浅盒形件拉深工艺及模具设计

浅盒形件拉深工艺及模具设计内容摘要：

，通过采用图解法求解压力中心，压力中心与零件展开图几何中心重合。 求得冲模压力中心的坐标 10 值 （ X 0 ， Y 0） X 0 =(l1x1 +l2x2 +l3x3 + l4x4)/(l1 +l2 + 13 + l4) (14) Y0 = (l1y1 + l2y2 + l3y3 + l4y4)/(l1+ l2 + 13 + l4) (15) X 0 = Y 0 = 图 6 压力中心计算 Fig 6 Pressure center calculation 冲裁凸凹模间隙值的确定 间隙是冲裁模设计的一个非常重要的参数，所以必须选择合理的间隙。 凸凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响 ，不过影响的规律也不尽相同。 因此，并不存在一个绝对的合理间隙数值，能同时满足断面质量最佳、尺寸精度最高、模具寿命最长以及冲裁力、卸料力、推件力最小等各个方面的要求。 在冲压的实际生产中，间隙的选用应主要考虑冲裁断面质量和模具寿命这两个主要的因素。 但许多研究结果和生产实际经验证明，能保证良好冲裁断面质量的间隙数值和可以获得较高冲模寿命的间隙数值也是不一致的。 一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当冲裁件的质量要求不高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。 冲裁间隙数值主要按之间 质量要求，根据经验数值来选用。 制造本盒形件的 材料是 Q235 ， 料厚为 1 mm， 得出 所选的冲裁模初始双边间隙 Z： 11 Z min = Z max = 凸凹模刃口尺寸的确定 口尺寸的原则 在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。 落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的。 因此 应 该 按照落料和冲孔两种情况分别进行 刃口尺寸计算 ，其 基本 原则如下： 落料件光面尺寸与凹模刃口尺寸相等 或基本一致 ，则应当以凹模尺寸为基准。 又因落料件尺寸会随凹 模刃口的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件， 落料凹模基本尺寸 应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。 落料凸模 的基本尺寸，则按凹模 的 基本尺寸减 去 最小初始尺寸。 工件光面的孔径与凸模尺寸相等 或基本 一致 ， 应以 凸模尺寸为基准。 又因冲孔的尺寸会随凸模的磨损而减小，所以 冲孔凸模 的 基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。 而冲孔凹模 的 基本尺寸则按凸模 的 基本尺寸加 上 最小初始间隙。 、凹模配合加工时的工作部分尺寸 配作法是 指先 按设计尺寸制出一个基准件 ，再 根据基准件的实际尺寸按间隙配制出 另一件。 这种加工方法的 主要 特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，并且还可以适当放大基准件制造公差，使 得 制造 起来容易。 根据冲裁件结构的不同，刃口尺寸的计算方法如下： 图 7 零件展开图 Fig 7 Parts spreading 12 凹模未磨损前的尺寸 ： A =。 (mm) B =。 (mm) 凹模磨损后变大的尺寸，按照一般落料凹模尺寸公式计算 [6]： A d = (A – x ? △)0:?△ （ 16） = (??)0:? = : (mm) 凸 模磨损后变小的尺寸，按照一般冲孔凸模尺寸公式计算 [6]： Bd =(B+x?△)。 ? （ 17） =(+?)。 ? =。 (mm) Ad 、 Bd … ………… ……… …………………………… …… … 凹 、凸 模的刃口尺寸 △ ……………… ……… …………………………… ………… … 工件公差， △ = X ……………… ……… …………………………… ………… … 磨损系数， X= A、 B、 C……………………………………………………………… 零件公称尺寸 冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。 凸模刃口尺寸的计算情况与落料相似，可参照以上公式分析。 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值 （ ZminZmax） =() 、凹模分别加工时的工作部分尺寸 凸、凹模分别加工的方法目前多用于圆形或简单规则形状的工件。 其 优点是 凸、凹模具具有互换性，制造周期短，便于成批制造。 缺点是 模具的制造公差小，模具制造困难，成本高。 冲孔 d0 = 60: 凸模尺寸 ： dp =（ d+ x?△）。 δp0 （ 18） = (6+ ?)。 =。 (mm) 凹模尺寸 ： dd =（ d+ x?△+Zmin） 0: （ 19） = (6+ ?+)0: = : (mm) δp 、 δd……………… …… 分别为凸、凹模的制造公差 [1]， 取 δp =、 δd = dp、 dd……………… ……… ………………… …… 分别为冲孔凸、凹模的刃口尺寸 △ … … …………… ……… …………………………… …… 工件公差 [3]， △ = 13 Zmin … …………… ……… …………………………… …… 最小合理间隙 （ mm） 图 8 零件展开图 Fig 8 Parts spreading 冲裁模主要零部件的结构设计 组成模具的全部零件中，根据功用可以 分为两 大 类： 1） 工艺 结构 零件 这类 零件直接参与完成工艺过程柄和毛坯直接发生作用。 包括工作零件 （直接对毛坯进行加工的零件） 、定位零件 （用以确定加工中毛坯证券位置的零件）、卸料、 压料 以及出件 零 部 件。 2) 辅助结构 零件 这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，只对模具完成工艺工程保证作用和对模具的功能起完善作用。 它 包括导向零件（保证模具上下部分正确的相对位置）、固定 零件 （用以承装模具零件或将每亩据安装固定到压机上） 、紧固零件和其他零件 （连接紧固工艺零件与辅助零件）。 此次设计的 模具采用手工送料的正装式冲孔落料复合模， 导向装置采用导柱导套 ，卸料装置采用弹出装置。 凸凹模直接采用圆柱销与螺钉固定 ，冲孔凸模 用固定板固定，凹模可直接用螺钉固定。 冲孔凸模的结构设计 本模具采用 直径 d = mm 高度 L =70 mm 材料 T10A h为 II型的 A型圆凸模： 14 圆凸模 AII。 [2] 落料凹模的结构设计 1) 整体式凹模轮廓尺寸的确定 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。 由于凹模结构形式和固定方法不同，受力情况比较复杂，目前尚不用理论计算方法确定凹模轮廓尺寸。 在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按照经验公式确定。 结构形式如图 9 所示。 2) 凹模外形结构及其固定方法 在实际生产中，由于冲裁件的形状和尺寸经常发生变化，因而大量使用外形为圆形或矩形的凹模板，在其上面开设所需要的凹模口，用螺钉和销钉直接固定在模板上。 凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺孔（或沉孔）间、螺孔与销钉间及螺孔、销钉与凹模刃 壁间的距离不能太近，否则会影响模具的寿命。 孔距的最小值可参考相关设计手册。 凹模型孔侧壁的形状有两种基本类型：与凹模面垂直的直刃壁；与凹模面稍微倾斜的斜刃壁。 图 9 落料凹模剖面图 Fig 9 blanking section 落料冲孔凸凹模的结构设计 在 复合模冲裁模中，由于内外缘之间的壁厚是决定于冲裁件的孔边距，因此 当冲裁件孔边距较小时必须 要考虑凸凹模强度。 为保证凸凹模强度，其壁厚不应小于允许 15 的最小值。 相比来说， 正装复合模的冲孔废料由装在上模的挡料装置推出，凸凹模型孔内不积存废料，胀力小，最小壁厚可小于倒装复合模最小壁厚值。 倒装复合模的冲孔废料容易积存在凸凹模型孔内，所受 胀力打，凸凹模最小壁厚要大些。 结构形式如下图 10所示： 图 10 落料冲孔凸凹模剖面图 Fig 10 lanking punching die and punch section 定位零件的设计 为 保证模具正常工作并 冲出符合要求的 冲裁件，必须保证坯料和工序间对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须 进行 定位。 在模具送料平面中 条料 必须有两个方向限位： 在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进 ； 在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离。 与固定卸料板制成一体，为整体式导料板。 但是，这样一来固定卸料板的加工量较大，而且安装调整起来比较不方便。 为了使条料顺利通过，两导料板间距离应等于条料最大宽度加上一个间隙值。 优点在于采用整体式导料板的模具，结构较为简单。 导料板 的 高度取决于 板料厚度 和 挡料方式。 导料板为 长度 L = 100 mm ,宽度 B =30mm ,厚度 H =8mm， 材料为 Q235 的导料板：导料板 100 30 8。 [2] 挡料销为 直径 D = 12 mm ,d = 8 mm ,高度 h = 3 mm 的 A型固定挡料销 ： 挡料销A15 8 3。 [2] 卸料与推件零件的设计 卸料装置 的分类及选择 16 1) 固定卸料装置 固定卸料板与导料板制成一体的卸料板，结构简单，但装配调整不便；分体式卸料板，导料板装配方便，应用较多。 悬臂式卸料板用于窄长件的冲孔或切口后的卸料；拱桥式卸料板用于空心件或弯曲件冲底孔后的卸料。 当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在 ~ mm 之间，板料薄时取最小值，板料。