧预压力，即F预=F卸/n=11699.19/6=1949.87N5.2选择弹簧使弹簧最大工作极限负荷F1＞F预,弹簧的参数如下表三。表三弹簧参数弹簧外径D/mm钢丝直径d/mm节距t/mm自由高度H0/mmF1时的高度H1/mm最大工作负荷F1/N365.09.08052.83119.785.3校核所选弹簧总压缩量。6弹簧允许最大压缩量h1=H0-H1=27.2mm；弹簧受预压力时的预压缩量h预=h1F预/F1=27.2*1949.87/3119.78=17mm；卸料板工作行程：h工=t+1=2.5+1=3.5mm模具修模量：h修磨=5mm；弹簧总压缩量：h总=h修磨+h工+h预=25.5mm；5.4确定弹簧的装配高度。H2=H0-h预=80-17=63mm。4.模具总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（2）定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。（3）卸料，出件方式的选择因为工件料厚2.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（4）导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。5.主要零部件设计（1）主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算：L=固定板+卸料销+卸料弹簧+t=65.2mm落料凸模结构如下图所示精度要求按计算b.冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。冲孔8805.007冲孔6604.00c.凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度H=kb=0.35x58=20.3，为了方便弹簧安装，取H=25凹模壁厚c=（1.5-2）H=30-40.6，取c=40凹模宽度B=b+2c=58+2x40=138取B=150凹模长度L取130mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为13015025mm，凹模结构如图所示8凹模（2）定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。（3）导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取4mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（4）卸料板部件设计a.卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。b.卸料螺钉的选用卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M64。（5）模架及其他零部件设计该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为28100,导套分别为2842x95。上模座厚度取40mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度：9闭H=2hHHLHH下模垫上模=40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL—凸模长度，L=50mmH—凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220mm），可以使用。6．模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上10的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。7．冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后x左右）：370x560mm垫板尺寸（厚度x直径）：50x200mm模柄孔尺寸：40x60mm最大倾斜角度：30度8、模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程。10表四工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体704060mm2热处理退火3粗刨刨六面,互成直角，留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火，回火达到60~64HRC9磨平面精磨上下平面10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求1112检验9、模具的装配根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表五所示。表五序号工