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冲方孔模具设计说明书
冲方孔模具设计说明书
一 、零件工艺性分析
工件为图 1 所示的落料冲孔件,材料为 45 钢,材料厚度 2mm,生产批量为
大批量,工艺分析内容如下:
图 1 工件图
1.材料分析
45 普通碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。
2. 结构分析
加工零件结构为矩形孔,,满足冲裁最小孔,另外该零件是采用单件大批量加工,所
以不用考虑冲裁件最小孔边距 lmin 。
所以,该零件的结构满足冲裁的要求。
3. 精度分析:
零件上有 1 个尺寸标注了公差要求,由公差表查得其公差要求都属 IT13,所以普通
冲裁可以达到零件的精度要求。
对于未注公差尺寸按 IT14 精度等级查补。
由以上分析可知,该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。
二、 冲裁工艺方案的确定
零件为一冲孔件,可提出的加工方案如下:
方案一:
由于该工艺属于传统的冲孔工艺,直接用一套模具即可,矩形凸模,和凹模。
方案二:
由于该孔是位于脚轮的侧面,则可以采用测冲模,
1
方案一模具结构简单,仅需一道工序、一道模具,生产效率高,零件精度较好,在
生产批量较大的情况下适用。
方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。
但模
具结构较方案一复杂,,模具制造成本高,效率低。
所以,比较两个方案欲采用方案一生产。
三 、零件工艺计算
1.刃口尺寸计算
根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。
冲孔基本公式为:
0
0
xT1 = (xmin + XΔ)-δT
yT2 = ( ymin + XΔ)-δT
xA1 = (xmin + XΔ + Z min )+δA
yA2 = ( ymin + XΔ + Z min )+δA
0
尺寸12+0.02 mm ,查得其凸模制造公差 δ T = 0.02mm ,凹模制造公差 δ A = 0.02mm 。
查
表经验算,满足不等 δ 式 δ T + δ A ≤ Z max - Z min ,因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时
冲裁间隙减半,得
00
xT1 = (12 + 1⨯ 0.2)-0.02 mm = 12.2-0.02 mm
00
xA1 = (12 + 1⨯ 0.2 + 0.38)+0.02 mm = 12.6+0.02 mm
尺寸 20mm,查得其凸模制造公差 δ T = 0.02mm ,凹模制造公差 δ A = 0.02mm 。
经验
算,满足不等式 δ T + δ A ≤ Z max - Z min ,因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时冲裁间隙
减半,得
00
yT1 = (20 + 1⨯ 0.1)-0.02 mm = 20.1-0.02 mm
00
d A1 = (20 + 1⨯ 0.1 + 0.38)+0.02 mm = 20.5+0.02 mm
2.冲压力计算
可知冲裁力基本计算公式为
F = KLTτ
此例中零件的周长为 64mm,材料厚度 2mm,45 钢的抗剪强度取 460MPa,则冲裁
该零件所需冲裁力为
F = 1.3 ⨯ 64 ⨯ 2 ⨯ 460N = 76544N ≈ 77kN
模具采用弹性卸料装置和推件结构,所以所需卸料力 FX 和推件力 FT 为
FX = K X F = 0.05 ⨯ 77kN = 3.85kN
FT = NK T F = 5 ⨯ 0.055 ⨯ 77kN ≈ 21.175kN
则零件所需得冲压力为
F总 = F + FX + FT = (77 + 3.85 + 21.75)kN = 102..025kN
初选设备为开式压力机 JA31—25。
3.压力中心计算
孔外形为矩形对称状,所以该冲模的压力中心就是孔外形对角线的交点。
2
四、冲压设备的选用
根据冲压力的大小,选取开式双柱可倾压力机 JA31—25,其主要技术参数如下:
公称压力:
250kN
滑块行程:
80mm
最大闭合高度:
250mm
闭合高度调节量:
70mm
滑块中心线到床身距离:
190mm
工作台尺寸:
380 mm×610 mm
工作台孔尺寸:
560 mm×360mm
模柄孔尺寸:
φ50 mm×70 mm
垫板厚度:
70 mm
五、模具零部件结构的确定
1.标准模架的选用
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,所以应首先计算凹模周界的大小。
由凹模
高度和壁厚的计算公式得,凹模高度 H = Kb = 0.28 ⨯ 77mm ≈ 22mm ,凹模壁厚
C = (1.5 ~ 2)H = 1.8 ⨯ 22mm ≈ 40mm 。
所以,凹模的总长为 L = (77 + 2 ⨯ 40)mm = 157mm (取 160mm),凹模的宽度为
B = (20 + 2 ⨯ 40)mm ≈ 100mm 。
模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,可查得模架规格为上模座
160mm×125mm×35mm,下模座 160mm×125mm×40mm,导柱 25mm×150mm,导套
25mm×85mm×33mm。
2.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下:
(1)确定橡胶的自由高度 H 0
=
H 0 (3.5 ~ 4)H 工
H 作 = h作作
+ h作作
= t + 1 + (5 ~ 10) = (2 + 1 + 7)mm = 10mm
由以上两个公式,取 H 0 = 40mm 。
(2)确定橡胶的横截面积 A
A = FX / p
查得矩形橡胶在预压量为 10%~15%时的单位压力为 0.6MPa,所以
A =
9850N
0.6MPa
≈ 16417mm2
(3)确定橡胶的平面尺寸
根据零件的形状特点,橡胶垫的外形应为矩形,中间开有矩形孔以避让凸模。
结合
零件的具体尺寸,橡胶垫中间的避让孔尺寸为 82mm×25mm,外形暂定一边长为
160mm,则另一边长 b 为
b ⨯160 - 82 ⨯ 25 = A
b =
16417 + 82 ⨯ 25
160
mm ≈ 115mm
(4)校核橡胶的自由高度 H 0
3
为满足橡胶垫的高径比要求,将橡胶垫分割成四块装入模具中,其最大外形尺寸为
80mm,所以
H 0
D
=
40
80
= 0.5
橡胶垫的高径比在 0.5~1.5 之间,所以选用的橡胶垫规格合理。
橡胶的装模高度约为
0.85×40 mm =34mm。
3.其他零部件结构
凸模由凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。
模柄采用凸缘式模柄,根据设备
上模柄孔尺寸,选用规格 A50×100 的模柄。
六、模具装配图
模具装配图如图所示。
4
5
七、模具零件图
模具中上固定板、冲孔凸模、底座、垫块、定位销、定位器、凹模、模柄、上模块、
上垫板。
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