焊片冲压模具设计

目录

摘要 (1)

绪论 (2)

第1章工艺分析 (3)

第2章工艺方案的确定 (4)

2.1 模具类型的确定 (4)

2.2 模具结构的选择 (4)

第３章冲裁工艺计算 (5)

3.1 排样的设计与计算 (5)

3.1.1 搭边值及步距的确定 (5)

3.1.2 排样的设计 (5)

3.1.3 条料宽度及壁厚的计算 (6)

3.1.4 材料的利用率 (6)

3.2 冲裁方式的选择 (6)

3.3 计算冲压力、初选压力机的吨位 (7)

3.3.1 冲裁力的计算 (7)

3.3.2 冲压压力中心的确定 (8)

3.4 凸模和凹模刃口尺寸的确定及其制造公差的确定 (11)

3.5 凸、凹模刃口尺寸的计算 (11)

第４章冲裁模主要零部件的结构设计 (14)

4.1 凹模与凹模板的结构设计及计算 (14)

4.2 凸模与凸模固定板的设计 (16)

4.3 模架的选择 (16)

4.4 定位零件与导向零件的设计 (16)

4.5 卸料装置的选择 (17)

4.6 模柄的选用 (17)

4.7 其它冲模零件设计 (17)

第５章压力机的校核及模具的闭合校核 (18)

5.1 压力机的校核 (18)

5.2 压力机高度的校核 (18)

结束语 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

摘要

本说明书主要是针对焊片的设计，本次设计采用了冲孔落料级进模，也针对了非标准零件的设计。其中，在第一、二章主要讲述了冲压件的工艺分析、冲压工艺方案的确定；第三章主要讲述了对冲压件进行冲压力及压力中心的计算、初选冲压设备以及工作部分尺寸的计算；第四章主要对冲裁模零部件的选择及设计。

关健词工艺分析；冲压力；零部件

绪论

现代制造业的发展，尤其是电子、电器、仪表、汽车等产品的发展，几乎都离不开冲模。能否向社会提供更多的优质模具，会直接影响工业产品的质量、生产成本和更新换代的速度。合理的冲模结构可有效实现冷冲模的功能，达到成本低、制作周期短和操作安全性，并能保证产品零件的各项技术要求。正确选择适用的模具结构是模具设计者高技术素质的体现。

许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国冷冲模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。我国模具行业在进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

本说明书主要是针对焊片的设计，本次设计采用了冲孔落料级进模，也针对了非标准零件的设计。其中，在第一、二章主要讲述了冲压件的工艺分析、冲压工艺方案的确定；第三章主要讲述了对冲压件进行冲压力及压力中心的计算、初选冲压设备以及工作部分尺寸的计算；第四章主要对冲裁模零部件的选择及设计。

在设计过程中，同时也更好的掌握了许多重点和难点，使自己在冷冲模这一专业上进行了职业意义的熏陶和锻炼，使自己受益匪浅。

限于本人的能力与水平，书中难免存有欠妥之处，恳请各位读者给予批评指正。

第1章工艺分析

冲裁件的工艺性主要是指工件在冲裁加工中的难易程度。良好的冲裁工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而寿命长、产品质量稳定、操作简单等。而影响冲裁件的因素很多，如冲裁件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等。本次设计制件如下：

名称：焊片材料：H62 厚度：0.7mm 大批量生产

制品图（如图1-1）：

图1-1 制品图

1．该工件结构形状简单、对称，属于普通大间隙冲压件。

τ，考文献[2]表4-8。

2．材料为H62，为优质黄铜，抗剪强度Mpa

=

412

~

255

第2章工艺方案的确定

2.1 模具类型的确定

根据制件工艺性分析：因为该模具能在压力机一次行程内，完成冲孔落料两道工序，在完成这些工序的过程中无需进给移动。方案可分为以下三种：

方案一：采用单工序模逐步加工

（1）冲孔→落料单工序模

（2）落料→冲孔单工序模

由于采用单工序模，模具制造简单，制造周期短，价格低，维修方便，生产率低，工件精度低，不适合大批量生产，但生产通用性好，适合于中小批量生产。方案二：采用级进模加工

级进模具有操作安全的显著特点，一般适用于大批量生产小型零件。

方案三：采用复合模加工成形

生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

根据零件的设计要求，以及上述三种方案的特点看来，决定采用第二种方案加工焊片零件比较合理。

2.2 模具结构的选择

由于该工件有冲孔、落料两个工位，材料的厚度为0.7mm,可采用侧刃定距的进级冲裁模，并采用弹性卸料方式。

综上所述：该模具应选择侧刃弹压卸料进级冲裁模。

第３章冲裁工艺计算

3.1 排样的设计与计算

排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。其中,排样的设计则包括搭边值条料宽度、壁厚的计算。

3.1.1 搭边值及步距的确定

可得：制件与制件之间的余料a＝0.8mm

＝1.0mm

横搭边:制件与条料边缘之间的余料a

1

步距：

S＝D+a＝12+0.8＝12.8mm

D——工件横向最大尺寸(mm) （查参考文献【1】表2-10）

3.1.2 排样的设计

排样图（如图3-1）：

图 3-1排样图

排样方法选用直对排方式，相对于直排方式，直对排方式的材料利用率较高。

本次设计选用侧刃定距方式，条料两边产生侧刃冲切的料边定距宽度b

1，b

1

=1.5mm,

（参考文献【5】表2-16）。

3.1.3 条料宽度及壁厚的计算

条料宽度的计算：

为了保证条料有足够的搭边,能使条料始终接触基准导料板送料,条料宽度Ｂ,采用有侧刃装置，按公式计算如下：

B0

-?=（L

max

+2b

1

+2a'

1

）0

-?

=(36+2?1.5+2?0.75)0

0.15

-

=40.50

0.15

-

mm

a' 1为侧刃定距方式的侧搭边，b

1

为侧刃冲切的料边定距宽度，a'

1

=0.75a

1

, (参

考文献【2】表2-13和表2-14)。

3.1.4 材料的利用率

一般应尽量选择材料利用率较高的排样。

一个步距的材料利用率η计算公式如下：

公式η=A/SB×100%

=124.718mm2/518.4mm2×100%

=24.05%

式中A——１个制件的实际面积；

S——步距；

B——条料宽度。

3.2 冲裁方式的选择

为了顺利进行冲裁，必须适合解决出件、卸料及废料排出等问题。下面有三种基本的冲裁方式：

1．固定卸料顺出件

固定卸料式的模具结构比较简单，板料厚度合适时，用于落料加工较为合适。但一般不用于冲孔。

2．弹压卸料顺出件

弹压卸料方式很适于冲薄件，一般当板料厚度小于5mm时，必须采用弹压卸料方式。冲较厚的板料也可以采用弹压卸料方式，以获得较平整的冲裁件，薄料收效较为明显。

3．弹压卸料逆出件方式

用于顺装式冲裁模的结构形式。用于倒装式模具时，反顶板又称推件板。在顺装模具中，顶件力需由弹性元件提供，多用于倒装复合模。

所以：根据上述各种冲裁方式的特点，该制件应选择弹性卸料顺出件。

3.3 计算冲压力、初选压力机的吨位

计算冲裁力的目的是为了保证压力的额定压力，可取安全系数为1.3。

3.3.1 冲裁力的计算

根据冲裁力的公式1-3（参考文献【3】）

F=KLt

b

τ（N）

式中b

τ——料板的抗拉强度（MPa）；

查表得：H62材料在常温下的抗剪强度τb=295 Mp；

取安全系数为k=1.3

两个制件的周长２L＝6.3π×3×2+2.4π+12π×[1-2arcsin(2.25/6)

360。

]＋

0.6?2π?2+4.5

2

π

]×2

＝195.53 mm

则： F冲裁力＝1.3×195.53×0.7×412

＝73308.11 N 推件力的计算

推件力一般采用经验公式进行计算:

F

T ＝nK

T

F

＝6×0.05×73308.11 ＝21992.43 N

K

T

——推件力系数（参考文献【3】查表1－7）

n—梗塞在凹模内料的个数n＝h/t,h＝5mm为凹模刃壁垂直部分高度（mm）,t为料厚（mm）。

弹性卸料力采用经验公式计算:

F

X ＝K

X

F

＝0.05 73308.11

＝3665.41 N

则冲压力：

F ＝F＋F

T +F

X

＝73308.11+3665.41+2199.43

＝98966 N

＝98.966 KN

为了安全期间选取压力时按总力的 1.6～1.8倍取，初选开始式可倾压力机为（J23-16）型，公称压力为160KN (参考文献【2】表１－４)。

3.3.2 冲压压力中心的确定

压力中心应与压力机的压力中心重合。

落料凸模的压力中心：