基于现代企业生产环境,系统总结了冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤,并辅以案例说明。 冲压模具设计与制造技术是一项技术性和经验性都很强的工作。 包括:冲压工艺设计、模具设计、模具制造。 三者关系:相互关联、相互影响。
一、冲裁模设计与制造实例
1.冲压件工艺性分析 冲压工序:只有落料、冲孔; 材料:为Q235-A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁; 结构:相对简单,有一个φ8mm的孔和5个φ5mm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φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。 精度: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
方案一模具结构简单,但成本高而生产效率低; 方案二工件的精度及生产效率都较高,但模具强度较差,制造难度大,且操作不方便; 方案三生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。 结论: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 (2)冲压力的计算 冲压力的相关计算见表。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 因冲裁力不大,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 因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。具体计算见表8.2.3所示。 (5)卸料橡胶的设计 4.模具总体设计
5.主要零部件设计 (1)工作零件的结构设计 ①落料凸模:直通式,采用线切割加工,2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按H6/m5。 ②冲孔凸模:台阶式 ③凹模:整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。 (2)定位零件的设计 两个导正销,分别借用工件上φ5mm和φ8mm两个孔作导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。 起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件,规格为8×16。 (3)导料板的设计 (4)卸料部件的设计
(5)模架及其它零部件设计 6.模具总装图 7.冲压设备的选定 8.模具零件加工工艺 模具关键零件因采用线切割,所以这些零件的加工就变得相对简单。 落料凸模的加工工艺 9.模具的装配 根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修。具体装配见表。 二、拉深模设计与制造实例
1.冲压件工艺性分析
2.冲压工艺方案的确定
方案一模具结构简单,但成本高而生产效率低; 方案二生产效率较高,尽管模具结构较复杂,但因零件简单对称,模具制造并不困难; 方案三生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便,加之工件尺寸偏大。 结论:采用方案二为佳。 3.主要设计计算 (1) 毛坯尺寸计算 根据表面积相等原则,用解析法求该零件的毛坯直径D,具体计算(略)。 (2)排样及相关计算 采用有废料直排的排样方式。 (3)成形次数的确定 阶梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38,据t/D=1/90.5=1.1,查表发现h/dmin小于表中数值,能一次拉深成形。 (4)冲压工序压力计算 拟采用正装复合模,固定卸料与刚性推件,计算冲压力。 根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度,初选开式双柱可倾压力机J23-25。 (5) 工作部分尺寸计算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算(略)。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合,所以在设计时可将其尺寸作小些。 4.模具的总体设计 (1)模具类型的选择 落料-拉深复合模 (2)定位方式的选择 导料板(固定卸料板与导料板一体)+挡料销 (3)卸料、出件方式的选择 固定卸料,刚性打件,标准缓冲器提供压边力 (4)导向方式的选择 中间导柱的导向方式 5.主要零部件设计 (1)工作零件的结构设计 整体结构,拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构如图所示。 为了实现先落料后拉深,模具装配后,应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。 (2)其它零部件的设计与选用 ① 弹性元件的设计 顶件块(压边、卸件),其压力由标准缓冲器提供。 ②模架及其它零部件的选用 6.模具总装图 7.冲压设备的选定 8.工作零件的加工工艺 本模具工作零件都旋转体,形状较简单,加工主要采用车削。 9.模具的装配 选凸凹模为基准件,先装上模,再装下模。 装配后应保证间隙均匀,落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm,顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm,以实现落料前先压料,落料后再拉深。 |
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