设计衬套落料模和衬套冲孔模图纸.ppt

1,冷冲压工艺与模具设计,项目1 衬套落料模和冲孔模设计,2,任务5 设计衬套落料模和衬套冲孔模图纸,本次课主要内容： 1、冲裁模设计步骤； 2、衬套落料模和冲孔模设计过程演示 ； 3、设计练习（设计冲裁凸模和凹模图纸，计算冲裁力并选择冲床。）,3,1 .1 冲裁模设计过程,一、冲裁模设计步骤,1）分析产品工艺性并拟定工艺方案 2）冲裁排样设计 3）选择模具材料 4）冲压力、压力中心计算 5）冲压设备初选 6）选择模具总体结构 7）选择主要零件结构 8）选择冲裁间隙，计算刃口尺寸 9）验算已选压力机的装模高度,4,二、衬套落料模和冲孔模设计过程演示,案例：衬套落料工序件和冲孔工件如图所示，材料为Q235(即A3钢)，厚度1mm，落料尺寸为104mm ，冲孔尺寸为29.3mm，尺寸公差为自由公差，生产批量为中小批量，要求设计模具。,图2-1 衬套落料工序件,图2-2 衬套冲孔工序件,5,1、冲裁件工艺分析，拟定工艺方案 衬套落料工序件和冲孔工序件的加工部分为圆形，形状简单，结构工艺性良好； 材料Q235冲裁性能良好；料厚1mm厚度适中，所有尺寸的公差为自由公差，精度要求不高，采用普通冲裁模加工能保证质量。 生产批量为中小批量，适合用单工序模生产。,6,2、冲裁排样设计,根据衬套零件特点采用单排直排排样，衬套落料模选用无侧压装置的送料， 条料宽度计算如下：,根据衬套落料工序件的料厚为1mm，材料为Q235，属低碳钢，工件形状为圆形，查表2-7得最小搭边值为a=1mm，a1=0.8mm。考虑到工件直径较大，为104mm，为了便于操作，提高条料的刚度，取搭边值为a= a1 =1.5mm。,7,送料进距为： A D+al104+1.5 105.5mm 绘制排样图：,衬套落料排样图,2、选择模具材料,衬套落料模和冲孔模工作零件(凸模和凹模)材料选用合金工具钢Cr12，其综合性能较好，热处理变形小，价格适中。模具寿命能满足中批生产的要求。,8,衬套落料模和冲孔模结构零件（固定板、卸料板、模柄）材料选用普通结构钢Q235（A3），其价格便宜，性能可满足普通精度模具的要求。,模具零件尽量选用标准件，模架、模柄、内六角螺钉、销钉、矩形弹簧、冲孔圆凸模和圆凹模等零件选用外购标准件。,零件毛坯选用外购标准模坯，标准模坯已完成了外形表面的粗加工，两个基准侧面和上下平面已磨削加工，可作加工基准。选用标准模坯，可缩短制模周期，降低生产成本。,9,衬套落料模和冲孔模模架材料选用铸铁，模架为滑动导向后侧导柱标准模架。其价格便宜，性能可满足普通精度模具的要求。,4、冲压力和压力中心计算,对材料Q235， =350 Mpa， b =450 Mpa 衬套落料力：F落=Ltb= 104 1 450=147000N=147kN 衬套落料凹模刃口高度h取4mm，凹模内内卡料数 n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 衬套落料卸料力： F卸K卸F=0.05147=7.4kN 衬套落料推料力： F推nK推F = 4 0.05147=29.6kN 衬套落料模采用弹性卸料和下出料方式，总冲压力为： F总FF卸+F推=147+7.4+29.6=184kN,10,衬套冲孔力：F孔=Ltb= 29.3 1 450=41000N=41kN 衬套冲孔凹模刃口高度h取4mm，凹模内内卡料数 n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 衬套冲孔卸料力： F卸K卸F=0.0541=2kN 衬套冲孔推料力： F推nK推F = 4 0.0541=8kN 衬套冲孔模采用弹性卸料和下出料方式，总冲压力为： F总FF卸+F推=41+2+8=51kN,衬套零件落料和冲孔都是圆形，压力中心在零件刃口轮廓的几何中心上即圆心上。设计模具时，使凹模刃口中心通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。,11,5、冲压设备初选,压力机吨位应大于所需的总冲压力值30%。为了 便于生产安排，衬套落料模和冲孔模选同一规格的压力机。初步选择开式双柱可倾压力机，型号为J23-25，其公称压力为250kN，装模高度为160220mm。,6、选择模具总体结构,选择模具类型 衬套落料工序件和冲孔工序件，形状简单，尺寸不大，精度要求不高，冲裁工艺性好，普通冲裁模能保证质量。中小批生产，模具不宜太复杂。为简化制造过程，降低生产成本，采用典型结构的单工序落料模和冲孔模生产。,12,选择定位方式 衬套落料模定位方式采用导料销控制条料方向，挡料钉控制步距和搭边大小。衬套冲孔模定位方式采用定位销以工件外形定位。,选择卸料、出件方式 材料厚度较薄，卸料力较小，衬套落料模和冲孔模均选择弹性卸料，工件较平整。卸料板尺寸与凹模尺寸相同，厚取25mm。衬套落料件和冲孔废料都下模排出，操作方便。,13,选择导向方式 为了提高模具寿命和工件质量，方便模具安装，采用后侧滑动导柱导向的标准模架。,1、选择模具主要零件结构,落料凸模尺寸较大，采用直通式结构，用螺钉和销钉固定。冲孔凸模台阶式标准圆凸模结构，固定板固定。凸模高度一般为4070mm，两种凸模的高度均取60mm。,14,落料凹模和冲孔凹模均采用圆形整体结构，用螺钉和销钉固定。凹模厚度一般为1535mm，取凹模厚35mm。凹模壁厚一般为2640mm，取落料凹模壁厚为36mm，即落料凹模外形尺寸为18035。冲孔凹模外形尺寸为15035。刃口高度一般为36mm，取刃口高度4mm。选用M8螺钉和8mm销钉,根据凹模外形尺寸，选择标准模架为后侧导柱模架BB-180180；螺钉用M8内六角圆柱头螺钉，销钉用8mm圆柱销钉。弹簧用中载矩形弹簧TM2045。,15,2、选择冲裁间隙，计算刃口尺寸,根据材料Q235和料厚1mm， 精度高零件查表2-22得最小冲裁间隙为0.05mm，精度低零件查表2-23得最小冲裁间隙为0.10mm。模具初始冲裁间隙取最小合理间隙，零件精度要求不高，落料模冲裁间隙取0.08mm。冲孔模取冲裁间隙0.10mm。,对自由公差尺寸，落料凹模尺寸按零件公称尺寸104mm，落料凸模尺寸按凹模尺寸减冲裁间隙，为103.92mm。,16,对自由公差尺寸，冲孔凸模按工件孔公称尺寸，对有公差要求的孔，冲孔凸模按工件孔最大极限尺寸。冲孔凸模尺寸为29.3mm，冲孔凹模尺寸为冲孔凸模尺寸加冲孔间隙，为29.4mm。 凸、凹模型面和销孔可采用线割加工，凸模和凹模线割公差取0.01mm，台阶式凸模磨削加工，制造公差取0.02mm。,3、验算已选压力机的装模高度,根据企业的设备情况，选用J23-25型开式压力机，闭合高度为160220mm。模具闭合高度一般取设备最大闭合减法510mm，模具高度不够，可加垫块垫高。根据结构需要，模具闭合高度为188mm。,17,4、绘制模具装配图和零件图,模具装配图包括一组视图，必要的模具外形尺寸和安装尺寸，工序图、排样图，技术要求或说明。另外还有标题栏和明细表。,18,落料模凹模 材料：Cr12 淬火: HRC6062,衬套落料模非标零件图纸,19,落料模凸模 材料：Cr12 淬火: HRC6062,衬套落料模非标零件图纸,20,落料模卸料板 材料：A3,卸料元件采用中载矩形弹簧（红色）TM2045,卸料螺钉用内六角螺钉改制,21,标准后侧导柱模架 BB180180 上模座 材料：铸铁 螺孔和销孔配作,22,标准后侧导柱模架 BB180180 下模座 材料：铸铁 螺孔和销孔配作,23,凸缘模柄 结构尺寸可查标准确定。,挡料销 结构尺寸可查标准确定。,24,衬套冲孔模以拉深后的外形定位，采用弹压卸料板卸料，冲孔废料从工作台孔排出。,采用凸缘式模柄，模柄凸缘不沉入模板，可增加模具高度，简化模板加工。适合小型模具。,25,衬套冲孔模 凸模 材料：Cr12 淬火HRC6062,26,衬套冲孔模 凹模 材料：Cr12 淬火HRC6062,27,衬套冲孔模固定板 材料A3,凸模固定孔尺寸与凸模固定部分尺寸相同，是过渡配合。,28,衬套冲孔模 卸料板,卸料外形大小与凹模相同，局部需避让已成形的竖边,29,凸缘模柄 结构尺寸可查标准确定,30,标准后侧导柱模架 BB180180 上模座 材料：铸铁 螺孔和销孔配作,模架是外购标准件，只需标注再加工的内容。,31,标准后侧导柱模架 BB180180 下模座 材料：铸铁 螺孔和销孔配作,模架是外购标准件，只需标注再加工的内容。,32,作业： 如图2-1所示支架，材料为Q235，料厚为1 mm， 未注公差按0.1mm。试设计冲裁凸模、凹模和凸凹 模。采用倒装复合模结构，计算落料冲孔复合模的冲 压力，初步确定压力机公称压力。,习题图2-1,参考答案,33,支架零件精度要求不高，落料间隙取0.08mm。冲孔间隙取0.10mm。,落料以凹模为基准，落料凹模刃口按落料件外形尺寸，制造公差按线切割公差为0.01mm。,冲孔以凸模为基准，冲孔凸模刃口按冲孔尺寸，制造公差按线切割公差为0.01mm。,凸凹模外形为落料的凸模，其尺寸比落料凹模小一个落料间隙；凸凹模内孔为冲孔凹模，其尺寸比冲孔凸模大一个冲孔间隙；制造公差按线切割公差为0.01mm。,34,35,36,37,对材料Q235， =350 Mpa， b =450 Mpa 支架落料力：F落=Ltb= （10 +51.22）1 450 =60210N=60.2kN 支架冲两孔的力：F孔=Ltb= （4 2）1 450 =11300N=11.3kN 支架冲孔凹模刃口高度h取4mm，凹模内内卡料数 n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 支架落料卸料力： F卸K卸F落=0.0560.2=3kN 支架冲孔推料力： F推nK推F孔 = 4 0.0511.3=2.26kN 支架落料冲孔倒装复合模上模采用刚性打料，下模采用弹性卸料和下出料方式，总冲压力为： F总60.2+11.3+3+2.26=76.76kN,计算冲压力,38,根据冲压力初选压力机规格： 压力机公称压力应大于1.3倍的冲压力，即大于1.376.7699.8KN，根据压力机的规格，选择最接近压力机型号为J23-10A，公称压力100KN。,