冷冲压模具设计实例
8页1、A冷冲压模具设计实例工件名称:手柄工件简图:生产批量:中批量材料:Q235-A钢材料厚度:1.2mm1、冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。 材料为Q235-A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,有一个8mm的孔和5个5mm的孔;孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为3.5mm(大端4个5mm的孔与8mm孔、5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。2、冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。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。方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件最小壁厚3.5mm接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三也只需一副模具,生产效
2、率高,操作方便,工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。 3、主要设计计算 (1)排样方式的确定及其计算设计级进模,首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点,直排时材料利用率低,应采用直对排,如图8.2.2手柄排样图所示的排样方法,设计成隔位冲压,可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180,再冲第二遍,在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2.5mm和3.5mm,条料宽度为135mm,步距离为53 mm,一个步距的材料利用率为78%(计算见表8.2.1)。查板材标准,宜选950mm1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为7张条料(135mm1500mm),每张条料可冲56个工件,故每张钢板的材料利用率为76%。图8.2.2 手柄排样图(2)冲压力的计算 该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算见表8.2.1。 根据计算结果,冲压设备拟选J23-25。(3)压力中心的确定及相关计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,如图8.2.3所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上,将
3、冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L6共6组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标(13.57,11.64)。有关计算如表8.2.2所示。由以上计算结果可以看出,该工件冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点O较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床,C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。(4)工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算见表8.2.3所示。(5)卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表8.2.4。选用的四块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。4、模具总体设计 (1)模具类型的选择 由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。(2)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板,
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