冲压模具设计与制造8

第一节第一节 概述概述 第二节第二节 冷冲压模具设计与制造实例冷冲压模具设计与制造实例第八章 冷冲压模具设计与制造实例本章目录本章目录第一节第一节 概述概述冲压模具设计与制造技术是一项冲压模具设计与制造技术是一项技术性技术性和和经验性经验性都很强的工作。都很强的工作。第八章 冷冲压模具设计与制造实例 包括：包括：冲压工艺设计、冲压工艺设计、模具设计、模具设计、模具制造模具制造三者关系：三者关系：相互关联相互关联、相互影响相互影响。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据；冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据；冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。使用功能和使用价值的模具实体。第一节第一节 概述概述第八章 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲压工艺设计一、冲压工艺设计冲压工艺设计是针对具体的冲压零件，首先从其生产批量、冲压工艺设计是针对具体的冲压零件，首先从其生产批量、形状结构、尺寸精度、材料等方面入手，进行冲压工艺性审查，形状结构、尺寸精度、材料等方面入手，进行冲压工艺性审查，必要时提出修改意见；然后根据具体的生产条件，并综合分析必要时提出修改意见；然后根据具体的生产条件，并综合分析研究各方面的影响因素，制定出技术经济性好的冲压工艺方案。研究各方面的影响因素，制定出技术经济性好的冲压工艺方案。其设计流程如图其设计流程如图8.1.18.1.1所示所示包括包括冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析和和冲压工艺方案制定冲压工艺方案制定两大方面的内容。两大方面的内容。图图8.1.1 冲压工艺设计流程冲压工艺设计流程第八章 冷冲压模具设计与制造实例 二、冲模设计第八章 冷冲压模具设计与制造实例 三、冲模制造三、冲模制造 它主要包含以下三它主要包含以下三方面的工作：方面的工作：（1 1）工作零件（凸、凹模等）的加工；）工作零件（凸、凹模等）的加工；（2 2）配购通用、标准件及进行补充加工；）配购通用、标准件及进行补充加工；（3 3）模具的装配与试模。）模具的装配与试模。随着模具标准化和生产专业化程度的提高，现代模具制造已比较随着模具标准化和生产专业化程度的提高，现代模具制造已比较简化。模具标准件精度和质量已能满足使用要求，并可从市场购买；简化。模具标准件精度和质量已能满足使用要求，并可从市场购买；而工作零件的坯料，也可从市场购买，因此模具制造的关键和重点而工作零件的坯料，也可从市场购买，因此模具制造的关键和重点是工作零件的加工和模具装配。是工作零件的加工和模具装配。第二节第二节 冷冲压模具设计与制造实例冷冲压模具设计与制造实例工件名称：手柄工件名称：手柄生产批量：中批量生产批量：中批量材料：材料：Q235-AQ235-A钢钢材料厚度：材料厚度：1.2mm 1.2mm 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例1 1冲压件工艺性分析冲压件工艺性分析第八章 冷冲压模具设计与制造实例 冲压工序冲压工序：只有落料、冲孔；：只有落料、冲孔；材料材料：为：为Q235-AQ235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；结构结构：相对简单，有一个：相对简单，有一个8mm8mm的孔和的孔和5 5个个5mm5mm的孔；孔与孔、的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3 35mm5mm（大端大端4 4个个5mm5mm的孔与的孔与8mm8mm孔、孔、5mm5mm的孔与的孔与R16mmR16mm外圆之间的壁厚）。外圆之间的壁厚）。精度精度：全部为自由公差，可看作：全部为自由公差，可看作IT14IT14级，尺寸精度较低，普级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。通冲裁完全能满足要求。2 2冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定第八章 冷冲压模具设计与制造实例 方案一：先落料，后冲孔。采用方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模单工序模生产。生产。方案二：落料方案二：落料-冲孔复合冲压。采用冲孔复合冲压。采用复合模复合模生产。生产。方案三：冲孔方案三：冲孔-落料级进冲压。采用落料级进冲压。采用级进模级进模生产。生产。方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便；度大，且操作不方便；方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。结论：结论：采用方案三采用方案三为佳。为佳。3 3主要设计计算主要设计计算第八章 冷冲压模具设计与制造实例（1 1）排样方式的确定及其计算）排样方式的确定及其计算（2 2）冲压力的计算）冲压力的计算冲压力的相关计算冲压力的相关计算根据计算结果，拟选冲压设备根据计算结果，拟选冲压设备第八章 冷冲压模具设计与制造实例（3 3）压力中心的确定及相关计算）压力中心的确定及相关计算 因冲裁力不大，压力中因冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点心偏移坐标原点O O较小，为了便较小，为了便于模具的加工和装配，模具中于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点心仍选在坐标原点O O。若选用若选用J23-25J23-25冲床，冲床，C C点仍在压力机模点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要柄孔投影面积范围内，满足要求。求。凹模型口图凹模型口图（4 4）工作零件刃口尺寸计算）工作零件刃口尺寸计算第八章 冷冲压模具设计与制造实例 因工作零件的形状相对较因工作零件的形状相对较简单简单，适宜采用线切割机床，适宜采用线切割机床分别分别加工加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。（5 5）卸料橡胶的设计）卸料橡胶的设计4 4模具总体设计模具总体设计第八章 冷冲压模具设计与制造实例（1 1）模具类型的选择）模具类型的选择 级进模级进模（2 2）定位方式的选择）定位方式的选择 导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。（3 3）卸料、出件方式的选择）卸料、出件方式的选择 弹性卸料，下出件弹性卸料，下出件（4 4）导向方式的选择）导向方式的选择 中间导柱的导向方式中间导柱的导向方式5 5主要零部件设计主要零部件设计（1 1）工作零件的结构设计）工作零件的结构设计 落料凸模落料凸模 直通式，采用线切割加工，直通式，采用线切割加工，2 2个个M8M8螺钉固定在垫板上，与螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按凸模固定板的配合按H6/m5H6/m5。冲孔凸模冲孔凸模 台阶式台阶式 凹模凹模 整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。第八章 冷冲压模具设计与制造实例（2 2）定位零件的设计）定位零件的设计 两个导正销，分别借用工件上两个导正销，分别借用工件上5mm5mm和和8mm8mm两个孔作导正孔。导正销采两个孔作导正孔。导正销采用用H7/r6H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用正部分与导正孔采用H7/h6H7/h6配合。配合。第八章 冷冲压模具设计与制造实例 起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺栓选用标准件，规格为栓选用标准件，规格为816816。8mm导正销（3 3）导料板的设计）导料板的设计（4 4）卸料部件的设计）卸料部件的设计 卸料板的设计卸料板的设计 卸料螺钉的选用卸料螺钉的选用（5 5）模架及其它零部件设计）模架及其它零部件设计 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 6 6模具总装图模具总装图第八章 冷冲压模具设计与制造实例 9 9模具的装配模具的装配第八章 冷冲压模具设计与制造实例 根据级进模装配要点，根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件选凹模作为装配基准件，先装下模，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。再装上模，并调整间隙、试冲、返修。7 7冲压设备的选定冲压设备的选定8 8模具零件加工工艺模具零件加工工艺 模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。就变得相对简单。零件名称：盖零件名称：盖生产批量：大批量生产批量：大批量材料：镀锌铁皮材料：镀锌铁皮材料厚度：材料厚度：1mm 1mm 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例1 1冲压件工艺性分析冲压件工艺性分析第八章 冷冲压模具设计与制造实例 冲压工序冲压工序：落料、拉深；：落料、拉深；材料材料：为：为镀锌铁皮镀锌铁皮，具有良好的拉深性能，适合拉深；，具有良好的拉深性能，适合拉深；结构结构：简单对称；：简单对称；精度精度：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸该工件作为另一零件的盖，口部尺寸6969可稍作小些。而工可稍作小些。而工件总高度尺寸件总高度尺寸14mm14mm可在拉深后采用修边达要求可在拉深后采用修边达要求 。2 2冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定第八章 冷冲压模具设计与制造实例 方案一：先落料，后拉深。采用方案一：先落料，后拉深。采用单工序模单工序模生产。生产。方案二：落料方案二：落料-拉深复合冲压。采用拉深复合冲压。采用复合模复合模生产。生产。方案三：拉深级进冲压。采用方案三：拉深级进冲压。采用级进模级进模生产。生产。分析分析:方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难；对称，模具制造并不困难；方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。加之工件尺寸偏大。结论：结论：采用方案二采用方案二为佳。为佳。3 3主要设计计算主要设计计算第八章 冷冲压模具设计与制造实例（1 1）毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算 根据根据表面积相等原则表面积相等原则，用，用解析法解析法求该零件的毛坯直径求该零件的毛坯直径D D，（2 2）排样及相关计算排样及相关计算采用有废料直排的排样方式。采用有废料直排的排样方式。（3 3）成形次数的确定）成形次数的确定 阶梯形件拉深。阶梯形件拉深。h/dh/dminmin=15.2/40=0.38=15.2/40=0.38，据，据t/D=1/90.5=1.1t/D=1/90.5=1.1，查表发现查表发现h/dh/dminmin小于表中数值，能一次拉深成形。小于表中数值，能一次拉深成形。计算结果所示计算结果所示（4 4）冲压工序压力计算）冲压工序压力计算第八章 冷冲压模具设计与制造实例 拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件 根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机可倾压力机J23-25J23-25。（5 5）工作部分尺寸计算工作部分尺寸计算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算。其中因为该工件口落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。计算结果所示计算结果所示第八章 冷冲压模具设计与制造实例 4 4模具的总体设计模具的总体设计（1 1）模具类型的选择）模具类型的选择 落料落料-拉深复合模拉深复合模（2 2）定位方式的选择）定位方式的选择 导料板（固定卸料板与导料板一体）导料板（固定卸料板与导料板一体）+挡料销挡料销（3 3）卸料、出件方式的选择）卸料、出件方式的选择 固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力（4 4）导向方式的选择）导向方式的选择 中间导柱的导向方式中间导柱的导向方式 为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低落料凹模端面低3mm3mm。（2 2）其它零部件的设计与选用其它零部件的设计与选用 弹性元件的设计弹性元件的设计 顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。模架及其它零部件的选用模架及其它零部件的选用 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 5 5主要零部件设计主要零部件设计（1 1）工作零件的结构设计）工作零件的结构设计 整体结构，整体结构，拉深凸模拉深凸模、落料凹模落料凹模和和凸凹模凸凹模的结构的结构6 6模具总装图模具总装图7 7冲压设备的选定冲压设备的选定8 8工作零件的加工工艺工作零件的加工工艺 本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要采用车削。本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要采用车削。9 9模具的装配模具的装配 选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面端面3mm3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm0.5 mm，以实现落以实现落料前先压料，落料后再拉深。料前先压料，落料后再拉深。第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第八章 冷冲压模具设计与制造实例第八章 冷冲压模具设计与制造实例第八章 冷冲压模具设计与制造实例第八章 冷冲压模具设计与制造实例第八章 冷冲压模具设计与制造实例材料CrWMn 热处理6064HRC盖落料盖落料-拉深复合模拉深复合模第八章 冷冲压模具设计与制造实例1-1-凸凹模凸凹模 2-2-推件块推件块 3-3-固定卸料板固定卸料板 4-4-顶件块顶件块 5-5-落料凹模落料凹模 6-6-拉深凸模拉深凸模