资源描述
目 录
1 绪 论 1
2 冲裁件工艺分析 3
3 冲压工艺方案确定 3
3.1 冲裁工艺方案的确定 3
3.1.1裁工艺方法的选择 3
3.1.2冲裁顺序的安排 4
3.2密封垫毛坯总体结构设计 5
3.2.1送料方式的确定 5
3.2.2定位方式的选择 5
3.2.3卸料方式的选择 5
3.2.4导向方式的选择 6
4 排样及材料利用率的确定 6
4.1搭边值的确定 6
4.2条料宽度的确定 8
4.3导板间间距的确定 8
4.4排样 9
4.5材料利用率的计算 9
5 冲裁力的计算 11
5.1计算冲裁力相关公式 11
5.2总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力 12
5.2.1计算总冲裁力 13
5.2.2计算卸料力 14
5.2.3计算推料力 14
5.2.4计算顶件力 15
5.3总的冲压力的计算 15
6 模具压力中心与计算 15
7 冲裁模间隙的确定 16
8 刃口尺寸的计算 18
8.1刃口尺寸计算的基本原则 18
8.2刃口尺寸的计算 19
8.3计算凸、凹模刃口的尺寸 19
8.4冲裁刃口高度 22
9 主要零部件的设计 23
9.1工作零件的结构设计 23
9.1.1凹模的设记 23
9.1.2凸凹模的设计 25
9.1.3凸模的设计 26
9.2卸料部分的设计 27
9.2.1卸料板的设计 27
9.2.2卸料弹簧的设计 28
9.3挡料销、导料销的选用 30
9.4模架及其它零件的设计 31
9.4.1上下模座 31
9.4.2模柄 32
9.4.3模具的闭合高度 32
10 模具总装图 33
11 压力机的选择 34
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37
附 录 38
附录A: 压力机的主要参数 38
附录B: 零件图 38
附录C: 装配图 38
1 绪 论
改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益,生产上采取专用设备生产的方式。模具,做为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化的特点。
2 冲裁件的工艺分析
零件图
工件简图:如上图所示;
生产批量:大批量;
材料:黄铜H62;
材料厚度:0.8mm;
毛坯精度:IT12。
(1)材料分析
该冲裁件的材料黄铜H62,,具有良好的塑性、较高的强度、硬度,工艺性较好,适合要求较高的零件。
(2)零件结构
该冲裁件结构简单对称,孔的中心与边缘的距离满足加工要求。
(3)尺寸精度
零件图上的尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可看作IT12级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
(4)冲压工序
根据零件图可知内孔采用冲孔,零件的外形轮廓采用落料。
经查公差表,各尺寸公差为:φ2 +0.1 mm φ1
表2-1 标准公差数值(摘自GB/T1800.3-1998)
公差等级
IT2
IT3
IT4
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
基本尺寸/mm
/μm
/mm
≤3
>3~6
>6~10
>10~18
>18~30
>30~50
>50~80
>80~120
>120~180
>180~250
>250~315
>315~400
>400~500
1.2
1.5
1.5
2
2.5
2.5
3
4
5
7
8
9
10
2
2.5
2.5
3
4
4
5
6
8
10
12
13
15
3
4
4
5
6
7
8
10
12
14
16
18
20
4
5
6
8
9
11
13
15
18
20
23
25
27
6
8
9
9
13
16
19
22
25
29
32
36
40
10
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
14
18
22
27
33
39
46
54
63
72
81
89
97
25
30
36
43
52
62
74
87
100
115
130
140
155
40
48
58
70
84
100
120
140
160
185
210
230
250
60
75
90
110
130
160
190
220
250
290
320
360
400
0.10
0.12
0.15
0.18
0.21
0.25
0.30
0.35
0.40
0.46
0.52
0.57
0.63
0.14
0.18
0.22
0.27
0.33
0.39
0.46
0.54
0.63
0.72
0.81
0.89
0.97
0.25
0.30
0.36
0.43
0.52
0.62
0.74
0.87
1.00
1.15
1.30
1.40
1.55
3 冲压工艺方案确定
3.1 冲裁工艺方案的确定
在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上,根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。
3.1.1冲裁工艺方法的选择
冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。
单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。
复合冲裁是在压力机一次行程内,在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。
级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序,排列成一定的顺序,在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上,分别完成工件所要求的工序。
其三种工序的性能见表3-1。
表3-1 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能
比较项目
单工序模
复合模
级进模
生产批量
小批量
中批量和大批量
中批量和大批量
冲压精度
较低
较高
较高
冲压生产率
低,压力机一次行程内只能完成一个工序
较高,压力机一次行程内可完成二个以上工序
高,压力机在一次行程内能完成多个工序
实现操作机械化自动化的可能性
较易,尤其适合于多工位压力机上实现自动化
制件和废料排除较复杂,只能在单机上实现部分机械操作
容易,尤其适应于单机上实现自动化
生产通用性
通用性好,适合于中小批量生产及大型零件的大量生产
通用性较差,仅适合于大批量生产
通用性较差,仅适合于中小型零件的大批量生产
冲模制造的复杂性和价格
结构简单,制造周期短,价格低
冲裁较复杂零件时,比级进模低
冲裁较简单零件时低于复合模
复合模的特点是生产效率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,板料的定位精度要求比级进模低,冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸较小且结构较复杂,制造相对比较难,为提高生产率,根据上述方案分析、比较、宜采用复合模。
3.1.2冲裁顺序的安排
本模具采用的是冲孔、落料两个基本工序,这两个工序可以组成三种可行的方案。
方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模生产;
方案二:冲孔—落料复合冲压,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。
复合模冲裁,其模具结构没有连续模复杂,生产效率也很高,又降低的工人的劳动强度,所以采用复合模生产。
复合模分为正装式复合模和倒装式复合模两种,两种的优点、缺点及适用范围如下:
正装(顺装)式复合模:凸凹模装在上模,落料凹模和冲孔凸模装在下模。
优点:冲出的冲件平直度较高。
缺点:结构复杂,冲件容易被嵌入边料中影响操作。
适用:冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,可以冲制孔边距离较小的冲裁件。
倒装式复合模:凸凹模装在下模,落料凹模和冲孔凸模装在上模。
优点:结构较简单。
缺点:不宜冲制孔边距离较小的冲裁件。
正装式复合模与倒装式复合模两者各有优缺点。正装式较适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。而倒装式复合模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件,模具结构简单。
由于冲裁件结构简单,所以采用倒装复合模。
3.2滑轮连接片毛坯总体结构设计
3.2.1送料方式的确定
由于零件的生产批量是大批量,及模具类型的确定,合理安排生产可用手动送料方式。
3.2.2定位方式的选择
定位包含控制送料进距的挡料和垂直方向的导料等。由于毛坯选择的是条料,零件的精度较高,且采用的是手动送料方式,所以可以采用固定挡料销进行送料方向的定位,采用导料销进行垂直方向的导料。
3.2.3卸料方式的选择
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。
弹性卸料具有卸料与压料的双重作用,主要用在冲料厚在2mm及以下的板料,由于有压料作用,冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。因为工件料厚为1mm,卸料力不大,所以采用弹性卸料装置。
3.2.4导向方式的选择
方案一:采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上,所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。
方案二:采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧,操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。
方案三:四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。
方案四:中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上,导向平稳、准确。只能一个方向送料。
根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式,为提高模具寿命和工件质量,采用中间导柱模架,其特点是导向装置都是安装在模具的对称线上,滑动平稳,导向准确可靠,并能满足工件成型的要求。即方案四最佳。
4 排样及材料利用率的确定
4.1搭边值的确定
排样时冲裁件之间以及与冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料,称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格的零件,增加条料的刚度,方便条料送进,提高劳动生产率。搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时容易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命或影响送料工作。
搭边值通常由经验确定,表4-1所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。
表4-1 搭边a和a1数值
材料厚度
圆件及r>2t的工件
矩形工件边长L<50mm
矩形工件边长L>50mm
或r<2t的工件
工件间a1
沿边a
工件间a1
沿边a
工件间a1
沿边a
< 0.25
0.25~0.5
0.5~0.8
0.8~1.2
1.2~1.6
1.6~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭边值是废料,所以应尽量取小,但过小的搭边值容易挤进凹模,增加刃口磨损表4-1给出了钢(WC0.05%~0.25%)的搭边值。
对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数:
钢(WC0.3%~0.45%) 0.9
钢(WC0.5%~0.65%) 0.8
硬黄钢 1~1.1
硬吕 1~1.2
软黄铜,纯铜 1.2
根据尺寸从表4-1中查出:两制件之间的搭边值a1=1.5,侧搭边值a=1.2。
4.2条料宽度的确定
计算条料宽度有三种情况需要考虑;
(1)有侧压装置时条料的宽度。
(2)无侧压装置时条料的宽度。
(3)有定距侧刃时条料的宽度。
有侧压装置条料宽度公式:
(4-1)
式中:—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸;
—侧搭边值;
其中条料宽度偏差上偏差为0.5,下偏差为△=0.4,见表4-2查出条料宽度偏差。
查表4-2条料宽度偏差为0.15;
根据公式4-2 =(26+2×1.2)
=28.4 mm
表4-2 条料宽度公差(mm)
条料宽度
B/mm
材料厚度t/mm
~0.5
>0.5~1
>1~2
~20
0.05
0.08
0.10
>20~30
0.08
0.10
0.15
>30~50
0.10
0.15
0.20
4.4排样
根据材料经济利用程度,排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种,根据制件在条料上的布置形式,排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。
采用少、无废料排样法,材料利用率高,不但有利于一次冲程获得多个制件,而且可以简化模具结构,降低冲裁力,但是,因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响,所以模具冲裁件的公差等级较低。同时,因模具单面受力(单边切断时),不但会加剧模具的磨损,降低模具的寿命,而且也直接影响到冲裁件的断面质量。
由于设计的零件带圆弧零件,所以采用有费料直排法。
4.5材料利用率的计算
冲裁零件的面积为:
A=[(11+26.79)×25.92]×1/2+(26.79×4.08×0.5)+π142-πR2×146/360°
=489.7584+54.6516+615.75-249.7217
=910 mm2
毛坯规格为:1000×1500(mm)。
送料步距为:S=57.16 mm
条料宽度为:B=46.7 mm
一个步距内的材料利用率为:
η=(nA/BS)×100%
为一个步距内冲件的个数。
η=(nA/BS)×100%
=(1×910/46.7×57.16)×100%
=34%
横裁时的条料数为:
=1500/B
=1500/46.7
= 32
每条件数为:
=(1000-a)/S
=(1000-1.35)/57.16
= 17
板料可冲总件数为:
n=×
=32×17
=544(件)
板料利用率为:
η=nF/1000×1500
=544×910/1000×1500
=33%
纵裁时的条料数为:
n=1000/B
=1000/46.7
=21
每条件数为:
n=(1500-a)/S
=(1500-1.35)/57.16
=26
板料可冲总件数为:
n=n×n
=21×26
=546(件)
板料的利用率为:
η=nF/1000×1500
=546×910/1000×1500
=33.12%
纵裁比横裁的材料利用率高,所以制件采用纵裁法。
图4-1 排样图
5 冲裁力的计算
5.1计算冲裁力相关公式
计算冲裁力的目的是为了选择合适的压力机,设计模具和检验模具的强度,压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适宜冲裁的要求,普通平刃冲裁模,其冲裁力F一般可以按下式计算:
F =KLtτ (5-1)
式中:F—冲裁力(MPa);
—冲裁周边长度(mm);
—材料厚度(mm);
τ—抗剪强度;
K—系数;
系数K是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素而给出的修正系数K,一般取k=1.3。
由于35的力学性能查表5-1可得:抗剪强度τ取500MPa。
表1.3.6 常见优质碳素钢力学性能表
材料名称
牌号
材料状态
抗剪强度
抗拉强度
伸长率
屈服强度
电工用纯铁
C<0.025
DT1、DT2、
DT3
已退火
180
230
26
—
普通碳素钢
Q235
未退火
310~380
380~470
21~25
240
铝
L2、L3、L5
已退火
80
75~110
25
50~80
冷作硬化
100
120~150
4
—
优质碳素结构钢
35
已退火
280~520
355~635
20
300
5.2总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力
影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多,要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验公式计算:
卸料力:
FX =KX×F
推件力:
FT=nKTF
式中:F—冲裁力;
KX—卸料力系数;其值为0.04~0.05(薄料取大值,厚料取小值);
KT—推料力系数;其值为0.55(薄料取大值,厚料取小值);
— 凹模洞口的直刃壁高度(mm);
— 材料厚度(mm)。
由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括:
F—总冲压力;
FZ—总冲裁力;
FX —卸料力;
FT—推料力;
n—同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数n=h/t
5.2.1计算总冲裁力
式中:—落料时的冲裁力;
—冲孔时的冲裁力。
冲裁周边的总长(mm)
落料周长为:
L1=11+3.14×14+2×31.18
=11+43.96+62.36
=117.32 mm
冲孔周长为:
L2=2×3.14×7
=43.96 mm
根据公式(5-1)得冲孔冲裁力:
F1=KPtL1τ
=1.3×43.96×1×500
=28554.5N
=28.554 KN
根据公式(5-1)得落料冲裁力:
=1.3×1×117.32×500
=76258N
=76.258 KN
根据公式(5-5)得总冲裁力:
F=F1+F2
=28554+7626
=104812.5N
=104.8125 KN
5.2.2计算卸料力
查表(5-2)得
根据公式(5-2)得卸料力:
FX=KX×F
=0.05×104.8125
=5.24 KN
5.2.3计算推料力
查表5-2得:KT=0.55 (P103 h=5mm)
根据公式(5-3)得推料力:
FT=nKTF
=h/t×0.55×104.8125
=5×0.55×104.8125
=288.234KN
表2.6.1 卸料力、推件力和顶件力系数
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
钢
≤0.1
>0.1~0.5
>0.5~2.5
>2.5~6.5
>6.5
0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
铝、铝合金
纯铜,黄铜
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
5.3总的冲压力的计算
根据模具结构总的冲压力:
FZ=F+ FX + FT
=104.8125+5.24+288.234
= 398.2865KN
根据总的冲压力,初选压力机为:JB23—35。
6 模具压力中心与计算
模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置,为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大磨损,模具导向零件加速磨损,降低了模具和压力机的使用寿命。
模具的压力中心,可安以下原则来确定:
(1)对称零件的单个冲裁件,冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。
(2)工件形状相同且分布对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
(3)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。求出合力作用点的坐标位置(0,0)(x=0,y=0),即为所求模具的压力中心。
由于制件为对称形状,
基本要素长度L/mm
各基本要素压力中心的坐标值
x
y
L1=11
18.75
0
L2=27.1
-5.79
9.45
L3=52.26
14.3528
0
L4=27.1
-5.79
-9.45
L5=21.99
-11.25
0
L6=21.99
11.25
0
合计=161.44
3.9798
0
由以上计算结果可以看出,该工件的冲裁里不大,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,模具中心乃选在坐标原点O(0,0)。
压力中心
7 冲裁模间隙的确定
设计模具时一定要选择合理的间隙,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,就可以冲出良好的制件,这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin,最大值称为最大合理间隙Cmax。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Cmin。
表2.3.3 冲裁模初始用双面间隙值C(mm)
材料
厚度
08、10、35、
09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
小于0.5
极小间隙
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.75
2.0
2.1
2.5
2.75
3.0
.3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
6.5
0.040
0.048
0.064
0.072
0.092
0.100
0.126
0.132
0.220
0.246
0.260
0.260
0.4000.460
0.540
0.610
0.720
0.940
1.080
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.360
0.380
0.500
0.560
0.640
0.740
0.880
1.000
1.280
1.440
0.040
0.048
0.064
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.220
0.260
0.280
0.380
0.420
0.480
0.580
0.680
0.680
0.780
0.840
0.940
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.380
0.400
0.540
0.600
0.660
0.780
0.920
0.960
1.100
1.200
1.300
0.040
0.048
0.064
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.220
0.260
0.280
0.380
0.420
0.480
0.580
0.680
0.780
0.980
1.140
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.380
0.400
0.540
0.600
0.660
0.780
0.920
1.040
1.320
1.500
0.040
0.048
0.064
0.064
0.090
0.090
0.060
0.072
0.092
0.092
0.126
0.126
注:取08好钢冲裁皮革、石棉和纸板时,间隙的25%。
冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响,此外,冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间均有摩擦,间隙越小,模具作用的压应力越大,摩擦也越严重,从而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小,并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,虽然提高了模具寿命,但出现间隙不均匀。因此,冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。
由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的,所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。
根据实用间隙表 2.3.3 查得材料35的最小双面Zmin=0.1 mm间隙,最大双面间隙Zmax=0.14 mm。
8 刃口尺寸的计算
8.1刃口尺寸计算的基本原则
冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度,模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差,是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现:
(1)由于凸、凹模之间存在间隙,使落下的料和冲出的孔都带有锥度,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。
(2)在尺量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
(3)冲裁时,凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦,凸模越磨愈小,凹模越磨愈大,结果使间隙越来越大。
由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则:
(1)落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时,以凹模为基准,间隙去在凸模上:设计冲孔模时,以凸模尺寸为基准,间隙去在凹模上。
(2)考虑到冲裁中凸、凹模的磨损,设计落料凹模时,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,凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下,人能冲出合格的制件。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;如果对刃口要求过低(即制造公差过大)则生产出来的制件有可能不合格,会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差,则对于非圆形工件按国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT12级制造;对于圆形工件可按IT17~IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差,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。
8.2刃口尺寸的计算
冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法,即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合,后者用于形状复杂或波板工件的模具。
对于该工件厚度只有1mm属于薄板零件,并且无公差要求,为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值,必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件(凸模或凹模)作为基准件,然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件,使它们之间保留一定的间隙值,因此,只在基准件上标注尺寸制造公差,另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这与就不再受间隙限制。根据经验,普通模具的制造公差一般可取(精密模具的制造公差可选4~6μm)。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时,可以发现凸模和凹模磨损后,在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸,这时需要区别对待。
第一类:凸模或凹模磨损会增大的尺寸;
第二类:凸模或凹模磨损或会减小的尺寸;
第三类:凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸。
8.3计算凸、凹模刃口的尺寸
凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。
(1)凹模磨损后变大的尺寸,按一般落料凹模公式计算,即
DA=(Dmax-x△) +δA 0
D=(Dmax-x△-Z)
(2)凹模磨损后变小的尺寸,按一般冲孔凸模公式计算,因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸,即
dT=(dmin+x△) 0 -δT
d=(dmin+x△)
上式中:DA、D--落料凹模尺寸;
dT、d--冲孔凸模尺寸;
Dmax--落料件的最大极限尺寸;
dmin--冲孔件孔的最大极限尺寸;
△--工件制造公差
x--磨损系数
δT 、δA--凸凹模的制造公差,可按IT16--IT17级来选取,也可以查表2.4.1选取,或取δT≤0.4(Zmax-Zmin),δA≥0.6(Zmax-Zmin)。
为了保证初始间隙不超过Zmax即 δT +δA+Zmin≤Zmax, δT 和δA选取必须满足一下条件:δT +δA≤Zmax-Zmin
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
18
18 30
30 80
80 120
120 80
0.020
0.020
0.020
0.025
0.030
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
180 260
260 360
360 500
500
0.030
0.035
0.040
0.050
0.045
0.050
0.060
0.070
规则形状(圆形、方形)冲裁时凹模、凸模的制造
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