托板模具设计
托板模具设计,模具设计
I 设计任务书 设计题目: 托板模具设计 设计要求: 1、了解制品的工艺性、生产批量以及所选用的冲压设备 2、确定模具设计方案、基本结构、所选用的标准件类型 3、确定模具中凸凹模的尺寸、对冲压机进行冲压力的校核 4、完成模具图样的设计 设计进度要求: 设计总体时间为六周 第一周:资料的整理和工艺的确定 第二周:确定设计思路和设计方法 第三、四周:进行模具的整体设计工作 第五周:模具设计图纸绘制和最后的排版整理 第六周:上交、审查、修改 指导教师(签名): II 摘 要 冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中,工人生产的 劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展, 工 业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视,而被大量应用到工业生产中 来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中,冲压模具可以大大的提 高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值。 本人设计的该模具是根据市场要求所设计的,通过对零件的认识可知,该 零件所用的材料是 Q235 号钢,生产批量为大批量生产,再经过方案比较,故选 择连续冲裁作为该副模具工艺生产方案即容易加工又便于经济;经过计算分析 完成该模具的主要设计计算;选出符合该模具的定位方式、卸料出件方式导向 方式;设计模具的工作部分即凸、凹模的设计,选择模具的材料即确定每个零 部件的加工方案;仅接着根据模具的装配原则,完成模具的装配装配模具试冲, 通过试冲可以发现模具设计和制造的不足,并找出原因给予纠正,并对模具进 行适当的调整和修理。 关键词:托板,模具,冲压 I 目 录 摘 要 .II 1 冲裁工艺性分析 .1 2 冲裁工艺方案及模 具结构形式的确定 .2 3 主要设计计算 .4 3.1 排样方式的确定及其计算 .4 3.2 冲压力的计算 .6 3.3 压力中心的确定及相关计算 .7 3.4 工作零件刃口尺寸及公差的计算 .8 3.5 确定各主要零件结构尺寸 .11 4 标准件及其的冲压设备选定 .14 4.1 定位零件的确定 .14 4.2 卸料与推件零件 .14 4.3 模柄的确定 .15 4.4 模架的选择 .15 4.5 上下模座、导柱导套确定 .16 4.6 闭合高度的确定 .16 4.7 冲压设备的选择 .17 4.8 模具材料的选择原则 .17 5 绘制模具总装图 .19 6 模具主要零件加工工艺规程的编制 .20 6.1 落料凹模加工工艺规程的编制 .20 7 模具的装配和冲裁模具的试冲 .23 7.1 模具的装配 .23 7.2 冲裁模具的试冲与调试 .24 致 谢 .27 参考文献 .28 1 1 冲裁工艺性分析 工件名称:托板 工件简图:如图 1 生产批量:大批量 材 料:Q235 材料厚度:2mm 通 图 1 零件图 1. 材料:Q235 钢板是碳素结构钢,具有良好的可冲压性能。 2. 零件结构:工件结构相对简单,有 4 个 的孔,两个 的半圆,冲裁件内、38R 外形应尽量避免有尖锐清角,为提高模具寿命,将所有 90清角改为 R1 的圆角。 3. 尺寸精度:零件图上所有尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按 IT14 级确定工 件尺寸的公差。 结论:可以冲裁 2 2 冲裁工艺方案及模具结构形式的确定 冲压工艺方案的确定,可依据表 2.1 确定。 表 2.1 冲压工艺方案 单工序模 项目 无导柱 有导柱 级进模 复合模 冲压精度 低 较低 较高,相当于 IT10IT13 高,相当于 IT8IT11 制件平整程度 不平整 一般 不平整,有时要 校平 因压料较好,制 件平整 制件最大尺寸和 材料厚度 不受限制 300mm 以下厚度 达 6mm 尺寸 250mm 厚 度在 0.16 之间 尺寸300mm 厚 度常在 0.05m3mm 冲模制造的难度 程度及价格 容易、价格低 导柱、导套的装 配采用先进工艺 后不难 简单形状制件的 级进模比复合模 具制造难度低, 价格亦较低 形状复杂的制件 用复合模比级进 模制造难度低, 相对价格低 生产率 低 较低 可用自动送料出 料装置,效率较 高 工序组合后效率 高 使用高速冲床的 可能性 只能单冲不能连 冲 有自动送料装置 可以连冲,但速 度不能太高 使用于高速冲床 高达 400 次/分以 上 由于有弹性缓冲 器,不宜用高速, 不宜连冲 材料要求 可用边角料 条料要求不严格 条料或卷料要求 严格 除用条料外,小 件可用边角料, 但生产率低 生产安全性 不安全 手在冲模过程区 不安全 比较安全 手在冲模工作区 不安全,要有安 全装置 3 冲模安装调整与 操作 调整麻烦操作不 便 安装、调整较容 易、操作方便 安装、调整较容 易,操作简单 安装、调整比级 进模更容易,操 作简单 经分析,工件尺寸精度要求不高,形状不大,但工件产量较大,根据材料较厚 (2mm)的特点,为保证孔位精度,冲模有较高的生产率,通过比较,决定实行工 序集中的工艺方案,采取利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的级 进冲裁模结构形式。 4 3 主要设计计算 3.1 排样方式的确定及其计算 3.1.1 排样原则 提高材料利用率 ,对冲裁件来说,由于产量大,冲压的生产率高,所以材料 费用常会占冲件总成本的 60%以上,材料利用率是一项很重要的经济指标。要提高 材料利用率,就必须减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工 艺废料两种。结构废料是工件的形状决定的,而工艺废料则是由冲压方式或与排样 方式所决定的。因此要提高材料利用率主要应从减少工艺废料着手,设计出合理的 排样方案,有时在不影响冲件使用性能的情况下,也可适当改变冲裁件的形状。使工 人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度.条料在冲裁过程中翻动要少,在材料利用 率相同或相近时应尽可能选条料宽、进距小的排样方法.它还可减小板料切次数,节 省剪裁备料时间。使模具结构简单、模具寿命较长。排样应保证冲裁件的质量,对 于弯曲件的落料,在排料时还应考虑板料纤维方向。 3.1.2 合理选择搭边值 查表 3.1 可得最小搭边值:a=2.5mm a 1=2mm 表 3.1 最小搭边值表 搭边值/mm 圆形工件 矩形件 矩形件 L50 条料厚度 t/mm a a1 a a1 a a1 -0.25 1.2 1.0 1.5 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 0.25-0.5 1.0 0.8 1.2 1.0 1.5-2.5 1.2-2.2 0.5-1.0 0.8 1.0 1.0 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 1.0-1.5 1.3 1.2 1.5 1.2 2.2-3.2 1.8-2.8 1.5-2.0 1.5 1.3 1.8 1.5 2.4-3.4 2.0-3.0 模具采用无侧压装置,条料与导料板间间隙最小值为 mC1in 5 图 2 排样图 3.1.3 计算 冲裁件面积 A: 2162340382 27.36m 条料宽度 B: 0maxCDB 式中: 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸D 侧搭边值a 导料板与最宽条料之间的间隙C 条料宽度的单向偏差 查冲压模具设计与制造表 2.5.3 表 2.5.5 6.0mC1in 由公式得: 6 mB06.15.2806.4 步距 S: S332 一个步距内的材料利用率 : %10BA 式中: 一个冲裁件的实际面积A 条料宽度B 步距S 由公式得: %1032647.68 3.2 冲压力的计算 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式,故总的冲压力为: TF总 21 式中 F1-落料时的冲裁力 F2-冲孔时的冲裁力 由公式 bKLtF 式中: 冲裁件周边长度L 材料厚度 mmt 材料抗剪强度b 系数 一般取 1.3K 落料时的冲裁力 bLtF3.1 冲裁件周长 mL24.1602582 材料厚度 t 7 材料抗剪强度 Mpa30 故 bLtF.1 N2.165473024.16. 冲孔时的冲裁力 bLtF.2 Ltb 4.2930343.1.1 所以 6.59721FN 推件力 NnKT 72.3406.1.04 冲裁工艺总力 总F t总 .9.26.5937 根据计算结果,冲压设备拟选 J23-63。 3.3 压力中心的确定及相关计算 根据图 3 分析,因为工件图形对称,故落料时 P1 的压力中心在 O1 上;冲孔时 P2 的压力中心在 O2 上。 设冲模压力中心离 O1 点的距离为 X,根据力矩平衡原理得: P1X=(32-X)P2 由此算得 X=7mm。 8 图 3 压力中心 3.4 工作零件刃口尺寸及公差的计算 查表 3.2 得间隙值 2.0minZ26.0max 表 3.2 冲裁模初始双面间隙 材料名 称 45退 火8,7T 磷青铜(硬) 铍青铜(硬) 10、15、20 冷轧钢带 30 钢板 硅钢板 、35Q21 钢板 08、10、15 钢板 铜母线 铝母线 防锈铝 软铝 L2L6 力学性 能 MPa HBSb6019MPaBSb60419MPaHBSb40317PaHBSb307 初始间隙 Z 厚度 t minZaxminZaxminaxminZax 0.1 0.015 0.035 0.01 0.03 * * 0.2 0.025 0.045 0.015 0.035 0.01 0.03 * 0.3 0.04 0.06 0.03 0.05 0.02 0.04 0.01 0.03 9 0.5 0.08 0.10 0.06 0.08 0.04 0.06 0.025 0.045 0.8 0.13 0.16 0.10 0.13 0.07 0.10 0.045 0.075 1.0 0.17 0.20 0.13 0.16 0.10 0.13 0.065 0.095 1.2 0.21 0.24 0.16 0.19 0.13 0.16 0.075 0.105 1.5 0.27 0.31 0.21 0.25 0.15 0.19 0.10 0.14 1.8 0.34 0.38 0.27 0.31 0.20 0.24 0.13 0.17 2.0 0.38 0.42 0.30 0.34 0.22 0.26 0.14 0.18 2.5 0.49 0.55 0.39 0.45 0.29 0.35 0.18 0.24 3.0 0.62 0.68 0.49 0.55 0.36 0.42 0.23 0.29 3.5 0.73 0.81 0.58 0.66 0.43 0.51 0.27 0.35 4.0 0.86 0.94 0.68 0.76 0.50 0.58 0.32 0.40 4.5 1.00 1.08 0.78 0.86 0.58 0.66 0.37 0.45 5.0 1.13 1.23 0.90 1.00 0.65 0.75 0.42 0.52 6.0 1.40 1.5 1.10 1.20 0.82 0.92 0.53 0.63 8.0 2.00 2.12 1.60 1.72 1.17 1.29 0.76 0.88 10 2.60 2.72 2.10 2.22 1.56 1.68 1.02 1.04 12 3.30 3.42 2.60 2.72 1.97 2.09 1.30 1.42 对于冲孔 采用凸凹模分开的加工方法,将凸凹模刃口部分尺寸计算如下:3 查表 2.4 得凸凹模制造公差 02.凸02.凹 效核 04.minaxZ凸凹 满足 凸凹 minax 查表 3.3 得 因数 5.0x 10 表 3.3 磨损系数 非圆形冲件 圆形冲件 1 0.75 0.5 0.75 0.5t/mm 冲件公差 /mm 1 0.36 0.16 12 0.42 0.20 24 0.50 0.24 4 0.60 0.30 按式: mxd 02.02.0 135.3 凸凸 Z.0.00 71.min 凹凸凹 对外轮廓得落料,由于现状比较复杂,故采用配合加工得方法。其凸凹模刃口 部分尺寸计算如下: 当以凹模为基准时,凹模磨损后,刃口部分尺寸都增大,因此均属 A 类尺寸。 零件图中未注公差得尺寸,其极限偏差分别为:58 -0.74 036.8R 当查表 3.4 得因数 表 3.4 磨损系数 非圆形冲件 圆形冲件 1 0.75 0.5 0.75 0.5t/mm 冲件公差 /mm 1 0.36 0.16 12 0.42 0.20 24 0.50 0.24 4 0.60 0.305.0.x时 ,当 7时 ,当 11 在冲模刃口尺寸计算时需要注意:在计算工件外形落料时,应以凹模为基准, 凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制,保证双面间隙为 0.250.36mm。为了保证 R8 与尺寸为 16 的轮廓线相切,R8 的凹模尺寸,取 16 的凹模尺寸的一半,公差也取一 半。 在计算冲孔模刃口尺寸时,应以凸模为基准,凹模尺寸按凸模实际尺寸配制, 保证双面间隙为 0.250.36mm。 表 3.5 冲模刃口尺寸 在计算模具中心距尺寸时,制造偏差值取工件公差的 1/8。据此,冲孔凹模和凸 模固定板孔中心距的制造尺寸为: L14=140.44/8=140.055 L17=170.44/8=170.055 3.5 确定各主要零件结构尺寸 3.5.1 凹模外形尺寸的确定 凹模厚度 H 的确定: 查表 3.6 得kb 表 3.6 凹模厚度系数 mt材 料 厚 度mb131635040.3. 50. 0.45.122 冲裁性质 工作尺寸 计算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 58-0.74 38-0.62 30-0.52 16-0.44 R8 AxDA0mainTZT57.6+0.1837.7+0.16 29.7+0.13 16.8+0.11 R7.9+0.06 凸模尺寸按实际 尺寸配置,保证 双边间隙 0.250.36mm 冲孔 3 +0.3 0minTxdTAZA0i凹模尺寸按凹模 实际尺寸配置, 保证双边间隙 0.250.36mm 02.37 12 20120.15. 2.018. 30.2.15mH654. 凹模长度 L 的确定 凹模壁厚 C1=1.2H=31 工件 b=58 故 L=b+2C1=58+231=120mm 凹模宽度 B 的确定 B= 步距+ 工件宽+2C 2 取:步距=32 工件=30 C2=1.5H 故 B=32+30+2 39 =140mm 图 4 落料凹模 13 3.5.2 凸模长度 L1 的确定 凸模长度计算为: L1=h1+h2+h3+Y 其中 导料板厚 h1=8;卸料板厚 h2=12;凸模固定板厚 h3=18; 凸模修磨量 Y=18 则 L1=8+12+18+18=56mm 淬硬 与 凸 模 固 定 板 一 起 磨 平 图 5 凸凹模 14 4 标准件及冲压设备选定 4.1 定位零件的确定 为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置,冲裁出外行完整的合格零 件,模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。正确位置是依靠定位零件来保证的。 由于毛坯形式和模具结构不同,所以定位零件的种类很多。设计时应根据毛坯形式、 模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。定位包含控制送料步距的挡料和 垂直方向的导料等。 4.1.1 条料方向的控制 条料的送料方向一般都是靠着导料板或导料销一侧导向送料,以免送偏。用导 料销控制送料方向时,一般要用两个。由于本冲压模具采用手工送料,为此,可以 省去侧压装置。手工直接送料进入凸模刃口。 4.1.2 挡料销的选择 固定挡料销分为圆形与钩形两种。一般装在凹模上,活动挡料销,其常用于倒 装复合模中,装于卸料板上可以伸缩。由于本模具装置要求简单,所以可以采用圆 形挡料销,因为其结构简单,制造加工方便。 4.1.3 导正销的选择 导正销通常与挡料销配合使用在级进模中,以减少定位误差,保证孔与外形的 相对位置尺寸要求。当零件上有适宜于导正销安装在落料凸模上。当零件上没有适 宜于导正销正用的孔时,对于工步数较多时、零件精度较高的级进模,应在条料两 侧的空位处设置工艺孔,以拱导正销导正条料使用,此时,导正销固定在凸模固定 板上或弹压卸料板上。 4.2 卸料与推件零件 4.2.1 刚性卸料 刚性卸料是采用固定卸料板卸料,常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲 裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时,与凸模的间隙随着材料厚度的增加而增大, 单面间隙取 ;当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时,卸料板与凸t5.02 15 模的配合间隙应小于冲裁间隙。此时要求卸料后凸模不能完全脱离卸料板,保证凸 模与卸料板配合大于 。m5 常用的固定卸料板有几种:卸料与导料为一体的整体式卸料板;卸料板与导料 板分开的组合式卸料板(在冲裁中应用最广泛);用于窄长零件的冲孔或切口卸件 的悬臂式卸料板;在冲孔底部用来卸空心件或弯曲的拱形卸料板。 4.2.2 顶件装置的确定 推件和顶件的作用是将制件从凹模中推出来(凹模在上模)或顶出(凹模在写 模)。推件力是通过压力机的横梁作用在一些传力元件上,使推件力传递到推件板 上将制品(或废料)推出凹模。推板的形状和推杆的位置应根据被推材料的尺寸和 形状来确定。设计在下模的弹性顶件装置,通过凸模下压使弹性元件在冲压时储存 能量,模具回程时顶件器的弹性元件释放能量,顶件块将废料从凹模中顶出。模具 采用固定卸料,刚性打件,并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。 4.3 模柄的确定 模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。本模具属中小型模具,中 小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的,故采用带台阶的压入式模柄。它与 模座安装孔用 H7/n6 配合,可以保证较高的同轴度和垂直度。 4.4 模架的选择 常用的模架有:滑动式导柱导套模架、滚动式导柱导套模架。模架有上、下模 座和导向零件组成,是整副模具的骨架,模具的全部零件都固定在它的上面,并承 受冲压全过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固 定。上、下模间的精度由导柱、导套的导向来实现。主要模架形式有: 对角模架:由于导柱安装在模具的中心对称的对角线上,所以上模座在导柱上 滑动平稳,常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。 后侧导柱模架:由于前面和左右不受限制,送料和操作比较方便,因导柱安装 在后侧,工作时偏心距会造成导柱导套单边磨损,并且不能用浮动模柄结构。 中间导柱模架:导柱安装在模具的对称线上,导向平稳,准确,但只能在一个 方向送料。 四导柱模架:具有平稳、导向准确可靠、刚性好等优点,常用于冲压尺寸较大 16 或精度较高的冲压件。 滚动式导柱导套模架的导向精度高,使用寿命长。主要用于高精度、高寿命的 精密模具及薄材料的冲裁模具。 根据标准模架的选择,为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该级进 模采用中间导柱的导向方式。 4.5 上下模座、导柱导套确定 在选用时应注意导柱的长度,应保证冲模在最低工作位置时,导柱上端面与上 模座顶面的距离不小于 1015mm。而下模座底面与导柱底面的距离应为 0.51mm。 导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。当冲裁板厚在 0.8mm 以下的模 具时,选用 H6/h5 配合的 I 级精度模架,当冲裁板厚为 0.8mm4mm 时,选用 H7/h6 配合的级精度模架。 上模座: 451602/ mHBL 下模座: 导柱: 16035/lmd 导套: 435/mD 4.6 闭合高度的确定 冲模的闭合高度是指滑块在下死点,即模具在最低工作位置时,上模座上平面 与下模座下平面之间的距离 H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。 压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时,滑块下端面至垫板上平面间的距离。 当连杆调至最短时为压力机的最大装模高度 ,连杆调至最长时为最小装模高度maxminH 模架闭合高度 m2107 上模垫板厚度取 10mm 凸模固定板厚度取 18mm 卸料板厚度取 12mm 导料板厚度取 8mm 模具的闭合高度: 17 下 模 座板 料凹凸垫上 模 座 HHH mm189502656045 可见该闭合高度小于所选压力机 J23-63 的最大装模高度 280mm,可以使用。 4.7 冲压设备的选择 通过校核,选择开式双柱可倾压力机 J2363 能满足使用要求。其主要技术参 数如下: 公称压力: KN630 滑块行程: m1 最大闭合高度: 最大装模高度: 280 连杆调节长度: 工作台尺寸(前后左右): m71048 垫片尺寸(厚度孔径): 250 模柄孔尺寸: m640 最大倾斜角度: 3 4.8 模具材料的选择原则 1.要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料:要选择满足模具零件 工作要求的最佳综合性能的材料; 2.要针对模具的失效形式选用钢材,钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包 括: 为防模具开裂,要选用韧性好的材料; 为防磨损,应选用合金元素高的材料; 对于大型冲模应选用淬透性好的材料; 为保持钢材硬度能力,要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢; 为防热处理变形,对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 18 3.要根据制品批量大小,以最低的成本的选材原则选用; 对于需冲压数量较多模具,一般采用优质合金钢,而数量少的则采用碳素钢, 以降低成本。 4要根据冲模零件的作用选择; 凸模凹模钢材选用,对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属, 而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。 5要根据冲模精密程度选用。 在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作,而对于比较简单,形 状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。 19 5 绘制模具总装图 该级进冲裁模将凸模装在上模上,是典型的倒装结构,图 6 所示为本例的模具 总图。 通过以上设计,可得到如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、 垫片、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用固定卸料。下模部分由下 模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。模具工作过程: 将条料送入刚性卸料板下长条形槽中,平放在凹模面上,并靠槽的一侧,压力机滑 块带着上模下行,凸凹模下表面首先接触条料,并与顶件块一起压住条料,先冲孔 后落料。 说 明 本 模 具 是 冲 裁 和 落 料 同 时 进 行 的 级 进 模 。 特 点 : 毛 坯利 用 率 较 高 , 结 构 简 单 , 操 作 方 便 。 图 号材 料数 量: 2卫 鹏审 核制 图 HT20RC586440渗 碳56渗 碳HRC82RC560H405RC4H05Mn1AQ3TA823内 六 角 螺 钉 M1270圆 柱 销 n6内 六 角 螺 钉防 转 销模 柄导 正 销定 位 销垫 板冲 孔 凸 模落 料 凸 模凸 模 固 定 板上 模 座卸 料 板挡 料 钉导 套导 柱始 用 挡 料 销导 料 板承 导 料螺 钉凹 模下 模 座 螺 钉簧 片 比 例 备 注热 处 理材 料数 量序 号 名 称 济 源 职 业 技 术 学 院模 具 06班装 配 图 图 6 装配图 20 21 6 模具主要零件加工工艺规程的编制 6.1 落料凹模加工工艺规程的编制 表 6.1 凸凹模加工工艺规程 工 序 号 工序 名称 工序内容 工序图(示意图) 1 备料 将毛坯锻成长方体 3012849 2 热处 理 退火 3 粗刨 刨六面达到 ,5.26105.4 互为直角 4 磨平 面 磨六面,互成直角 22 5 钳工 划线 划出各孔位置线,型孔轮 廓线 6 加工 螺钉 孔、 销钉 孔及 穿丝 孔 按位置加工螺钉孔、销钉 孔及穿丝孔等 7 磨平 面 精磨上、下平面 8 线切 割 按图切割轮廓达到尺寸要 求 9 热处 理 按热处理工艺,淬火达到 6064 HRC 10 钳工 精修 全面达到设计要求 11 检验 23 该冲裁模,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。 24 7 模具的装配和冲裁模具的试冲 7.1 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 7.1。 表 7.1 级进模的装配表 序号 工序 工艺说明 1 凸、凹模预 配 (1)装配前仔细检查各凸模形状以及凹模形孔,是否符合图纸要求尺 寸精度、形状。 (2)将各凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工均匀。 不合适则应重新修磨或更换。 2 凸模装配 以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中,并拧紧牢固 3 装配下模 (1) 在下模座上划中心线,按中心预装凹模、导料板; (2) 在下模座、导料上,用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置, 并分别钻孔,攻丝 (3) 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一起,并用 螺钉紧固,打入销钉 4 装配上模 (1) 在已装好的下模上放等高垫铁,再在凹模中放入 0.12mm 片,然 后将凸模与固定板的组合装入凹模; (2) 预装上模座,划出与凸模固定板相应螺孔。销孔位置并钻绞螺 孔、销孔; (3) 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起,但不要拧紧; (4) 将卸料板套装入固定板的凸模上,装上橡胶和卸料螺钉,调节 橡胶的预压量,使卸料板高出凸模下端约 1mm;复查凸、凹模间 隙并调整合适后,紧固螺钉; (5) 安装导正销、承料板; 25 7.2 冲裁模具的试冲与调试 模具装配以后,必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制 造的不足,并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理,直到模具 正常工作中冲出合格的制件为止。 冲裁模具经试冲合格后,应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使 用压力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。冲裁模具试冲时常见 的缺陷、产生原因和调整方法见表 7.2。 表 7.2 冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法 缺陷 产生原因 调整方法 冲件毛刺过大 1.刃口不锋利或淬火硬度不够 2间隙过大或过小,间隙不均匀 1修磨刃口使其锋利 2重新调整间隙,使其均匀 冲件不平整 1凸模有倒锥,冲件从孔中通过时 被压弯 2顶出件与顶出器接触零件面积大 小 3顶出件、顶出器分布不均匀 1修磨凹模孔,去除导锥现象 2更换顶出杆,加大与零件的接触 面积 尺寸超差和形状不 准确 凸模、凹模形状及尺寸精度差 修整凸模、凹模形状及尺寸,使其 达到形状及尺寸精度要求 凸模折断 1冲裁时产生侧压力 2卸料板倾斜 1在模具上设置挡块抵消侧向力 2修整卸料板或使凸模增加导向装 置 凹模被胀裂 1凹模孔有倒锥度形象 2凹模孔内卡住废料 1修磨凹模孔,消除倒锥现象 2修抵凹模孔高度 26 凸、凹模刃口相咬 1.上、下模座,固定板、凹模、垫 板等零件安装基面不平行 2.凸、凹模错位 3.凸模、导柱、导套与安装基面不 垂直 4导向精度差,导柱、导套配合间 隙过大 5卸料板孔位偏斜使冲孔凸模位移 1调整有关两件重新安装 2重新安装凸、凹模,使之对正 3调整其垂直度重新安装 4更换导柱、导套 5调整及更换卸料板 冲裁件剪切断面光 亮带宽,甚至出现 毛刺 冲裁间隙过小 适当放大冲裁间隙,对于冲孔模间 隙加大在凹模方向上,对落料间隙 加大在凸模方向上 剪切断面光亮带宽 窄不均匀,局部有 毛刺 冲裁间隙不均匀 修磨或重新调整凸模或凹模,调整 间隙保证均匀 外型与内孔偏移 1在连续模中孔与外形偏心,并且 所偏的方向一致,表明侧刃的长度 与布局不一致 2连续模多件冲裁时,其它孔形正 确,只有一孔偏心,表明该孔凸凹 模相对位置有变化 3复合模孔形不正确,表明凸凹模 相对位置有偏移 1加大(减小)侧刃长度或磨小(加 大)挡料块尺寸 2重新装配凸模并调整其位置使之 正确 3更换凸(凹)模,重新进行装配 调整合适 送料不畅通,有时 被卡死 易发生在连续模中 1两导料板之间的尺寸过小或有斜 度 2凸模与卸料板之间的间隙太大, 致使搭边翻转而堵塞 3导料板的工作面与侧刃不平行, 卡住条料,形成毛刺大 1粗修或重新调整装配导料板 2减小凸模与导料板之间的配合间 隙,或重新调整浇注卸料板孔 3重新调整装配导料板,使之平行 4修整侧刃及挡块之间的间隙,使 之达到严密 27 卸料及卸料困难 1卸料装置不动作 2卸料力不够 3卸料孔不畅,卡住废料 4凹模有锥度 5漏料孔太小 6推杆长度不够 1重新装配卸料装置,使之灵活 2增加卸料力 3修整卸料孔 4修整凹模 5加大漏料孔 6.加长打料杆 28 致 谢 时光荏苒,流水岁月。短暂的大学生活如白驹过隙,倏然而已!这段令人难忘 的美好时光终将成为我们一生最值得珍藏的回忆。也是这美好的三年求学生涯,将 成为我们未来事业的重要准备。 毕业设计可以说是我们大学生涯中最后且至关重要的一个环节,它不仅是对三 年来所学知识的一个系统考察,而且是对所学知识的实际应用能力,思维能力以及 分析问题并解决问题能力的一个锻炼。经过将近一个月的努力奋斗,我的毕业设计 终于要圆满结束了。回想起来颇有成就感!但也并非我一人之劳,其中也包含了许 多人的辛苦与汗水。 首先,非常感谢老师在这次设计过程中给予悉心的指导与帮助。每遇到问题她 都会耐心讲解与指导。尤其是在课题设计的前期准备工作和设计的过程中,王老师 提出了许多宝贵的设计意见,在最后的论证修改过程中她还在百忙之中,抽出时间 为我们提供了必要的指导和帮助。王老师不仅学识渊博,治学严谨,而且平易近人, 和蔼可亲。我们都为她的人格魅力所折服,她不仅在学识上是我们学习的前辈,她 的人品更是我们学习的榜样,跟着她不仅能学到扎实的专业知识,更能学到做人的 道理,这一点使我们受益匪浅、享用终生。在此,对王老师表示我最真诚的尊敬和 最诚挚的感谢。 其次,感谢三年中为我们付出辛勤劳动和汗水的各位老师,是他们不辞辛苦, 任劳任怨为我们撑起了广阔的蓝天,为我们的明天指明了道路,为我们的成才做出 了无私的贡献。 再次要特别感谢的是我那可爱的同学们,每当沮丧时是他们给我以鼓励和支持, 每当我找不到所需的资料时,是他们提供于帮助,每当我遇到问题时,是他们第一 个帮我分析与指导,是他们给了我信心和力量!在这里请再允许我说一声:我爱你 们! 最后向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。 29 参考文献 1 刘建超,张宝忠. 冲压模具设计与制造. 高等教育出版社,2004 2 杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社,2004 3 肖景容,姜奎华.冲压工艺学.机械工业出版社,1993 4 模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例,1986 5 成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社,1987 6 机械设计编写组.实用机械设计手册.机械工业出版社,1985 7 郭景仪,陈炎嗣.冲压模具技术手册.北京出版社,1992 8 侯维芝,杨金风.模具制造工艺与工装.高等教育出版社,1997 9 张鼎承.冷冲模的设计与制造.上海科技出版社,1995 10 王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社,1982 11 孙凤勤.模具制造工艺与设备.机械工业出版社,1983 12 陈万林.实用模具技术.机械工业出版社,2000 13 黄健求.模具制造.机械工业出版社,2001 14 李德群.现代模具设计方法.机械工业出版社,2004 15 郑可.实用冲压模具设计手册.宇航出版社,2003 1. 冷冲压工件对材料有哪些要求? 答:(1)要求有好的冲压工艺性(较高的延伸率、断面收缩率、较底的屈服力和强度极限);(2)要求有好的表面质量(冲压时不易破裂、减少废品、不易差伤和能提高寿命);(3)材料厚度的公差符合国家标准的规定(一定的间隙适应一定的厚度,材料太厚,会导致废品增加甚至损坏设备)。 2. 间隙值的确定通常哪几种方法?(1) 理论确定法(2) 经验确定法3. 冲压的压力中心确定原则?a) 对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。b) 工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。c) 形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出。4.设计排样时应考虑哪些原则?(1)提高材料利用率(在不影响制件使用性能前提下,还可以改变制件形状)。(2)排样方法应使冲压操作方便,劳动强度小且安全。(3)模具结构简单、寿命高。(4)保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。5.冲压加工的特点有哪些?(1)冲压件的尺寸精度由模具来保证,具有一模一样的特征,所以质量稳定,互换性好。(2)由于利用模具来加工,所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。(3)冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样,大量切削金属,所以它不但节能,而且节约金属。(4)普通压力机每分钟可生产几十件冲压件,而高速压力机每分钟可生产几百甚至上千件。所以它是一种高效率的加工方法记录教师(签名):
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