插脚片冲压模具设计设计.doc
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1、插脚片冲压模具设计摘 要:本设计为一垫板的冷冲压模具设计,根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求,先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案,然后通过工艺设计计算,确定排样和裁板,计算冲压力和压力中心,初选压力机,计算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后设计选用零、部件,对压力机进行校核,绘制模具总装草图,以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中,主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计,对于部分零部件选用的是标准件,就没深入设计,并且在结构设计的同时,对部分零部件进行了加工工艺分析,完成这篇毕业设计。 关键词:模具;冲裁件;凸
2、模;凹模;凸凹模;1 前言冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两
3、部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计,其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性(材料、工件结构形状、尺寸精度),拟定零件的冲压工艺方案及模具结构,排样,裁板,计算冲压工序压力,选用压力机及确定压力中心,计算凸凹模刃口尺寸,主要零、部件的结构设计和加工工艺编制,压力机的校核。冲裁
4、模设计题目如图1所示零件:插脚片生产批量:大批量材料:08F t=1mm设计该零件的冲压工艺与模具2 零件的工艺分析 2.1 结构与尺寸该零件结构简单,形状对称。 硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查冷冲压工艺及模具设计表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:。由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小于材料厚度t,该工件的空边距,均适宜于冲裁加工。2.2 精度零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为:零件外形:, , , , , , 零件内形: 孔心距:, 利用普通冲裁方式可以达到零件图样要
5、求。2.3 材料08F,属于碳素结构钢,查冷冲压工艺及模具设计附表1可知抗剪强度=260MPa,断后伸长率=32。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。3 确定冲裁工艺方案该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下几种工艺方案:(1)先落料,再冲孔,采用单工序模生产;(2)采用落料冲孔复合冲压,采用复合模生产;(3)用冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案(1)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,生产效率低,难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单,为了提高生产效率,主要采用复合冲裁或级进冲裁方式
6、。采用复合冲裁时,冲出的零件精度和平直度好,生产效率高,操作方便,通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。根据以上分析,该零件(2)采用复合冲裁工艺方案。4 确定模具总体结构方案4.1 模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件凸凹模,凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置,结构简单,便于操作,因此采用倒装式复合冲裁模。4.2 操作与定位方式虽然零件的生产批量较大,但合理安排生产,可用手工送料方式能够达到批量要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小,材料厚度,为了便于操作和保证零
7、件的精度,宜采用导料板导向,固定挡料销挡料,并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性,进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距,采用始用挡料销,采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。4.3 卸料与出件方式采用弹性卸料的方式卸料,弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料,卸料力不大,但冲压时可兼起压料作用,可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作,提高零件生产率,冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度考虑到送料与操作的方便性,模架采用后侧式导柱的模架,用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高,但冲裁间隙较小,因此采用I级模架精度。4.5 凸模设计凸模的结构形式
8、与固定方法:落料凸模刃口部分为非圆形,为便于凸模与固定板的加工,可设计成固定台阶式,中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合,凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模,在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形,通过接方式与凸模固定板固定。5 工艺设计计算5.1 排样设计与计算零件外形近似矩形,轮廓尺寸为。考虑操作方便并为了保证零件精度,采用直排有废料排样。如图1所示:查冷冲压工艺及模具设计表3-13,工件的搭边值,沿边的搭边值.。级进模送料步距为条料宽度按表3-14中公式计算: 查表3-15得:由零件图近似算得一个零件的面积为93.922,一个进距内的坏料面积。因此一个进
9、距内的材料利用率为: 查冷冲压工艺及模具设计附表3选用板料规格为30510001。采用横裁时,剪切条料尺寸为29。一块板可裁的条料为344,每间条可冲零件个数42个零件。则一块板材的材料利用率为: 采用纵裁时,剪切条料尺寸为29。一块板可裁的条料为10,每条可冲零件个数138个零件,则一块板材的材料利用率为: 根据以上分析,横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高,因此采用横裁。5.2 计算冲压力与压力中心,初选压力机冲裁力:根据零件图可算得一个零件外周边长度: 内周边长度之和:查冷冲压工艺及模具设计附表1可知: ;查冷冲压工艺及模具设计附表3可知: , .落料力:= 冲孔力: = 卸料力:= 推件
10、力:根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6, 故: 总冲压力:则 应选取的压力机公称压力:6.3t.因此可初选压力机型号为J23-6.3。当模具结构及尺寸确定之后,可对压力机的闭合高度,模具安装尺寸进行校核,从而最终确定压力机的规格。确定压力中心:画出凹模刃口,建立如图所示的坐标系:其中:选坐标。如图所示中,由于零件左右对称,即。故只需要计算。将工件冲裁周边分成基本线段,求出各段长度和各段重心位置: 所以压力中心点坐标为(0,9.30)。5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差由于模具间隙较小,固凸、凹模采用配作加工为宜,由于凸、凹模之间存在着间隙,使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹
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