冷冲压模具设计与制造实例

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1、>>第8章冷冲压模具设计与制造实例>8.2冷冲压模具设计与制造实例　　例8.2.1冲裁模设计与制造实例　　工件名称：手柄　　工件简图：如图8.2.1所示。　　生产批量：中批量　　材料：Q235-A钢　　材料厚度：1.2mm　1．冲压件工艺性分析　　此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由

2、公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。　2．冲压工艺方案的确定　　该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：　　方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。　　方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。　　方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。　　方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清

3、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。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。    　3．主要设计计算　（1）排样方式的确定及其计算　　设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2　所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料

4、宽度为135mm，步距离为53mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表8.2.1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。图8.2.1手柄工件简图图8.2.2手柄排样图　（2）冲压力的计算    该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算见表8.2.1。根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。　（3）压力中心的确定及相关计算　　计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图8.2.3所示。在图中将xoy坐标

5、系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L6共6组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（13.57，11.64）。有关计算如表8.2.2所示。由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。　（4）工作零件刃口尺寸计算　　在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床

6、分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表8.2.3　所示。 图8.2.3凹模型口图　（5）卸料橡胶的设计　　卸料橡胶的设计计算见表8.2.4。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。　　4．模具总体设计　　（1）模具类型的选择    由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。　　（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

7、导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。　（3）卸料、出件方式的选择　　因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。　　又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。　（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，该级进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落料凸模    结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机

8、床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L可按公式2.9.2计算：    =20+14+1.2+28.8=64mm    具体结构可参见图8.2.4（a）所示。    ②冲孔