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1、冲压件的成型工艺与模具设计- - 冲压件7的成型工艺与模具设计 一、 冲压件工艺分析此冲压件为大批量生产，如果能够采用冲压工艺将大大的提高生产效率、降低生产成本。材料：该冲压件的材料为Q235，t1mm的碳素钢，具有良好的冲压性能。零件结构：该冲压件结构中等复杂。转角处都为圆弧过渡，孔与工件边缘之间的距离比最小壁厚大，最小孔径为4mm大于最小冲孔尺寸1mm，比较适合冲裁。尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸公差。由零件图可知此冲压件的尺寸精度一般，普通冲裁即可满足。查公差表得各尺寸公差为：零件外形：C= mm D= mm G= mm H= mm零件内形：E
2、= mm F= mm孔间距：A= mm B= mm结论：此冲压件适合普通冲裁。二、 冲裁工艺方案的确定 2.1 方案种类该冲压件包括落料、冲孔两个基本工序，可采用以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料，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。2.2 方案的比较方案一：单工序模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具才能完成冲压件的加工，成本相对较高，生产效率低，难以满足冲压件大批量生产的需要，且两道工序中的定位误差将导致孔心距尺寸精度难以保证。故不选此方案。方案二：只需要一套模具就可以完成两道工序，大大减小了模具规模，降低了
3、模具成本，提高生产效率，也能提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合大批量生产。能可靠的保证工件两孔间距有相互位置精度要求。 方案三:级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。同一副模具不同工位完成两道工序，生产效率高，但相较方案二轮廓尺寸较大，结构复杂，制造困难，成本较高，一般适用于大批量、精度要求较高，需要多工序冲裁的小型冲压件。由于本工件两孔间距有相互位置精度要求，且为IT12级。为了更好的保持尺寸精度要求，进而也排除此方案。2.3 方案的确定综上所述，本套模具采用复合模。 三、模具总体结构设计 3.1 模具结构形式的选择 由工艺方案可知采用复合模冲压。复合模有两种结构形式：正装
4、式和倒装式复合模。大多数情况下应优先考虑采用倒装式的。这是因为倒装式的冲孔废料可以通过凸凹模漏料孔从压力机工作台中漏出。制件留在凹模内，只需在上模装一推出装置，借助压力机打杆就可以轻松的将制件推出。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，生产率高。而正装式复合模冲压成形后工件留在下模，需顶件装置向上顶出工件且冲孔废料留在凸凹模内被带上，再由推料装置推出，条料由上模卸料装置脱出，三者均留在下模刃口面上，如果万一来不及排除废料或未全部排除而进行再一次冲压，就容易使模具刃口崩裂，即发生叠冲事故。又因工件平直度要求不高，工件材料较硬，故采用倒装式复合模。 3.2 卸料、出件方式的选择 复合模冲
5、裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要装卸料装置。根据倒装式复合模具冲裁的运动特点,该模具采用弹性卸料方式比较方便。但下模的弹性卸料装置有两种形式：一种是将弹性元件装在卸料板与凸凹模固定板之间，另一种是将弹性元件装在下模座下面。由于工件的条料卸料力不大，故采用前一种结构。在倒装式复合模具中，冲裁后的制件留在上模部分的落料凹模内，需要由刚性或弹性推件装置推出，刚性推件装置不会失灵，可以将制件可靠的有凹模推出，但刚性推件装置有冲击力，对工件无压平作用，但对于工件精度要求不是很高的工件来说，采用刚性推件装置,结构紧凑,维护方便，能够保证工件精度要求，故采用用刚性推件装置。 3.3.定位方式的选择 因为
6、该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用橡胶弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。 3.4 导向方式的确定 为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该复合模采用中间导柱模架。为了提高模具的导向精度，选用导柱、导套导向。由于冲压件的精度要求不是很高。又选用滑动导柱、导套导向。四、工艺尺寸计算 4.1 排样设计与计算 4.1.1 排样方法的确定 根据工件的形状，确定采用无废料排样和少废料的方法是不可能做到；只能采用有废料的排样方法。并根据工件形状可知最好采用斜排。经多次排样计算，最终确定45。斜排
7、。排样图如图1： 4.1.2 材料搭边和侧搭边数值选用 由冲压件材料为Q235，厚度t=1mm，查表取a=1mm、a1=2mm， 4.1.3 确定条料步距和宽度 步距：S=20mm 宽度：B=(DMax+2a1+Z)-0 =(47.3+4+0.5)-0 52-0.50mm 4.1.4材料利用率 材料利用率: = 4.2.冲裁力的计算 由材料为Q235，查表得 =375460MPa，取 =450MPa 由冲裁力计算公式：F=Lt (其中L为冲裁周长,t为料厚, 为材料抗拉强度)，可得 落料部分： 冲孔部分： 9 卸料力： 推件力： 总冲裁力 初选压力机J23?16 4.3.压力中心计算 如零件图
8、2所示建立直角坐标系，横纵中心线分别为X、Y轴。利用CAXA软件求得压力中心结果：X=6.543，Y=-17.710 4.4 刃口尺寸计算 依据复合模的结构特点，刃口尺寸最好采用配合加工的方法。 查表可知： 4.4.1 落料部分：外形落料部分以凹模为基准计算 凹模磨损后尺寸变大得： 凹模磨损后尺寸变小得： 则按凹模模配合加工凸凹模的凸模部分的基准尺寸为： 5.75 19.64 4.75 12.315 4.4.2冲孔部分：冲孔部分以凸模为基准计算 凸模磨损后尺寸变小得： 凸模磨损后尺寸不变得： 则按凸模配合加工凸凹模的凹模部分的基准尺寸为： 5.19 4.19 24 28 4.5.弹性元件的设计
9、 冲裁卸料装置的弹性元件一般有弹簧和橡胶两种，考虑到工件的大批量生产弹簧容易失效，选用较硬的聚氨酯矩形橡胶作为卸料装置的弹性元件。 1）根据卸料力求橡胶截面尺寸 A= /P=2246.04N/0.38MPa=5910.63 2)求橡胶自由高度 = 取其自由高度为30 3）求橡胶预紧高度 10 3mm 4）求橡胶高度H H= - =30mm-3mm=27mm 五、模具主要零部件的设计 5.1.工作零部件的结构设计 5.1.1.凹模的结构设计 凹模采用整体矩形凹模,轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成型,安排凹模在模架上的位置时,要依据压力中心的数据,尽量保证压力中心与模柄中心重合。采用螺钉固定，
10、销钉定位与上模，销钉孔装模、试模后配钻。因采用的是上模顶件方式，凹模孔口为直通式。材料选用Cr12MoV，热处理硬度为6062HRC。 凹模厚度 H=ks=0.3947.3=18.44mm(查1表2.9.5得k=0.39) 取凹模厚度H=18mm 凹模长度 L=s+(2.54.0)H 47.9+(2.54.0) 18=92.9119.9mm 凹模宽度 B=b+2C=25.4+230=85.4mm(送料方向) 根据工件图样,在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下,取凹模长度为125mm,宽度为100mm,所以凹模轮廓尺寸为125mm100mm18mm。 5.1.2 冲孔凸模 根据图样:工件中有2个
11、孔,因此需设计2支凸模。为了方便固定和加工，都采用圆形阶梯式，其固定方式采用挂台式。材料选用Cr12MoV，热处理硬度为6062HRC。 长度为L=凸模固定板厚凹模板厚+材料厚度=14+18+1=33mm。 凸模强度校核： 因此，凸模强度满足要求 凸模刚度校核：因凸模下部有推件块导向，故： mm 因此凸模刚度满足要求。 5.1.3 凸凹模 冲孔凹模和落料凸模尺寸均采用配合加工的方法。其外形尺寸较大，为方便外形磨削加工，设计成直通形，采用螺钉固定方式。材料选用Cr12MoV，为了尽可能较少磨损，热处理硬度为6264HRC 当采用倒装复合模时,凸凹模尺寸计算如下: H凸凹=h1+h2+h=12+1
12、6+26=54mm 上式中: h1为卸料板厚度,取12mm; h2为凸凹模固定板厚度16mm; h为增加高度包括凸模进入凹模深度、弹性元件安装高度等.因凸凹模为模具设计中的配作件,所以应保证其与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙Zmin即可。 凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲压件结构凸凹模内外刃口间最小壁厚为5mm，查冲压工艺与冲模设计表3-16得最小壁厚为2.7mm即可。故该凸凹模侧壁强度足够。 5.2.其他模具零件结构尺寸 根据倒装复合模结构特点：凹模板边界尺寸并查有关标准确定导柱、导套及模具模板尺寸如下： 导柱：d/mmL/mm22 150和d/mmL/mm25 150 导套：d/mmL/
13、mmD/mm22 80 33 和d/mmL/mmD/mm25 80 33 序号 名称 长 宽 厚度（mm） 数量 1 上模座 125 100 35 1 2 上垫板 125 100 6 1 3 凸模固定板 125 100 14 1 5 卸料板 125 100 12 1 6 凸凹模固定板 125 100 16 1 7 下垫板 125 100 6 1 8 下模座 125 100 45 1 六、冲压设备的校核 由手册可查得，压力机J23?16的主要技术参数如下： 公称压力：160KN 滑块行程：65mm 最大闭合高度：270mm 连杆调节量：55mm 工作台尺寸（前后*左右）：300mm 450mm
14、垫板尺寸：（厚度*孔径）：40mm 210mm 模柄孔尺寸（直径*深度）：40mm 60mm 最大倾斜角度： 该模具得闭合高度H闭为： H闭=H上模+H下模+H垫+L+H-h=35+45+2*6+33+54-1=178mm 上式中: L?凸模高度33mm H?凸凹模高度54mm h?凸模冲裁后进入凸凹模的深度1mm 由上可知该模具的闭合高度小于所选压力机J23?16的最大装模高度。因此该压力机满足使用要求。 由前面计算可知，该工件总的冲裁力 74619.4N，模板尺寸为125 100，都能很好的满足要求。 综上所述，所选压力机符合要求。 塑料件的成型工艺与模具设计- - 塑料件的成型工艺与模具设计 一、塑料制品工艺性分析 1.1 塑件材料分析： 塑件材料 结构特点 性能特点 成型特点 使用温度 ABS 热塑性 塑料 线性 非结晶型 结构 综合性能较好，冲击韧度、机械强度较高，有一定
