冲裁模设计

冲裁模设计举例

图2.69所示零件为电视机安装架下板展开坯料，材料为1Cr13，厚度

t?3mm，未注圆角半径R?1mm，中批量生产，确定产品的冲裁工艺方案并完成

模具设计。

图2.69 零件图

1．冲裁件工艺性分析

零件的加工涉及冲孔和落料两道工序。除孔中心尺寸公差为±0.1mm和孔径尺寸公差为+0.2mm外,其余尺寸均为未注公差,查表2.4可知，冲裁件内外形的达到的经济精度为IT12～IT14级。符合冲裁的工艺要求。

查表2.2可知，一般冲孔模冲压该种材料的最小孔径为d≥1.0t，

t=3mm,因而孔径?8mm符合工艺要求。

由图可知，最小孔边距为：d=4mm，大于材料厚度3mm，符合冲裁要求。 2．确定冲裁工艺方案及模具结构形式

该冲裁件对内孔之间和内孔与外缘之间有较高的位置精度的要求，生产批量较大，为保证孔的位置精度和较高的生产效率，采用冲孔落料复合冲裁的工艺方案，且一次冲压成形。模具结构采用固定挡料销和导料销对工件进行定位、弹性卸料、下方出料方式的倒装式复合冲裁模结构形式。

3．模具设计与计算 （1）排样设计

排样设计主要确定排样形式、条料进距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。

1）排样方式的确定。根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：直排。 2）送料进距的确定。查表2.7，工件间最小工艺搭边值为2.2mm，可取

a1?3mm。最小工艺边距搭边值为2.5mm，取a?3mm。送料进距确定为

h?199.44mm。

3）条料宽度的确定。按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查表2.8、表2.9确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为b0?1.0mm,??1.0mm。

B??L?2a?b0?????86?2?3?1????930?1

004）材料利用率的确定。

A86?196.44????100%?91.08%

Bh93?199.444）绘制排样图。冲裁件排样图见图2.70。

图2.70 排样图

（2）计算总冲压力

该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力F0由冲裁力F、卸料力

F卸和推件力F推组成。由于采用复合冲裁模，其冲裁力由落料冲裁力F落料和冲孔冲裁力F冲孔两部分组成。

1）落料、冲孔冲裁力。1Cr13材料的抗拉强度可按?b?400MPa

F落料?Lt?b?560?3?400?672000NF冲孔?Lt?b?223.8?3?400?268560N

F?F落料?F冲孔?672000?268560?940560N

2）推件力。查表2.13推件力系数K推?0.045，凹模中的卡件数n设为2。

F推?nK推F冲孔?2?0.045?268560?24170.4N 3）卸料力。查表2.13卸料力系数K卸?0.04。

F卸?K卸F落料?0.04?672000?26880N

4）总冲压力F0的确定。

F0?F?F推?F卸?940560?24170.4?26880?991610.4N?992kN 压力机的公称压力应大于计算总冲压力992kN，本例中可选J23-100开式双柱可倾压力机。

（3）计算压力中心

压力中心的计算可以按式（2.18）、（2.19）将冲裁件轮廓分段后计算，也可以按力矩平衡原理直接求解。本例中复合冲裁模的冲裁压力中心受落料和冲孔的共同影响，由于零件左右对称，即XC=0,故只需计算YC，如图2.71所示。将工件冲裁周边分成l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7基本线段，求出各段长度及各段的重心位置：

图2.71 压力中心

L1?196.44mm Y1?0mm L2?88.85mm Y2?43mm L3?196.44mm Y3?86mm

L4?82.24mm Y4?64.5mm L5?50.24mm Y5?78mm L6?41.12mm Y6?21.5mm

L7?50.24mm Y7?8mm

YC?L1Y1+L2Y2+?+ L7Y7?44.3mm L1+L2+?+L7

（4）刃口尺寸计算

本例模具刃口尺寸计算中，冲孔?8mm的圆孔和长孔采用凸、凹模分开加工的方法，外轮廓的落料采用配合加工的方法。

查表2.10得模具冲裁间隙值Zmin?0.49mm，Zmax?0.55mm 冲?8mm的圆孔的凸、凹模刃口尺寸为：

dp=8.150-0.02 dd=8.64+0.020

冲?8mm的长孔的凸、凹模刃口尺寸为：

dp1=8.20-0.02 mm dd1=8.69+0.020 mm dp2=16.20-0.02 mm dd2=16.69+0.020 mm

对外轮廓的落料，以凹模为基准，凹模磨损后尺寸增大，为A类尺寸。 对于尺寸86mm、196.44mm、R5 mm，其模具刃口尺寸为：

?0.15?0.15?0.0685.80mm、196.240mm、R4.920mm。

（5）模具零件结构尺寸的确定

1）凹模结构尺寸的确定。凹模的刃口形式，考虑到零件大批量生产，所以采用刃口强度较高的柱形刃口凹模。凹模外形尺寸主要包括凹模厚度ha，凹模壁厚c，凹模宽度B和凹模长度L。

凹模厚度尺的确定。查表2.15凹模厚修正系数K?0.18，凹模厚度尺寸

ha?Kb?0.18?196.44?37mm。

凹模壁厚c??1.5~2.0?ha，可取c?55mm左右。

凹模宽度B?b?2c?86?2?55?196mm，设计时取B=200mm。

凹模长度尺寸的确定。根据排样图2.70，凹模长度L?进距?2c，

L?196.44?2?55?306.44mm，设计时取L=315mm。

2）凸模长度尺寸的确定。凸模长度尺寸与凸模固定板和推件板的厚度有关。 凸模固定板的厚度取H1?20mm。推件块的厚度取H2?30mm，自由尺寸与修模量及进入凹模深度总计取为7mm。

凸模长度L?H1?H2?A'，可取L?20?30?7?57mm 3）凸凹模的尺寸的确定。

根据模具的具体情况，凸凹模的厚度选取54mm。

凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证间隙0.49～0.55mm。凸凹模上孔的中心距、孔与边缘的距离应比零件图所标精度高3～4级，即定公差为±0.02mm。

4．绘制模具总装图

按已经确定的模具形式及相关参数，选择冷冲模标准模架。绘制模具总装图，如图2.72所示。

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库冲裁模设计在线全文阅读。