支撑筒的冲压成型工艺及模具设计说明书

支撑筒的冲压成型工艺及模具设计说明书内容摘要：

形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。 解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和 等于诸力的 合力对该轴的力矩。 求出合力作用点的 座标 位置 ０ )，即为所求模具的压力中心 计算公式为： （见下页） 因冲裁力与冲裁周边长度成正比， 所以式中的各冲裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３ „„ Pn，可分别用各冲裁周边长度 L１、Ｌ２、Ｌ３ „„Ln 代替，即： 模具刃口尺寸计算及原则原则 模具刃口尺寸及其制造公差原则： 1．落料件尺寸由凹模尺寸决定， 冲孔时孔的 尺寸由 凸 模尺寸决定。 故设计落料模时 ，以 凹模为基准 ，间隙取在 凸模上 ；设计 冲孔模时 ，以 凸模为 基准，间隙取在凹模上。 2．考虑到冲裁中 凸 、凹模的磨损，设计 落料模时 ，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺 寸；设计冲孔 模时，凸模基本 尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。 这样，在 凸 、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。 凸 、凹模间隙则取最小合理间隙值。 3．确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。 如果对刃口精度要求过高 ( 即制造公差过小 )，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低 (即制造公差过大 )，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。 若制件没有标注公差， 则对于 非 圆形件按国家标准 “ 非配合尺寸的公差数值 ”IT14 级处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形件，一般可按 IT7～ ６级制造 模具。 冲压件的尺寸公差应按 “ 入体 ” 原则标注为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 模具刃口尺寸计算 由于模具加工方法不同， 凸模与 凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 （ 1） 凸模与凹模分开加工 采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。 要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差 (凸模 δ p、凹模 δ d)，它适用于圆形或简单形状的制件。 为了保证 初始间隙值小于最大合理间隙 2cmax，必须满足下列条件： ｜ δ p｜＋｜ δ d｜ ≤ ２ cmax － 2cmin 或取 δ p＝ (2cmax － 2cmin δd ＝ (2cmax － 2cmin 1．落料： 设工件的尺寸为 D０－ ，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。 首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小 凸 模尺寸以保证最小合理间隙值。 各部分分配位置见图(a)。 其计算公式如下： Dd＝（Ｄ － x△ ） 0+δ d Dp＝ （Ｄ d－ 2cmin ） δ P0＝（Ｄ － x△ － 2cmin ） 0δ p ： 设冲孔尺寸为 d＋ △0 根据以上原则，冲孔时以 凸模设计 为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使 凸模基本 尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 2cmin。 各部分分配位置见图 2— 12b)， 凸模制造偏差取负 偏差，凹模取正偏差。 其计算公式如下： 在同一工步中冲出制件两个以上孔时， 凹模型孔中心距 Ld 按下式确定 ： Ld＝ （ ＋ △)177。 △ 式中Ｄ d—— 落料凹模基本尺寸 (mm)； Ｄ p—— 落料 凸模基本 尺寸 (mm)； Dmax —— 落料件最大极限尺寸 (mm)； dd—— 冲孔凹模基本尺寸 (mm)； dp—— 冲孔 凸模基本 尺寸 (mm)； dmin —— 冲孔件孔的 最小极限尺寸 (mm)； Ld—— 同 一工步 中凹模孔距基本尺寸 (mm)； —— 制件孔距最小极限尺寸 (mm)； △ —— 制件公差 (mm)； —— 凸 、凹模最小初始双面间 隙 (mm)； δp —— 凸模下 偏差，可按 IT6 选用 (mm)； δd —— 凹模上偏差，可按 IT7 选用 (mm)； x—— 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关 ，可查表 或按下列关系取值： 当制件公差为 IT10 以上，取 x＝１ 当制件公差为 IT11～ １３ ，取 x＝ 当制件公差为 IT14 者，取 x＝。 （ 2） 凸模和凹模配合加工 第一类： 凸模或 凹模磨损会增大的尺寸； 第二类 ： 凸模或 凹模磨损后会减小的尺寸； 第三类： 凸模或 凹模磨损后基本不变的尺寸。 模具的形状 ,尺寸设计计算 1．落料： Dd＝（Ｄ － x△ ） 0+δ d= + Dp＝ （Ｄ d－ 2cmin ） δ P0＝（Ｄ － x△ － 2cmin ） 0δ p = 校核 : + = 满足间隙公差要求 2. 冲孔 dp=(d+x△ )δ P= 3. 拉深凸模 的直径为 外径 + 内径 冲裁模间隙 冲裁 凸 模和凹模间的间隙，对冲裁件断面质量有极其重要的影响。 此外，冲裁 间隙还影响着模具寿命、卸料力、 推件力 、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。 因此，冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁 模设计 中的一个非常重要的工艺参数。 凸 、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。 因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求、所需冲裁力小、模具寿命高。 但分别从质量 、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。 考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个 适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 ，最大值称为最大合理间隙。 考虑到模具在使用过程 中的磨损使间隙增大， 故设计 与制造新模具时要采用最小合理间隙值。 确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。 ( 一 )理论确定法 理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得 良好的断面。 图 所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。 图 冲裁过程中产生裂纹的瞬时状态 根据图中三角形 ABC 的关系可求得间隙值 c 为： c =( t h0 ) tanβ = t (1 h0/t) tanβ 式中， h０ —— 凸 模切入深度； β —— 最大剪应力方向与垂线方向的夹角。 从上式看出，间隙 c 与材料厚度 t、相对切入深度 ／ t以及裂纹方向 β有关。 而 h０ 与 β 又与材料性质有关，材料愈硬， ／ t 愈小。 因此影响间隙值的主要因素是材料性质 和厚度。 材料愈硬愈厚，所需合理间隙值越大。 表 为常用冲压材料的 ０／ t与 β 的近似值。 由于理论计算方法在生产中使用不方便，故目前间隙值的确定广泛使用的是经验公式与图表 (二 )经验确定法 根据近年来的研究与使用经验，在确定间 隙值时要按要求分类选用。 对于尺寸精度、断面垂直度要求 高的制件应选用较小间隙值，对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大间隙值。 其值可按下列经验公式和实用间隙表选用： 软材料： ＜ 1 mm, c= 〔 3% ~ 4% 〕 t t = 1 ~ 3mm, c = (5% ~8%)t t = 3 ~ 5mm ,c =(8% ~10%)t 硬材料 ： ＜ 1mm,c = ( 4% ~5% )t t = 1 ~ 3mm, c = ( 6% ~8% ) t = 3 ~ 8mm, c = ( 8% ~ 13%)。 采用压边拉深其单边间隙计算公式： ttc  max 由表 得增大间隙饿系数  值。 冲裁模间隙 2Cmin= 2Cmax= 由 C=（ — ） t 得 C=（ — ） *=— 取 C= 第 3 章 卸料与推件零件 以及 其他定位零件 的设计 定位板和定位钉 定位板和定位钉是作为单个毛坯的定位装置，以保证前后工序相对位置精度或对工件内孔与外轮廓的位置精度的要求。 送料方向的控制 条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。 标准的导料板结构见国标 (GB2865－ 81)。 而采用导料销时，要选用两个。 导料销的结构与挡料销相同。 为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。 为常用的几种结构。 弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃定距的级进模。 簧片式和弹簧压块式使用时，一般 设置 2—3 个。 挡料销 国标中常见的挡料销有三种形式。 固定挡料销活动挡料销和始用挡料销。 固定挡料销安装在凹模上，用来控制条料的进距。 特点是结构简单，制造方便。 由于安装在凹模上，安装孔可造成凹模强度的削弱。 常用的有圆形和钩形挡料销。 活动挡料销常用于倒装复合模中。 始用挡料销用于级进模中开始定位 卸料装置 设计卸料零件的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，保证下次冲压正常进行。 ： 刚性卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀 (1). 刚性卸料 刚性卸料是采用固定卸料 板结构。 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材料厚度的增加而增大，单边间隙取 (～ )t。 固定 卸料板特点：卸料力大，卸料可靠，适用板料较厚（大于 ）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件。 固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应小于冲裁间隙 ， 按 H7/h6 配合，。 此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。 常用固定卸料板。 a)是与导料板为一体的整体式卸料板； b)是与导料板分开的组合式卸料板，在冲裁模中应用最广泛； c)是用于窄 长零件的冲孔或切口。 卸件的悬臂式卸料板； d)是在冲底孔时用来卸空心件或弯曲件的拱形卸料板 (2). 弹性 卸料 弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）和卸料螺钉组成。 常用于冲裁厚度小于 的板料，由于有压料作用，冲裁件平整。 根据此模具的压料力和卸料力，此模具用弹性卸料装置。 因为此模具的需要的卸料力不大。 (3)、卸料螺钉：选圆柱头卸料螺钉 如图 所示。