2020年 05月 28日 星期四


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冷冲压模具设计与制造实例

  第八章 冷冲压模具设计与制造实例 内容简介: 本章基于现代企业生产,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。 学习目的与要求: 1. 掌握冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤; 2. 能系统进行中等偏复杂冲压件的成形工艺、模具结构及 模具制造工艺的设计。 重点: 冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤。 难点: 灵活应用冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法。 1 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第一节 概述 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。 冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据; 冲模设计的目的是保现冲压工艺; 冲模制造则是模具设计过程的延续,目的是使设 计图样,通过原材料的加工和装配,转变为具有 使用功能和使用价值的模具实体。 2 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 工件名称:手柄 生产批量:中批量 材料:Q235-A钢 材料厚度:1.2mm 3 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 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:全部为公差,可看作IT14级,尺寸精度较低, 普通冲裁完全能满足要求。 4 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 2.冲压工艺方案的确定 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。 5 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 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 根据计算结果,冲压设备拟选 J23-25。 6 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 3.主要设计计算 (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。 凹模型口图 7 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 (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 工方法可以这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简 化。 (5)卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算 8 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 4.模具总体设计 (1)模具类型的选择 级进模 (2)定位方式的选择 导料板,无侧压装置,挡料销初定距,导正销精定距。 而第一件的冲压可以靠操作工目测来定。 (3)卸料、出件方式的选择 弹性卸料,下出件 (4)导向方式的选择 中间导柱的导向方式 9 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 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 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 (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。 φ8mm导正销 11 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 (3)导料板的设计 (4)卸料部件的设计 ① 卸料板的设计 ②卸料螺钉的选用 (5)模架及其它零部件设计 12 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 6.模具总装图(右图) 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。 13 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 一、冲裁模设计与制造实例 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。 14 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 零件名称:盖 生产批量:大批量 材料:镀锌铁皮 材料厚度:1mm 15 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 1.冲压件工艺性分析 冲压工序:落料、拉深; 材料:为镀锌铁皮,具有良好的拉深性能,适合拉深; 结构:简单对称; 精度:全部为公差,工件厚度变化也没有作要求,只是 该工件作为另一零件的盖,口部尺寸φ69可稍作小些。而工件 总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求 。 16 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 2.冲压工艺方案的确定 方案一:先落料,后拉深。采用单工序模生产。 方案二:落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。 方案三:拉深级进冲压。采用级进模生产。 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。 17 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 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. (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。 18 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 (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。 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。 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。 19 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 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 20 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 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。 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 21 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 第二节 冷冲压模具设计与制造实例 二、拉深模设计与制造实例 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。 22 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 材料:Crl2MoV 热处理:58~62HRC (a)的技术要求:尾部与凸模固定板按H6/m5配合 23 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 材料:Crl2MoV 热处理:60~64HRC 24 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 材料:CrWMn 热处理:工作部部淬火,硬度60~64HRC 25 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 材料CrWMn 热处理60~64HRC 26 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 材料CrWMn 热处理60~64HRC 27 第八章 冷冲压模具设计与制造实例 1-凸凹模 2-推件块 3-固定卸料板 4-顶件块 5-落料凹模 6-拉深凸模 盖落料-拉深复合模 28