阳极板冲裁模设计

阳极板冲裁模设计阳极板工件简图如图所示。生产批量：中小批量；裁量厚度：2mm；技术要求：工件要求平整，表面不得有划痕等缺陷。1．冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料有无氧铜TU1，具有良好的塑性，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个∅16mm的孔，孔和边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为5mm。工件的尺寸全部为自由公差，可看做IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全满足要求。2．冲裁工艺方案的确定该工件包括落料和冲孔两个基本工序，可有以下三种冲压工艺方案：方案一；先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二；落料－冲孔正装复合冲压。采用复合模生产。方案三；冲孔－落料级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，成产成本高，成产效率可以满足中小批量成产要求。但此工件材料较软、厚度小、落料胡冲孔是操作不方便。方案二只需一副模具，工件的精度及成产效率都较高，保证工件的平整要求。工件最小壁厚5mm，大于凹凸模许用最小壁厚1.8mm。冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高操作方便，工件精度也能满足要求，但此工件生产量为中小批量通过对上诉三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为最佳。3．主要设计计算（1）排样方式的确定及其计算设计落料－冲孔模，首先要设计条料排样图。根据工件的特点，采用如图所示的排样方法，搭边值1.8mm和2mm，无测压装置时条料宽度B为B=［D+2（a+∂+c］0﹣∂=［60+2×（2+0.5+0.2］0-0.5步距A为37.8mm，查板材标准，选1000mm×1000mm的铜板。一个步距的材料利用率为78.4%。一个铜板能成产390个零件，总材料利用率为75%。（2）冲压力的计算该模具采用正装复合模，拟选择弹性卸料，上出件。冲裁力的相关计算如下；冲裁力F=tL∂b=2×［（60+36)×2+3.14×16］×294=142.4KN卸载力FQ=KF=0.05×142.4=7.12KN顶尖力FQ2=K2F=0.05×142.4=7.12KN根据计算结果，冲压设备拟选J23-25A。（3）压力中心的确定在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工件零件的加工方法及模具装配方法。结合模具结构及工件生产批量，适宜采用配合加工落料凸模、凹模、凹凸模及固定板、卸料板，使制造成本降低、装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算如下：为注公差按IT14级，查附录一得工件尺寸及公差：360-0.62、600-0.74、R50-0.30、∅16+0.430。查材料表2-3得，Zmin=0.12mm，Zmax=0.16mm，由教材表2-5查得，所有尺寸匀选Χ=0.5。落选凸模的基本尺寸：360-0.62对应凹模尺寸为（36-0.5×0.62）+（0.25×0.62）0=35.7+0.1550600-0.74对应凹模尺寸为（60-0.5×0.74）+（0.25×0.74）0=59.6+0.1850R5对应凹模尺寸为R（5-0.5×0.30）+（0.25×0.3）0=R4.85+0.0750落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.12~0.16mm之间。冲孔凸模的基本尺寸：φ16对应凸模尺寸为凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.12~0.15mm之间。4．模具总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装复合模。（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销，无测压装置。控制条料的进给步距采用挡料销。（3）卸料、出件方式的选择因为工件厚度为2mm无氧钢板，材料相对较软，卸料力比较小，故可采用弹性卸载。采用正装复合模，必须采用上出件。（4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向方式。5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计①凸凹模凸凹模外形按凸模设计，泪空按凹模设计。结合工件外形并考虑加工，与落料凸模设计成台阶式，最后精加工采用道具磨床加工，冲孔凹模设计成台阶孔形式，其总长L可按教材公式（2-34）计算L=20+10+2+24=56mm具体结构如图所示②冲孔凸模所冲的孔为圆形，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，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲φ16mm孔的凸模结构如图所示。③凹模凹模采用整体凹模，均用线切割机床加工。安排凹模在模架上的位置是，讲凹模中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按教材中公式（2-43）、（2-44）、（2-45）计算。凹模厚度H=Kb=0.28×60=16.8mm（查教材表2-10得K=0.28）取凹模厚度H=20mm。凹模宽度B=b+（2.5~4）H=60+2.9×20=118mm凹模长度L=L+2=36+2×28=92mm（送料方向，查教材表2-11的C=28）凹模轮廓尺寸为120mm×100mm×20mm，结构如图所示（2）卸料板的设计卸料板的周界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为HRC40~45.②卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为你8mm，螺纹部分为M6×10mm。卸料螺钉尾部因留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。③顶尖块的设计正装复合模工件一般采用上出料，为节约材料，通常在凹模下加一垫片，以增加顶件块的行程，顶件块与弹件器用顶件相连。（3）模架及其他零部件设计该模具采用中间导柱模架的导柱在模具中间位置，冲压时防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱d/mm×L/ｍｍ分别为∅２８×１６０，∅３２×１６０；导套d/mm×L/mm×D/mm分别为∅28×115×42，∅32×115×45.上模座厚度H上模取25mm，上、下模垫板厚度H垫取5mm，上、下固定板厚度H固取20mm，下垫块厚度10mm，下模座厚度H下模取30mm，那么该模具的闭合高度H闭=25+5+5+56+20+20+30+20-2=179mm凸模冲裁后进入凹模的深度为2mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25A的最大装模高度（180mm），可以使用。如果模具闭合高度大于所选压力机J23-25A的最大装模高度，则应修改模具设计或另选压力机。6．模具总装配图通过以上设计，可以得到如图所示的模具总装配图。模具上模部分主要由上模座、垫板、凸凹模、凸凹模固定板、卸料橡胶及卸料板等组成。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、落料凹模、凸模及其固定板、导料销等组成。冲孔废料由上模打杆从凸凹模打出，成品件由下模中推件块从凹模中顶出。