支板冲压成形工艺及模具设计说明书

支板冲压成形工艺及模具设计说明书内容摘要：

随 凸模 进入 材 料的 深度 （凸 模行 程） 而变 化 ，本 模具采用普通平刃口 模具冲 裁，其冲 裁力 F 按下式计 算： F=KLtΓ b 冲裁力公式为 P＝ P 孔 +P 落 式中 P— 冲裁 力 P 孔 — 冲孔冲裁力 P 落 — 落料冲裁力 冲孔冲裁力 P 孔 P 孔 ＝ KL孔 tτ 式中 K— 系数，查表取 K＝ 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 14 页 L孔 — 冲孔周长， L＝ 7＝ t— 材料厚度， t＝ τ — 材料抗剪 强度， MPa， 查手册 20 钢 τ ＝ 440 MPa 所以 P 孔 ＝ K L孔 tτ ＝ 440＝ 落料冲裁力 P 落 P 落 ＝ KL落 tτ 式中 L落 — 落料件外形周 边尺寸 L落 ＝ 127mm 所以 P 落 ＝ KLtτ ＝ 127 440=130KN 卸料力、推件力及顶件了力的计算： 冲裁 时， 材料 分离 前存 在 着弹 性变 形， 在冲 裁结 束时 ， 由于 材料的弹性 回复 及摩 擦的 存在 ，将 落料 件或 冲孔 废料 梗 塞在 凹模 内， 而冲 裁剩下的 材料 则紧 箍在 凸模 上。 为使 冲裁 工作 继续 进 行， 必须 将箍 在凸 模上的料 卸下 ，将 梗塞 在凹 模内 的料 推出。 卸 料力 是 将废 料或 工件 从凸 凹模上刮下的力。 而 推件力 是将梗塞 在凹模 内的料 顺冲裁方 向推出 所需的力。 顶件 力逆 冲裁 方向 将料 从凹 模内 顶出 所需 的力。 卸料 力、 推件 力和 顶件力是 由压 力机 和模 具卸 料装 置或 顶件 装置 传递 的 ，所 以在 选择 设备 公称压力 或设 计冲 裁的 时候 应分 别予 以考 虑， 影响 这 些力 的因 素较 多， 主要有材 料的 力学 性能 、厚 度、 模具 间隙 、凹 模洞 口 结构 、搭 边大 小、 润滑情况、制件的 形状和 尺寸等。 现在按 照下面的 经验公 式计 算： 卸料力 Px Px＝ xK P 落 式中 Px— 卸料力 xK — 卸料系数， 查表 取 xK ＝ ～ ，取 xK ＝ 所以 Px＝ 130＝ 推料力 tP tP ＝ tK P 孔 n 式中 tK — 推料系 数 ,查表 取 tK = n— 同时卡在凹 模洞孔内 的件数 取 直 筒 形 刃 口 的 凹 模 刃 口 形 式 ， 由 表 查得， h=7mm ，则河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 15 页 n=h/t=7/=3 个 所以 tP = 3= 总冲压力 P总 冲裁 时 ,压 力机 的压 力值 必须 大于 或者 等于 冲 裁各 工艺 力的 总和 ,即大于 总的 冲压 力 ,总 的冲 压力 根据 模具 结构 不同 计算 公式 不同 ,当采 用弹性 卸料装置和 下出件 的模具时 ,总 的冲压 力为 P总 =P+ Px+ tP = P 孔 +P 落 + Px+ tP =+130++= 压力机的公称压力的确定： 为了 保证 压力 足够 ，一 般 冲裁 时压 力机 的吨 位应 比计 算 的冲 裁力大30%左右，即 P 总 ′ = = 初选开式可倾 压力机 参数压力 机型号 为 J2325 查手册选择压 力机的 主要技术 参数如 下： 公称压力为： 250 KN 滑块行程 ： 65mm 最大闭合高度 ： 270 mm 闭合高度调节 量 ： 55mm (标准型 )工作 台尺寸 (左 右前 后 )： 560mm 370mm (标准型 )工作 台孔尺 寸 (左右前后 )： 290mm 200mm Φ 260mm (标准型 )立柱 间距离 (不 小于 )： 270mm 模柄孔尺寸 (直径深 度 )： Ф 40mm 60mm 床身最大可倾 角（176。 ）： 30176。 垫板尺寸： 50mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 16 页 压力中心的确定 模具 的压 力中 心就 是冲 压 力合 力的 作用 点。 为了 保证 压 力机 和模具的正 常工 作， 应使 模具 的压 力中 心和 压力 机滑 块 的中 心线 相重 合。 否则冲压 时滑 块会 承受 偏心 载荷 ，导 致滑 块的 滑 轨 和 模具 的导 向部 分不 正常磨损 ，还 会使 合理 间隙 得不 到保 证， 从而 影响 制 件的 质量 降低 模具 寿命甚至损坏模具。 用解 析法 求模 具的 压力 中 心的 坐标。 按 比例 画出 工件 尺 寸， 选用坐标系 XOY，如图 (22)所示 mml 321  mmy 01  mml 122  mmy 32  mml  mmy 63  mml  mmy 244  mml  mmlrbry )/42(5  mml  mmy 356  y= 654321665544332211 / llllllylylylylylyl  =. 工作部分的尺寸计算 计算凸凹模工作部分的尺寸（冲孔）并确定其公差： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 17 页 该零件属于 无特殊 要求的一 般冲孔 落料件， 外形尺 寸由落料 获得，而中间的小孔 尺寸则 是由冲孔 得到。 查表 得间 隙值： Zmin = ， Zmax = 1） 冲孔Φ 7mm 凸，凹模 刃口尺 寸的计算 查表 得凸 ，凹模 制造偏差 ： δ 凸 =， δ 凹 = 校核： Zmax – Zmin =（ ） mm=，而δ 凸 +δ 凹 = 满足 Zmax – Zmin≤ δ 凸 +δ 凹 的条件。 凸、 凹模采用 配做法 制造。 查表 得： IT14 级时 磨损系 数 x= 冲孔时，间隙 取在凹 模上，则 ： 凸模尺寸 td=(dmin + χ△ )0　 凹模尺寸 ad =( t+ Zmin) 0 式中：td冲 孔凸模刃 口尺寸 ad 冲孔凹模刃 口尺寸 dmin 冲孔件孔 的最小极 限尺寸 ， mm, Zmin—— 双面间 隙， mm △ —— 工件公 差， mm， x—— 磨损系数， δ —— 凸模和 凹模的 制造公差 ， mm, d 凸 =（ dmin+x△） 0δ凸 =（ 7+ ）  = mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 18 页 d 凹 =（ d 凸 + Zmin） δ凹0 =（ +）  =  mm 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算 因为 落料 件 为复 杂的 制件 ，所 以 利用 凸凹 模配 合法 ， 这种 方法有利于获得最小 的合理 间隙，放 宽对模 具的加工 设备的 精度要求。 落 料时以 凹模为 基准来配 作凸模，凹模磨损 后，工件 的尺寸将会变大 ,凸凹模刃 口尺寸 ： )()   Xll （ ； )()   XAA （凹 .)() 0 i nm a x   ZAA 凹凸 （   ）（凹A 0 i n0 m a x0 )()   ZAA 凹凸 （ 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 19 页 5 模具总体设计 模具类型的选择 由冲 压工 艺分 析可 知， 采 用 冲 孔落 料复 合 方 式冲 压， 所 以模 具类型为 复合 模 ，本 零件 的冲 压包 括冲 孔和 落料 两个 工 序， 为方 便小 孔废 料和成形 工件 的落 下， 采用 倒 装 结构 ，即 落料 凹模 安 排在 上 模 ，凸 凹模 安排在 下 模部分 定位方式的选择 本 制件 是 大 批 量生 产， 安 排生 产可 采用 手工 送料 方式 能 够达 到批量生产 ,且 能降 低模 具 成本 ,因 此采 用 手工 送料 方式。 由 于制 件的 精度 要求不高 ，制 件的 外形 复杂 程度 一般 ，所 以选 用挡 料 销 、 始用 挡料 销 进 定位和导向。 导向方式的选择 为确 保零 件的 质量 及稳 定 性， 选用 导柱 、导 套导 向。 采 用手 工送料方式，为了提 高开敞 性和导向 均匀性 ，采用后 角 导柱 模架。 卸料方式的选择 本模 具采 用 倒 装结 构， 冲 孔废 料和 工件 留在 凹模 孔洞 中 ，为 了简化模具 结构 ，可 以在 下模 座中 开有 通槽 ，使 废料 和 工件 从孔 洞中 落下。 工件厚度为 ，料 厚 比较 薄，选用 弹 性 卸 料板来 卸下条料 废料。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 20 页 6 模具主要零部件的设计 工作零件的结构设计 凹模的设计 ①凹 模采 用矩 形板 状结 构 和直 接通 过螺 钉销 钉与 下模 座 固定 的固定方式。 凹模刃 口采用 直壁式结 构。 ②凹模厚度 H 的确定（ 经验公 式）： H=kb(H≥ 15mm),其中， b 为最大形孔的宽度 尺寸， 取 46mm,查冲压手 册去系 数 k 值为 ，则 H=42=,经 查表确 定凹模的 厚度尺 寸为 20mm. 凹模长度 L 的确 定 mmcbL 1 1 0342422  凹模宽度 B 的确 定 B=工件宽 +2c； B=32+2 34=100mm 依据设计尺寸， 凹模整体 尺寸标 准化： 125mm 100mm 20mm. ③落料凹模 内设置 有推件块 ，所以落 料凹模 采用整体 直壁式 凹模。 落料凹模的结 构图如 （ 33）所示 ： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 21 页 冲孔凸模的设计： 冲孔凸模的 直径值 为 Φ 状，为保 证 凸模 的强度，需对其强度值 进行校 核。 凸模制造所用材料为 9Mn2V,板 料 的 厚 度 t=,20 钢的剪强度MPa410 ；其凸模的许 用压应 力   MPa2200。 强度校核：凸 模承受 压应力      M P arKNAp c 根据公式   mmtd 22200/  ；已知 凸模直径 为 Φ 7，满足 使 用 要 求。 抗 弯 强 度 校 核 ： 对 于 有 导 向 装 置 的 圆 形 凸 模 而 言 ，Fdl /270 2max  maxl —— 凸模的最 多自由长 度；单 位 mm d —— 凸模的 最小直径 ；单位 mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 第 22 页 F 冲裁力 ；单位 N 则 mmmml 32912 1 1 0 07270 2m a x  ，其值符合要求。 冲孔凸模的结 构图如 （ 55）所示 ： （ 55） 凸凹模的结构设计 ①模 具若 采用 倒装 结构 ， 则呈 柱形 孔口 的 冲 孔凹 模内 将 积存 废料，导致 产生 较大 的胀 力， 必须 要求 凸凹 模内 外缘 的 壁厚 大些。 查 手册 得，其壁厚值最 小应为 实际尺 寸限制凸 凹模内 外缘的最 大壁厚为。 模具若采用正 装结构， 则凸凹 模内不会 积存废 料，其壁 厚可相对小些，对 于所冲 裁材料为 20 钢的板 料来说，凸 凹模内 外缘间的 壁厚值可 取。 即为 = 样就 符 合零 件 尺寸 及 强度 上 的要求。 凸凹模长度的 计算公 式： 1321  hhhl 1h —— 凸凹模固定 板的厚 度； 2h。