固定夹的冲压工艺及模具设计

固定夹的冲压工艺及模具设计内容摘要：

() 式中： L—— 弯曲件的基本尺寸； Δ—— 弯曲件公差 ； δA、 δt—— 凹模和凸模制造公差； Z/2—— 凸凹模的单向间隙； 查公差表 [2]得，按照 IT9 级 处理 ：  tA  所以可得： )()(43 mmLL A  ）（凹 )()( 0 mmZLL t   ）（ 凹凸 因为根据零件图可知，凸凹模刃口处都有圆角，为了保证冲裁弯曲件的位置尺寸精度，圆角应该按照参数标识配制。 落料 弯曲复合模主要零部件的设计 落料凹模的设计 因为零件结构简单，总体尺寸不大，落故料凹模采用整体式矩形凹模较为合理，通过螺钉与模座固定在一起，固定时将压力中心与模柄中心重合。 模具厚度的确定公式为： KBH () 式中： K—— 系数值，根据板厚度确定； B—— 冲裁件的最大外形尺寸； 查板厚系数值 [2],查得 K= 根据公式 得： )( mmKBH  取 mmH 16 ； 模具壁厚的确定公式为： )(32~24162~)2~( mmHC  () 取 mmC 30 ； 济南大学毕业设计 15 凹模长度为： )(88302282 mmCBL  () 查表取标准值，取 mmL 100 ； 凹模宽度为 )(85302252 mmCNM  查表取标准值，取 mmM 100 ； 所以，凹模轮廓尺寸为 100mm100mm16mm。 材料选用 T10A，热处理60~64HRC[2]。 落料凸模的设计 落料凸模也为弯曲凹模，它的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，其应具有一定的壁厚。 当采用弹性卸料时，凸模长度可按下列公式计算： 321 hhhL  () 式中 ： L— 凸模长度， (mm)； h1— 凸模固定板厚度， (mm)； h2— 卸料板厚度， (mm)； h3— 卸料弹性元件被预压后的厚度， (mm)。 落料凸模固定板的厚度为 mmh 201  ，卸料板厚度为 mmh 102  ；卸料弹性原件被预压后的厚度为 mmh 163  ；所以凸模长度为： )(46161020321 mmhhhL  弯曲凸模的设计 由于弯曲凸模是圆凸模，采用直通式凸模，采用线切割加工。 设计凸台与固定板固定，并用螺钉与模座连接。 凸模的材料为 T10A,热处理 56~60HRC[2]，为了保证合理间隙，弯曲凸模的宽度取 26mm。 弯曲凸模的长度应小于凸模固定板、空心垫板和落料凹模的长度之和。 所以取高度为 35mm。 螺钉与圆柱销的设计与选用 按照螺钉所承受力，可近似计算出螺钉的直径，计算公式为： 济南大学毕业设计 16 d=nP （ ） 式中： P—— 最大冲裁力 N； n—— 螺钉数； σ—— 螺钉材料的极限强度 (MPa)； d—— 螺钉计算直 径； 螺钉材料选用 45 钢，它的极限强度 MPa500 ；选取螺钉数为四个，所以螺钉直径为： )( 0 04 6 6 2 0 0 mmd  所以查标准最少直径为 M4 即可，本次设计选用 M6 和 M4 的螺钉。 销的设计与选用 设计中选用圆柱定位销定位，由于圆柱销所承受的压力不是很大，所以可查圆柱销标准值 [2]，查得圆柱销的尺寸为 υ8mm，防转圆柱销的尺寸选 υ6mm。 模柄的设计与选用 模柄的作用将上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。 根据零件的冲压工艺特点，选用压入式模柄。 落料弯曲模所选压力机的模柄尺寸为： Ф30mm55mm； 查模柄标准值表 [2]选取模柄的规格为： 30mm78mm,GB/— 81Q235 卸料板的设计 为了防止落料时废料卡在落料凸模上多 用 设计卸料板卸料；因为冲裁件要求平面平整，所以采用弹压卸料板，卸料板厚度为 10mm；长宽与落料凹模一致 为：100mm100mm。 卸料螺钉选用常用卸料螺钉结构形式。 卸料板采用 45 钢，不用热处理淬硬。 卸料螺钉的设计 ： 垫板卸凸 LLLL  所以 L 为： )(46101046 mmL  查卸料螺钉尺寸表 [3]，可选卸料螺钉为 ： mmd 6 ， mmL 55。 济南大学毕业设计 17 卸料螺钉采用 45 钢，热处理为 40~45HRC，头部淬火 [2]。 模架及其它零件的设计 考虑到冲裁件的工艺性特点选用中间导柱式模座。 1. 模座的外形尺寸 因为落料凹模的尺寸为 100mm100mm；所以查表 [3],可确定上模座的尺寸为：100mm100mm30mm；下模座的尺寸为： 100mm100mm40(mm)。 2. 导柱、导套的选用 导套规格查表 [3],选用 A20H66523 GB/T ；导柱规格查表 [3],选用A20h5130 GB/T。 ，导柱、导套的 材料 从经济上考虑，降低模具的生产成本，选用模座的材料 为 HT200，没有热处理要求；导套、导柱的材料为 20 钢，热处理要求 渗碳 ~， 硬度为 58~62HRC[2]。 设计垫板的目的是在压力机工作时，用来承受凸模或凹模的压力，防止较大的冲压力在硬度较低的上下模座上压出凹坑，毁坏模架，影响冲压模的正常工作。 垫板 的厚度根据压力的大小选择，一般选取 5~12mm,外形尺寸与固定板的尺寸一致，材料一般选取 45 钢，热处理厚后硬度为： 43~48HRC， 此套模具选上垫板 6mm,下垫板厚度为 10mm。 图 模架示意图 设计 橡胶的自由高度为： )(16~144)4~()4~(0 mmHH  工 取 mmH 160 。 济南大学毕业设计 18 根据橡胶所能产生的压力 F 可计算得出橡胶的横截面积： ApF () 式中： A—— 橡胶的横截面积， (mm2)； p—— 橡胶的单位压力。 根据公式可得： pFA= )( 53 80 2mm 选用矩形橡胶，初步确定橡胶的宽度为 20mm，则橡胶的长度 ： )( 6 5 3 mmL  固定板的设计 为了 使凸凹模能够简单的固定在模架上，选用固定板固定，固定板的外形尺寸与落料凹模一致为 100mm100mm；固定板的厚度可根据经验公式获得： )(~~()~( mmHH  ）固 () 所以 取 mmH 12固。 挡料和导料装置的设计 挡料装置主要是为了保持冲裁件的轮廓的完整和保证适宜的搭边值。 根据本套落料弯曲复合模具的设计，选用两侧弹性挡料螺钉来进行导料。 挡料装置也选用弹性挡料螺钉来进行挡料。 模架闭合高度的计算 模具的闭合高度指的是模具在处于闭合状态下，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。 下模座下垫板弯曲凹模弯曲凸模上垫板上模座 HHHHHHH  () 式中： 上模座 为 30mm， 上垫板厚 为 6mm， 弯曲凸模厚 为 32mm， 弯曲凹模厚 46mm，为 下垫板厚 10mm， 下模座厚 为 40mm，所以闭合高度为： )(16440104632630 mmH  因为，模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，即应满足下面的式子： m a x 1 m i n 1( ) 5 ( ) 1 0H H H H H      () 济南大学毕业设计 19 式中 ： Hmax—— 压力机的最大闭合高度； Hmin—— 压力机的最小闭合高。