冷冲模具设计
一(设计题目
零件名称:导向板 材料:45钢 工序名称:冲孔 料厚:h=6mm 二(冲压件的工艺性分析:
1.材料:45钢属于优质碳素结构钢,塑性韧性好,具有良好的冲压成型
性能。
2.结构:简单,对称,有过渡圆弧,无局部凸凹部分,结构合理不需做任何结构改动。
3.精度分析:
+0.2 35 12.20
上差0.31 下差0.15
查书《冷冲模设计及制造》中的
表
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3-26得,零件所有尺寸都符合一般精
度要求。采用普通冲裁可以达到尺寸要求。
4(结论:可以冲裁。
三(零件工艺
方案
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的确定:
因为所给零件外形尺寸全部加工好了,所以只需在所给零件上冲四个对称的跑道型孔即可,所以只需要一套简单的冲孔模,零件突出的右下部分加个垫
1
块即可。
四(冲裁工艺计算:
+0.31+0.21(冲孔:3512.2 0.015 0
+0.311) 35 0.015
查书《冷冲模设计及制造》中表3-9得:δp=0.020 δd=0.030
Zmax=1.500 Zmin=1.140
,δp1,+,δd1, Zmax - Zmin
0.020+ 0.030 1.500-1.140
0.050 < 0.36
所以满足冲模的制造公差与冲裁间隙之间的条件。
)0_00 dp=(Dmin , xΔ=(35.015+0.5x0.016)35.023 δp- 0.020 =- 0.020
00+0.030dd=(Dmin+x+Zmin)=(35.023+1.140)=36.163 -δp-0.020 0
+0.22)12.2 0
2
查书《冷冲模设计及制造》中表3-9得:δp=0.020 δd=0.020
Zmax=0.640 Zmin=0.460
,δp1,+,δd1, Zmax - Zmin
0.020+ 0.020 1.500-1.140
0.040 < 0.36
所以满足冲模的制造公差与冲裁间隙之间的条件。
)0_00, xΔ=(12.2+0.5X0.2)32.875 dp=(Dmin δp- 0.020 =- 0.020
00+0.020 dd=(Dmin+x+Zmin)=(12.3+1.140)=33.335 -δp-0.0200
2.排样计算:
因为所给的零件为单件单冲,而且所给零件不需额外加工所以不需要
排样只需要用挡料销定位即可。
3.搭边:
因为R=6.1,$=6 所以该零件属于圆角R<2$型。
工件间a1=0.8$=4.8,实际a1=12.8 a1=35 所以符合要求
侧面a=0.9$=5.4,实际a=8.9 a=12.5 所以符合要求
所以可以干。
3
4.冲压力的计算:
1)冲裁力的计算
冲裁力时随凸模行程而变化的,对冲裁力有直接影响的因 素主要是板料的力学性能、厚度与冲裁件的轮廓周长, 即F冲 =L×T×$ L为周长 T为料厚 二者单位均为mm。$为系数,45钢通常取47~50。F冲
的单位为公斤。因为需冲四个孔所以
F冲=4×【(35-12.2)×2+6.1×2π】×6×50。
所以F冲=100712.9公斤=1007.13KN
F卸=0.03F冲=30KN
F压=F冲+F卸=1037KN
所以选择1250KN的开式压力机。
5.压力中心的确定:
模具的压力中心,就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是:采用求空间平行力系的合力的作用点。对于该零件而言,结构简单,上下左右均对称,所以压力中心就是该图形的几何中心:
五(弹簧的选用:
1.选用弹簧的原则:
1)所选弹簧必须满足压力的要求:即F?F预卸/N
F预——每个弹簧在预压缩状态时的预压力(N)
F卸——卸料力(N)
n——弹簧数目
2)所选弹簧必须满足压缩量的要求:即
H许?H预+H工作+H修磨
H许——弹簧的允许最大压缩量(mm)
4
H预——弹簧预压缩量(mm)
H工作——卸料板的工作行程(mm),一般取H工作=$+1mm,$为
材料厚度
H修磨——凸模的总修磨量,一般取5——10mm
即弹簧的尺寸及数 3)所选弹簧必须满足模具结构空间的要求:
量,应能在模具上安装下。
2(选用弹簧的步骤:
1).根据模具结构空间尺寸和F卸大小确定弹簧数目n算出每个
弹簧应承担的卸料力F卸/n
2)根据F预=F卸/n的要求选择弹簧规格,使所选用的弹簧允许
最大工作载荷F许>F预
3)根据弹簧压力与其压缩量成正比的特性,可按下式求的弹簧的预压缩量:
H预=F预H许/F许
H预——弹簧的预压缩量(mm)
H许——弹簧的允许最大压缩量(mm)
弹簧的预压力(N) F预——
F许——弹簧的允许最大工作负荷(N)
4)检查弹簧的允许最大压缩量是否满足下式要求
H许?H预+H工作+H修磨
如满足该式
说明
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所选弹簧合适否则重选 5)确定弹簧安装高度,即
H装=H0-H预
5
H装——弹簧的安装高度(mm)
H0——弹簧的自由高度(mm)
所以选用的弹簧规格为QM7113 40X63 12根
六(冲裁模工作零件的设计:
1.凸模的设计:
1)凸模的结构形式:
查书《冷冲模设计及制造》中表3-30得:凸模的结构形式
可采用等截面式凸模,如下图所示:
2)凸模的固定方式:
凸模采用螺钉吊装固定的方式,用螺钉安装在上
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上。 3)凸模长度的计算:
凸模的长度应根据模具的具体结构确定,同时要考虑凸模的修磨量及
固定板与卸料板之间的安全距离。
6
凸模的长度(L)等于凸模固定板厚度(h),卸料板厚度(h),材料厚度12
(δ)及附加长度(h)(注:附加长等于凸模的修磨量,
凸模进入凹模的深度,凸模固定板与卸料板之间的安全距离,一般取15,
20mm),即:
L = h+ h+δ + h = 77.5mm 1 2
2(凹模的设计:
1)凹模的刃口形式:
查书《冷冲模设计及制造》中表3-16得:凹模的刃口形式采用
直筒形刃口的结构形式,如下图所示:
2)凹模外形尺寸的计算:
凹模厚度:H = K b (注:b为凹模刃口的最大尺寸,K为系数)
凹模壁厚:C =(1.5,2)H ‘
查书《冷冲模设计及制造》中表3-33得:K=0.72
所以:H = K b = 0.72×72.33 =53mm C=(1.5,2)H = 53×1.5 = 80mm
H1=Kb1=0.72×25=18mm C1=(1.5,2)H1=2×18=36mm
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凹模外形尺寸:B = 50 + 2 × 36 = 126mm L = 36 + 2 × 80 = 196mm
所以,凹模的周界尺寸可确定为:200mm×130mm×53mm 3)凹模的固定方法:
凹模通过螺钉和销钉固定在下模座上
七(定位零件的选用:
1.定位销的选用:
查手册《模具设计指导》中表3-27得:
定位销选用φ16mm的圆柱销。
八(卸料装置与出件装置的选用:
1.卸料装置的选用:
本模具采用钢性卸料装置,卸料板尺寸为220mm×260mm×33mm,
弹性原件选用弹簧,查书《冷冲模设计及制造》中表3-42得:卸
料螺钉选用M16×80mm。
九(标准模架的选用:
模架是由上模座,下模座,导柱,导套四个部分组成。 1. 模座的选用:
根据凹模周界尺寸B = 130 mm , L = 200mm,查手册《模具设计指导》中
表5-8可得:
上模座:380mm×320mm×53mm GB/T2855.5-1990 材料为HT200
下模座:380mm×320mm×43mm GB/T2855.5-1990 材料为HT200
模具的最小闭合高度为245mm,最大闭合高度为280mm. 2. 导柱和导套的选用:
滑动导柱和导套是模具中应用最广的导向零件,导向零件是用模架保证上模相对于下模的正确运动。
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导柱、导套一般采用过盈配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中,导柱与导套之间采用间隙配合,其配合间隙必须小于冲裁间隙。对于该零件而言,料厚为6?,导柱和导套之间的间隙按H7/h6研配。
导柱和导套材料选用20钢制造,为了增强表面硬度和耐磨性,应进行表面渗碳处理,渗碳后的淬火硬度为58,62HRC.
导柱的外表面和导套的内表面,淬硬后进行磨削,其表面粗糙度应步大于Ra0.8Mm,其余部分为Ra1.6Mm
查手册《模具设计指导》中表5-21得:
导柱选用A型滑动导柱: φ40×220 GB/T2861.1-1990
查手册《模具设计指导》中表5-22得:
导套选用: φ40×125×48 GB/T2861.6-1990 十(连接与固定零件:
1(固定板的选用:
固定板是将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后,作为一个整体安装在上模座或下模座的板件上。
固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6,凸模压装后端面与固定板一起磨平。
固定板的上下表面应磨平,并与凸模安装孔的轴线垂直。 固定板材料选用Q235,无需热处理淬硬,规格尺寸:200mm×160mm×30mm 2. 垫板的选用:
垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力,以降低模座所受的单位压力,防止模座被局部压陷。
垫板的外形尺寸与固定板的相同,尺寸为150mm×110mm×15mm,垫板材料为45钢,淬火硬度为43,48HRC.
垫板的上下表面应磨平,表面粗糙度为Ra1.6,0.8Mm,以保证平行度要求。 3(螺钉和销钉的选用:
螺钉用于固定模具零件,而销钉则是起定位作用。
在此模具中选用的螺钉有:内六角螺钉 M6×20 M10×40 M12×45
M12×70 M6×12 材料为45钢, GB/T 70.1-2000;
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卸料螺钉M16×80;
在此模具中选用的销钉有:圆柱销Φ16 ,材料为45钢, GB/T 119.1-2000. 销钉孔与销钉采用H7/m6的过渡配合。
506533 32 王福斌
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