模具设计入门实例.docx
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模具设计入门实例
冲压模具设计入门实例
本实例容完整,讲解清晰明了,使读者能快速地掌握冲压模具设计的各种基本操作和技巧。
图示零件材料是Q235钢,大批量生产,厚度2mm试设计冲压模具,编制工艺规程。
J一.冲压工艺与模具设计
ata■■■■■IB,"・・n■abii■■■・・・m■u■■■・・!
■■■■■■■a■n■ubii■u■■■■・・m■aHti■・・・■■■■■■■Ban■iibii■■■■■■■■■■■■bbiilUBaiBiaa■■aati■・・!
■・■■・・・・・・・・・・■■・・・・m・・・m・"・
1.冲压件工艺分析
1材科’该冲截件的材料那钢杲晋通碳素钢,具有飯好的可沖压性能.
2零件结构;该冲裁件结构简单,井在转角有四处耽圆角,比较适尙中瓠
3尺寸WK:
零件图上所有齐注公差的尺寸,属自由尺寸,可按ITM级确宦工件尺寸的公差.孔边距L2im的公差次」.lbg11级精IS.查公差表可得各尺寸公差为!
零件65%nun24nmJO打血mnR3QjaF-2打弟顾
零件内形I10
孑L/C?
?
邑刖土0*31uun
结论:
适合冲議・
2.工艺方案及模具结构类型
谅琴件包括箔料、沖孔两亍基卒工序,可以采用以下三种工艺方案*
1先着料.再神?
L,釆角单工序模生产-
2落料一冲孔复合冲庄,采用复合模生产.
3冲孔一諮料连续冲压,采用级进模生产.
方案①模具结枸简单,但需要两道工序、两套模具才能完成雲件的加工,生产效率校任,难以满足零件犬批量生产的需求.由于零件结构简单,沏提高生产枚率,主妾应采用复合冲截或级进冲裁方式。
由于孔辺乍&R寸1洛I】帧有公差要求,沖了更好地保证此尺寸精度,最后确定用复合冲裁右式进行生声.
工件尺寸可知,凸凹模壁厚玄于最£唾厘,肉便干操作,所以复合模结构采用倒装复合模民彈性卸料和定位钉定位方式.
3.排样设计
S檢中压模具设计与制造bft2.5.2,确宦搭辺值’
两工件「5]的搭边.:
a=2.2nun;
工件边缘搭&:
&1=2.5]^;
歩距为:
32.2皿;
条料宽度B=(D+2ai)_A
=(65+2X2.5)
=70
确定后■拄样團如图2所示口
S2拄样團
—个步距內的材料利用率
21x100%
=1550-=-(70X32.2)X100%
=68.8%
查板材标准,宜选90伽X1000佃的稠板,每张钢板可剪裁汽14张条科(70mX
1000mm).每张条料可冲378个工件,则g为£
-^.xlOO%
aLB
二65.1%
丽每张扳材的材料利用率背65-1%・
4.冲压力与压力中心计算
(1)沖压力
落料力F^=1.3LtT
=1.3X215.96X2X450
=252.67(KN)
其中t按非退火A3钢板计茸.
冲孔力F.n=l.3LtT
=1.3X2兀X1OX2X45O
=74.48(KK)
其中:
d为冲孔直径,2耳d为两个孔團周长之和0
却料力Fb=K»F,x
=0.05X252.67
=12.63(KN)
推件力F尸:
nK“F%
=6X0.055X37.24
=12.30(KN)
其中n=6是因有两个孔.
总沖压力:
F沪F»+F产+F«+Fn
=252.07+74.48+12.63+12.30=352.07(KN)
(2)压为中心
如图3所示土
由于工件X方向对称,
敝压力中心孟U=32.Enun
图3压力中心
24乂12+§0乂0+?
4幻2+14.5乂24+英.£1文R.97+M.5京朗+714乂12+31一4灯2
24+50+24+U5+38^1+145+314+^4
_3105.52
233.41
-13>Onm
耳中;
LL二24顾yj=12iun
L2=60iiutiyj=Oiml
La=24iRiny5=12nun
L4=SOjwiy斗=24mi
L5=GOmny^=27,97mjfc
L6=S0mnys=24nun
L7=60nuny7=12]mh
LS=SOjwiy0-12nm
计算时,忽略边喙4-R2HftD
由以上计算可知沖压件压力中心的坐标为(32.5,13)b
5•工作零件刃口尺寸计算
冲孔凹
落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以冲孔凸模为基准计算
模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制。
刃口尺寸计算见表1。
表1刃口尺寸计算
輕尺寸50^
祠陳
计算公式
»
结栗
料
凹
-d
=65U)J4
E皿RM
7—7
*due*mJa
R.3S-024B
=0.11mm
制件精度为:
1714011故gO,5
11
叫二皿昨-51")J
A/4
0f=fr4.63
栩应凸複尺寸按凹欖尺寸配作■俣证殛面间陳花
0.246M).36疋间
j0
山max
-24°_孕-0J2
J严小严
FLt
』max
=30M)ja
叫曲山严
同上
Q
Bmjax7
二30打J3
同上
A
sd-卩昨-1^)』
A/4
D严一恥严相应凸欖尺寸刖複尺寸配杵・保征单面伺琼在
0.123^38&间
腿人』5
同上
叫皿叭^吐)訐
34
神
孔凸
寸
同上
如詡仙+M代
A/4
片司6L此jjp
相应凹複尺寸按凸植刃口尺寸配作■保证双両间阴
在0.246^-0.38之
何
K
边
距
L°i=诂丄1
同上
制件蓿度为:
miSbfi«=
0.7S
片二(仏+砂纭
A/4
Lp=l1.57曲
孔
吆=
37+0.31
同上
x=0.5
吐①酝也5虫)
1a
8
--X0.62
8
=0,CTS
Ld^3T±O.OT8
6•工作零件结构尺寸
晤料凹模板尺寸;
凹模J1度;K=kb(?
=15]ui)
由0.28X65=IE.2iun
凹模边壁厚:
c^(l-5〜刃H
=(1.5—2)X13.2
=(27,3〜3£.4)帧冥尽c=30mn
凹模板边长!
l=b+2c
=65+2X30
=L25mji
查标推JB/T-6T43,1-94:
凹檯板宽B=125m
故确定凹模板外形为:
125X125X1SW凹模橈作成薄型形式并加空匕遵板后
实取125X125X14(™)n
凸凹模尺寸;
凸凹模扶度:
L=h
-1&1-W+24
=50(m)
其中:
g—凸凹模固定板厚度
11.-弹性卸料板厚度
h—増加民廊(包括凸模逬入凹模深度,弾性元件妾爰蒿摩等)
凸凹模內外刃口面壁厚校核:
帳据沖裁件结构凸凹模內外刃口最小壁厚竟7皿根据强度要求查%沖压模具设计与表2.9.0知,饮壁厚対4.丽可,故该凸凹模侧壁强度足够.
冲孔凸模尺寸:
凸模长度:
L凸二知比卢^
=14+12+14
=40joi
其中:
hi—凸模固定扳區h厂空心塑扳區
坨一凹模板厚
凸模强庫校檢:
该凸模不属于细扶杆』强度忌够.
7•其它模具零件结构尺寸
根据倒装复合模形式特点:
凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94,确定其它模具模板尺寸列于表2:
序号
名称
长X宽X厚(:
Ml)
材料
1
上垫板
126X125X6
TSA
1
2
凸模固定板
125X125X14
45钢
1
3
空心癥
125X125X12
45钢
1
4
卸料板
125X125X10
虧钢
1
5
凸凹模固走板
125X125X16
45钢
1
下垫扳
L25X125XS
T8A
1
根据模具零件结构尺寸,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125X25标准模架一副。
8.冲床选用
根据总冲压力F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。
其主要工艺参数如下:
公称压力:
630KN
滑块行程:
130mm
行程次数:
50次/分
最大闭合高度:
360mm
连杆调节长度:
80mm
工作台尺寸(前后X左右):
480mmX710mm
9.冲压工艺规程
菊a
产册型别
工艺规
程
零件名称
止或障
零件号
t连封面共5
【另附对照表
r
丰间丰ft
主曾工
毘月
B
钿
工作程序32别
MU
毛伽矣
冬件W物
尊件号
M2J[
A3
~^T
止妬
共5员
工序号
"地
页次
设备名务
工怔 工的足I? Wil 1 切料 薪床 2 开式或柱町倾冲康 J23-63 3 去毛効 4 涝标卡尺等 aw 希号 at丰 aw 工力 *mjE« 工艺«£« 车個 璋件名称 工序号 弟3页 TKK-Ttxl-C^ 址动件 1 去5页 初口 A3谀度 丧备名称—55侏 ML— 技花聂件 设备山刘 宀H a吋 内容尺 SA «—'— 1原科尺寸1000X900mm 2分成糸科尺寸900X70mm 3分成实科的数重34 彳s 4条斜制威零件的数重28 5材料刹用率%651% «3号 St日駅TSft 车同莖任 xiiHtex^rt* x£«±* 检淀图表 O 0 M号 第亍页 止如 4 S5 3HH ~^9~ A3 枪It内容 检检工R 】 各主霍尺寸 語标卡尺 II 工刖工切4杠IK1±« iSrtff 10•模具总装配图 牟厂 1 ¥5? CE70-36 刚灿5 26 gi 2 : E/T"如.10-94 25 4 HRCFq〜刃 JB/T765O. 74 1 血何〜冏 JSfT^41AM 1 21 已凹檯固定板 1 V HRC24〜睥 JB/T76<11J-5l 125X12^X1* 5 弹 實 4 HRED〜呷 JB/T7187.6-S5 卸料板 1 皿 HSXiisXifl 2Q M; 事* 1 HRC20~28 JB/TJ6<13.F 125X1^X1* 斗 14 諭} 2 45# CE3JF86 b】QX白2 13 空£■©槻 1 屯5爭 H24〜為 feXiijXii 10 W 凸祺固走扳 1 45# HRC2^28 1-9^ 125X12^X1* 3 1$ F模座根 i Cfi/T28J5.J-JO 115X^5-X3O 2 L2. J 4W 画归—閔 a4X14 TTTF 1 皿 Hit阳〜為 H ) Q235-A.F 】T4 li fi 2 TI&A HR®6^60 CR/T5825-91 12 ii <1 牛玉 1 ⑸ J2 IQ 岡柱強 2 45* CB]J9-S6 4HOX35 g 角€ 斗 4H 輛则-曲 WSX60 R 尊套 2 ⑴讥 4册畀〜細 US/T28灵」-加 d>12X坯 7 2 CCrl5- Hg畀〜餉 瞰T? 血」tq *22X150I 百 - ] T3A HRC^^SS £ 5 ] 皿 GS/nb仅】卜护 4 凸 卩e 1 HRC58~ft2 1] j 瞬柱销 2 45# CB113-86 $】瞅吧 i TOT 4 皿 CB7O-S5 W8X40 L 、ii 缠板 1 HT300 CE/T2855-9D 12JM123.X违 3 称 酚律 村料 诀赶as(HRC) 昜考.尺寸 — 止劫件冲孔轄料 曼合模 第版 越计 型别 琴组[牛号 工科躍 弹号 氐例丁1: 1共吃页第1页 桁: 检 车间 批准. 同意 i WC部航阮 11•模具零件图 K-K野 R餌治 8 出nu+Q 亠MM 技术要求 1.上、下面允滑无毛風,半行度为0.02。 2材料为T10丄需悴XHRfSO-64. 3.評号旳尺寸按对应尺寸及间隙值配保 描岡 就计 爭a血日 村胸卧12 凸凹模成都航院 1-1 11 凸模 材科 数4 比M] 第叫 标记 TUA 1 1: 1 0^D'D 7/a z 凹檯板 成都航碗 W料 出例 &M3 ~r 1: 1 4 图8上模座板 图9下模座板 技术要求 1•需淳火154-5aHRCt 2■需律火,54—58HRC- H— 下处板成都航曉 1~1— Wr* 梢M »星 ■AJL T8A 1 J: 1 丄 疫丸黑球 料为4制他调质24〜刑R「 3.甫审号尺丁按凸橫实蒔尺寸配作井保旺与凸横星配會* WF 丽 凸横固定扳成都就曉 图13空心垫板 技术更求 1•上,Tffi卒厅J8E机02*SCEKAl Z材科为调质24—2BHP匚 村料 推件块成都航険 15£ »e 0< A 1! 1 lj E-E其巒 也| 枝贰專求 X上、下面平行度泊04化ttttJSSl.5-匕材昇响轲朴调JRl^KHRC. 1 1 .| tR 卸杷板 成都就院 1 □ rd ftSt 肖伺 #PI 加i 虽ET工色 川 丄 1! i 5 T-7晰窃 >1 ifw h上、下■怖世为a(n・團粧度为 』.时斜为町*钢,无需料处理. MF**X寸樓凸凹规实滴尺寸,弄棵证序凸凹慣XH7/n6S^釦応 亡曰慣邑芷概 成都航院 时科 &程 KW fFlr', 晅2耳 1 KL 图16凸凹模固定板 臼,二.模具制造 ・・■B■■■B■tB■・・3■IIB■■■・・tB■Bat! ■BBIB■■■■■■B■■■・■■・■・・B■tl■n■■・・・・■■B■■■B■■■・・tl■■■! ■■“・・■■Ban■n■tl■・・・・・■・・・・・m・・ 1.主要模具零件加工工艺过程 落料凹模加工工艺过程 材料: Gr12硬度: 60 64HRC 序号 工名 工序內容 1 番料 飼牛〔退光状态〉130X130X1CfTifii 2 粗铁 链天面到尺寸125.^X125.3X吃注意两犬平面与两相邻侧而用标准角尺测量达基本垂直 3 磨光两夫平面恆度达14两相邻訓面因四面垂罠垂直度 0OJinm/lOOtnin 4 钳 1划綾划出各也径中心统并划出凹模涓口轮廓尺廿 2钻孔钻螺纹底孔.,涓钉底孔.凹模洞口穿线孔 3彼孔校*附孔到尋求 4咬丝玫螺纹丝到要求 5 热处理 禅火使碳度达.60—S4HRC d 平而磨 磨光两大平而14.3imL 7 続切SI 剧凹樓洞□■芥雷101^0C2mm研余矍 3 钳 1研磨涓口內壁侧面i±O.®ujn 2配推件换到婪求 9 钳 用望片层保证凸凹模与凹模间隙均匀洽,凹模与上模座配作销钉孔 10 平磨 r磨凹模板上平面厚度进要求 11 钳 总装配 材料: T10A硬度: 56〜60HRC 凸凹模加工工艺过程 材料: Gr12硬度: 60 64HRC 工序名称 工序內容 1 : 閥牛〔退火状齣询"X禿価 2 热处理 退九5H©±lS[y-22OH0 3 车 1车厕面,打顶K孔,车外團至4*12nun5掉头车另师面,*度至尺寸SOnm;JT顶尖孔• 2农顶尖顶,车夕H3尺寸4>11.4±0.04^d10・6士0・04血至要求;车尺寸巴型IWIL至萇求. 4 检验 检验 5 : 热处理 : 淬火,硬度至 e 琶削外凰尺寸4*至喪能 7 线切割 切除工作端面顶尖孑L,长度尺寸至40^mm要求. g 磨削 磨创端宜L至RjaO.SU-m. g 检验 10 钳工 装配(钳修并装配'保证) 冲孔凸模加工工艺过程 序号 工序名 工序內容 1 锻件(退火状态): 70X40X55mm 2 铁衣面见光 3 平詹 磨咼度两平面到尺寸51mm 4 钳 1划鏡在栈度肓一侧留统圳割夬位加mi后汾中划凸模轮廓绕芥划两凹模丽口中心线 2钻孔披凹模洞口中心钻线切割穿丝孔 3锵扩凹模落料沉孔到要求,钻醍欢底7L芥玫纸到要求 5 热处理 泮火谨度达60-^54HRC 6 平蘑 磨高]£到5Q.4mm 7 技切割 : 割凸模及两凹模并单加留O..DW0.02imi研磨杀重 S 钳 1研配研凸凹模并配入凸模固定板 2硏各侧壁到OSPih 9 平磨 磨高庫到要求 10 钳 总装配 凸模固定板加工工艺过程材料: 45#硬度: 24〜28HRC 序号 工序名 工序內容 1 气割下料口必1和><16晌 2 热处理 调质确度24—28HRC 3 粗铁 銭六面达125/X125.3X14.8mm并使两大平面和相邻两侧面■相巨墓本垂直 4 平磨 磨光两大平面IE度达L4.4i7mi;并磨两相邻测面康1四面垂宣,垂直庫 0.02tnni/10[)rntn. 5 钳 1划绽凸模固定孔中心绽艄钉? 冲心线嬲纹过孔中心线離钉过孔中心娃 2钻孔凸翹定孔穿丝线鹅绞过扎ft销钉过孔到要求 6 技切割 : 割凸模安装固定孔单辺酹1101〜D.D2rmi研余量 7 铳 铁凸模固定孔背面沉孔到裳求 S 钳 硏配凸模 9 平磨 r磨模厚度到要求 10 钳 总装配用透光层檢凸模,凹模间隙均匀后,与上模座板配作销孔 凸凹模固定板加工工艺过程 材料: 45#硬度: 24 28HRC 序号 工J? 名 工序內容 1 气害! 1下科13叹1和>(12晌 2 热处理 调质谨度24—2EHRC: 3 粧天面i±125.3X125.3X10.8twi并侵两夫平面和相邻两侧面基本垂贯 4 平磨 磨光两大平瓦厚度iiid4询并磨两相邻侧面使四面垂直『垂直庫0.Q2mnV100mm 5 钳 1划线螺铁? 1中心裁,定位钉? 1中心鮭及中『可型孔轮廓线 2钻孔蠟纹底孔,宦位钉欣孔型孔穿鏡孔 3較孔,攻丝餃定位钉底孔到更求「螺纹孔政丝到要求 © 线切割 割型孔到要求 7 钳 1型孔写凸凹模装配 2定位钉与定位钉裝配 3螺纹孔与螺钉裝配 g 平磨 磨區度到要求 g 钳 总装配 卸料板加工工艺过程 28HRC 序号 工号 工序內容 1 气劃下料1孔X13DX岖晌 2 调质硬度24〜28HRC 3 SEAE达1251X125$X応tan,并使两走平面和相邻两侧面基本垂亘 4 平磨 磨光两丈平面,厚度达1&4mm,芥磨两相邻侧面使四面垂直「垂亘®O.02nrm/I00nun 5 钳 1划绽蛭线孔中心线螺纹过孔中心紘销钉孔中心绻凸凹模固宦孔轮廓践 2钻孔蝮纹庭孔腮纯过孔呈悽求.凸凹模固定孔绘切割芽线孔 3攻丝攻螺级底丝到要求 6 线切割 创凸凹模安装固定孔痒辺留研余量O.aM.OJmriL
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