冲压模具设计六边形垫片

1、目录.工.5二冲裁件工艺方案的确定.方案种类方案的比较5方案的确定 模具结构形式确定.三.工艺尺寸计算.排样设计.冲裁力的计算.压力机公称压力的确定7冲裁压力中心的确定8刃口尺寸的计算.四.模具总体设计.8.11模具类型的选择.定位方式选择.11.11出件方式的选择.11导柱、导套位置的确定12五.主要零部件设计.12工作零件的设计结构12定位零件的设计.13六,模具总装图14七.冲压设备的选取.15八.模具零件加工工艺16九.模具的装配.18上模装配18下模装配.19十,结束语19卜一附录.20附录1二维装配图.20附录2三维装配图.20附录3三维装配图爆炸图21十二,参考文献.22冲压模课

2、程设计题目：正六边形垫片原始数据：数据如图1-1所示。材料为Q235,料厚为t二3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。图1-1正六边形垫片一、工艺分析此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235, t二3mm的钢，具有良好的冲 压性能，适合冲裁。工件结构中等复杂，有两个直径16的圆孔，一个宽度为52的正 六边形。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于 8mmo工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度中等，普通冲裁能满 足要求。二、冲裁工艺方案的确定方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有一下三种工艺方案。

3、方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案三：采用落料-冲孔同时进行的符合模生产。方案比较各方案特点及比较如下：方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较 高，生产率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误 差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要求，难以满足生产需要。故而不选此 方案。方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸大，制造 复杂，成本高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方 案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。方案三：

4、只需一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较 小，模具制造成本不高，故本方案先冲孔后落料的方法。方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔-落料复合模。模具结构形式的确定复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成型后脱 模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装 式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。三、工艺尺寸计算排样设计1 .排样方法的确定根据工件的形状，确定无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料 的排样方法。经多次排样计算决定采用直斜排法，初画排样图如图4-1所示。图4-1排样

5、图2 .确定搭边值查表2-15,取最小搭边值：工件间a产，侧面a二.考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则取a二5；为了 计算方便去ax=3o3 .确定条料的步距步距：，宽度：UOmmo4 .条料的利用率5 .画出排样图根据以上资料画出排样图，如图4-1所示。冲裁力的计算1 .冲裁力F查表9-1取材料Q235的抗拉强度b=415Mpa由F « Ltcrh已知：L 二 50+60+32+180 二所以：F=3415=779kN2 .卸料力耳S/u&xb,已知 Kx = 0.04 （查表 2-17 ）贝 Ij =/fxxF = 0.04x779 = 31 j

6、6KN3 .推件力Ft由尸尸即F,已知h = 1Kt = 0.045 （查表2-17）贝 lj Ft = nkTF = 1 x 0.045 x 779 = 35.06W4 .顶件力Fd的尸o=KDXF,己知心二0.05 （查表2-17）贝 lj F）=kixf= o.o5 x 779 = 38.95RN压力机公称压力的确定本模具采用刚性卸料装置和卸料方式,，所以根据以上计算结果，冲压设备拟选JA21-160。冲裁压力中心的确定由于零件为对称图形，故取其对称中心为压力中心。刃口尺寸的计算1 .加工方法的确定结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选凹模为设计 基准件，只需要计算

7、落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按 要求配作；冲孔时，则只需计算凹模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实 际尺寸按要求配作；只需要在配作时保证最小双面合理间 隙值Zmin=0.460 切（查表 2-8），凹凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成。2 .采用配作法断模具磨损后的变化情况分三种情况，分别统计如下。第一种尺寸（增大）：50,30第二种尺寸（减小）：16,52第三种尺寸（不变）：50,1003 .计算零件刃口尺寸按人体原则查表2-3确定冲裁件内形与内形尺寸公差，工作刃口尺寸计算见表4-lo尺寸分类尺寸转换计算公式结果备注505050系数X的 取值查表 2-113

8、030301652-505050100土±画出落料凹模凸凹模尺寸，如图4-2所示。(a)落料凹模(b)凸凹模5.卸料装置设计采用图4-2所示的卸料装置，已知冲裁板厚t二3mm，冲裁卸料力心二31.16KN。根据模具安装位置拟选六个弹赞，每个弹赞的顶压力为F()Fx/n=查第九章表9-32圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹赞规格为(使所选弹赞的工作极限负荷FjF顶）图5-1卸料装置其中，D为弹赞的大径，d为材料的直径，h。为自由高度，t为节距，h,为工作极限负荷下变形量，已为工作极限负荷，n为有效圈数。弹赞的总压缩量为AH= X= 34.3 /四、模具总体结构设计模具类型的选择由冲压工艺分析可知

9、，采用复合模冲压，所以本套模具类型为复合模。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导料销。控制条料的送进步 距采用弹赞弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置是因为条料有一定的余 量可以靠操作工人目测来确定。出件方式的选择根据模具冲裁的运动特点，该模具采用刚性卸料方式比较方便。因为工件的料厚 为3mm，推件力比较大，用弹性装置取出工件不太容易，且对弹力要求很高，不易使 用。而采用推件块，利用模具的开模力来推工件，既安全有可靠。即采用刚性装置取 出工件。结构如图5-1所不：1-打杆；2-推板；3-连接推杆；4-推件块导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便

10、安装、调整、维修模具，该复合模 采用中 间导柱模架。五、主要零部件设计工作零部件的结构设计1 .落料凹模凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控切割机床即可一次成形，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。其轮廓尺 寸可按第2章公式(2-24)和公式(2-25)计算凹模厚度 H=kb = 0.24x 144 = 34.56 / / "凹模壁厚C = (1.5、2)H二、取凹模厚度H二60mm，壁厚C取60mm凹模宽度B二b+2c二100+2x60二220mm(送料方向)凹模长度 L 二 144+2x60 二 264mm根据工件图样，在分析受力情

11、况及保证壁厚强度的前提下，去凹模长度为280mm, 宽度为280mm，所以凹模轮廓尺寸为280mm x280mm x60mm °2 .冲孔凸模根据图样：工件有3个孔，2个大小相等的圆孔，1个正六边形孔，因此需设计3支凸模。为了方便固定，都采用阶梯式，长度为L二凹模+固定板+t 二 60+30+二3 .凸凹模当采用倒装复合模时，凸凹模尺寸计算如下:Hta 二 hi+hi+t+h 二 20+30+3+二式中，h为卸料板的厚度，取20mm： h：为凸凹模固定板厚度，取30mm；t为材料厚度，取3mm； h为卸料板与固定板之间的安全高度，取。因凸凹模为模具设计中的配作件，所以应保证与冲孔凸模

12、和落料凹模的双边合理间隙Z.R。定位零件的设计结合本套模具的具体结构，考虑到工件的形状，设置一个6的活动挡料 销，和两个8的活动导料销。挡料销和导料销的下面分别采用压缩弹赞，在开模时， 弹赞恢复弹力把挡料销顶起。使它处于工作状态，旁边的导料销也一起工作，具体结 构如图6-1所示。图6-1活动挡料销1 .卸料板设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为20mm，材料为45钢，淬 火硬度为 40、45HRC。2 .卸料螺钉的选用卸料板采用6个M8螺钉固定，长度L二h】+h： +a二44+8+30二82mm （其中h】为弹赞的安装高度；h2为卸料板的工作行程；a为凸凹模的固定板厚度）。3 .模

13、架及其他零部件的设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压是可以防 止由 于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，查第9章表9-48选择模架规格 如下：导柱：d(mm) XL(mm)分别为 35 x200, 45x200。(GB/)导套:d(mm)XL(mm)分别为 40x125x48,45x125x48。(GB/)上模座厚度H上取50mm，下模座厚度取60mm4,上垫板厚度H垫取10mm。则该模 具的闭合高度H闭为：H二比+ H下+ H密+L+H-h二50+60+10+式中L凸模高度，mmH 一凸凹模高度，mmh凸模冲裁后进入凸凹模的深度，mm可见该模具的闭合高

14、度小于所选压力机JA21-160的最大装模高度450mm,S此该压 力机可以满足使用要求。六、模具总装图通过以上设计，可得到如图7-1所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模 座、垫板、冲孔凸模、冲孔凸模固定板、凹模板等组成。下模由下模座板、固定板、 卸料板、等组成。出件是由打杆、推板、连接推杆、推件块组成的刚性推件装置，利 用开模力取出工件。卸料是在开模时，弹赞恢复弹力，推动卸料板向上运动，从而推 出条料。在这中间冲出的废料由漏料口直接漏出。条料送进时利用活动挡料销定步葩，侧边的两个导料销来定条料的宽度位置。操 作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移动到刚冲过的料口里，再利用侧边的导料

15、销继续下一个工件的冲裁。重复以上动作来完成所需工 件的冲 裁。图7-1装配图七、冲压设备的选取通过校核，选择开式双柱固定台式压力机JA21-160能满足使用要求。其主要技术 参数如下：滑块行程:160mm最大封闭高度：450mm滑块中心线至床身距离：380mm工作台尺寸（前后左右）：710mmX1120mm公称压力 1600kN滑块行程次数：40次/min封闭高度调节量：130mm立柱葩离：530mm垫板尺寸（厚度）：460mm滑块底面尺寸（前后左右）八、模具零件加工工艺模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板，若采用线切割加工技术， 这些零件的加工就变得相对简单。表9-1所列为16圆孔

16、凸模的加工工 艺，表9-2为正 六边形冲孔凸模的加工工艺，表9-3所列凹模加工工艺过程。表9-1圆孔凸模的加工工艺1备料备020X100圆柱料2热处理退火3粗车粗车圆柱面，留单边余量4热处理调质，淬火硬度达58162HRC5精磨按图纸加工并达到图纸要求6钳工精修全面达到图纸要求7检验表9-2正六边形凸模加工工艺工序号工序名称工序内容1备料60X60X1002热处理退火3刨刨6面，并互为直角4热处理调质5铳床加工对刀及加工并留单边余量1mm6磨平面磨上卜面并互为平行7热处理按热处理工艺，淬火硬度达60、60HRC8精加工按图纸要求精加工9钳工精修10检验5装配表9-3凹模加工工艺过程工序号工序名

17、称工序内容1备料290X290X702热处理退火3刨刨6面互为直角，留单边余量4热处理调质5磨平面磨6面互为直角6钳工划线画出各孔位线（销钉孔、螺钉孔及穿螺纹孔）7线切割加工各孔8热处理按热处理工艺，淬火硬度达到5862HRC9磨平面精磨上卜面10线切割按图纸线切割工件轮廓至尺寸达到要求11钳匚划线全面达到图纸要求12检验注：凸凹模为配作件，并同属板类零件且用线切割加工，其加工工艺过程与凹模板加工工艺过程完全相同，最后只需保证凸凹模与凹模、凸模的最小合理间隙值。九、模具的装配根据复合模的特点，先装上模，再装下模较为合理，并调整间隙，试冲，返 修。具体过程如下：上模装配a.仔细检查每个将要装配零件是否符合图纸要求，并作好划线、定位等准备工 b.先将凸模与凸模固定板装配，在与凹模板装配，并调整间隙。C.把已装配好的凸模及凹模与上模座连接，并再次检查间隙是否合理后，打入销 钉及精入螺丝。下模装配a.仔细检查将要装配的各零件，是否符合图纸要求，并作好划线、定位等准备工 作。b.先将凸凹模放在下模座上，再装入凸凹模固定板并调整间隙，以免发生干涉及 零件损坏。接着依次按顺序装入销钉、活动挡料销、弹顶橡胶块及卸料 板，检查间隙合理后拧入卸料螺钉，再拧入紧固螺钉，并再次检