支架连接板的模具设计(冲压模设计实例).docx

支架连接板的模具设计
一支架连接板零件如图一所示，材料为Q235钢板，料厚为，该零件年产量为20万件，要求制定冲压工艺方案并进行模具设计。

图一 冲压件图
1. 分析零件的冲压工艺性
该连接板形状简单、结构对称，除孔距有公差要求外，其余尺寸为自由公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。的孔边距外轮廓的距离（20/2-8.5/2=5.75）大于凸凹模允许的最小壁厚，故考虑采用复合冲压工序。
2. 确定冲压工艺方案
该零件包括落料和冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：
方案一：先落料后冲孔，采用单工序模生产。
方案二：落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。
方案三：冲孔一落料级进冲压，采用级进模生产。
上述三个方案中，方案一模具结构简单，需要两副模具，生产率较低，难以满足该零件的年产量。方案二需要一副模具，冲压件的形状精度和尺寸精度易于保证，且生产效率高，模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三需要一副模具，生产率高，但冲制的制件精度较复合模冲制的制件精度低。在级进模中为给条料定位需要设置导正销，故其模具结构较复合模复杂。通过上述方案分析、比较，宜采用方案二。
3. 工艺计算
1) 排样设计
该零件采用直排式排样形式如图二所示，搭边值为和，可算出送料进距为，材料宽度为，查出剪板机剪料的精度并标注于图中。

图二 排样图
一个步距内的材料利用率：

2) 凸、凹模工作部分尺寸计算
由文献1中的表2-2可查得凸、凹模间隙分别为：
，
又有文献1表2-4可查得
采用分别加工法制造模具。凸模制造精度和凹模制造精度分别取：

确定凸、凹模工作部分尺寸：
落料：先计算凹模尺寸，再计算凸模尺寸。落料20时，尺寸20的自由公差按IT14选取，；取，、的计算如下：

冲孔：先计算凸模尺寸，再计算凹模尺寸。冲8.5的孔时，尺寸8.5的自由公差按IT14；；取，、的计算如下：

孔距：孔距是不变尺寸：

孔距：

式中：，取0.037。
3) 计算冲压力，选择压力机。
落料力：

式中：取，143是冲裁件冲裁周长。
冲孔力：

卸料力：

式中：可由文献1表2-5查得。
推料力：

式中：可由文献1表2-5查得，为卡在凹模内的冲孔废料数目，现取。
根据复合模结构，总的冲压力为：

为满足冲压力的要求，可选用的开式压力机。
4. 模具结构总体设计
根据冲压工艺方案，已确定采用复合模结构，根据该零件特点可用倒装复合模结构；采用弹压卸料、刚性推件；条料在模具中的定位采用活动挡料销；采用纵向送料；为了操作方便，采用后侧导柱滑动模架。
5. 工作零件结构尺寸
落料凹模板尺寸：
凹模厚度：
式中系数可由文献1表2-9查得为0.25，为冲裁件最大外形尺寸。
凹模壁厚：，实取30。
凹模板边长：
凹模板宽度：
由文献2，查标准JB/T-7643.1-94确定出凹模板外形尺寸为：。
凸凹模尺寸：
凸凹模厚度：
其中： ——凸凹模固定板厚度；
——弹性卸料板厚度；
——增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）
凸凹模内外刃口间壁厚校核：由文献1表2-10可查得冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为3.8mm，该壁厚为5即可。故该凸凹模侧壁强度足够。
冲孔凸模尺寸：
凸模长度：
其中：——凸模固定板厚度；
——凹模板厚度；
——附加长度
凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。
6. 其它模具零件结构尺寸
根据倒装复合模形式特点: 凹模板尺寸并查标准JB/T-7643.1-94，确定其它模具模板尺寸列于表1：
表一 模具的其它零件尺寸
序 号
名 称
长宽厚
材 料
数 量
1
上垫板
1251006
T8A
1
2
凸模固定板
12510014
45
1
3
卸料板
12510012
45
1
4
凸凹模固定板
12510016
45
1
5
下垫板
1251006
T8A
1
7. 选择典型组合和压力机规格
根据凹模周界尺寸并查文献2（GB/T 2831.1-1981）选择复合模矩形厚凹模典型组合,上下模座厚度分别为30和35，模具的闭合高度在120~150之间。根据总的冲压力和模具闭合高度，进一步选择压力机的规格，查GB/T 14347——1993可选用开式固定台压力机，其主要工艺参数如下：
公称压力：160KN；
　　滑块行程：71mm；
　　行程次数：115次∕分；
　　最大闭合高度：180mm；
　　工作台尺寸（前后×左右）：355mm ×500mm。
8. 绘制模具装配图和零件图
按照确定的复合模结构形式和标准模架，绘制出装配图如附录所示。

参考文献
[1] 党根茂，骆志斌，李集仁编. 模具设计与制造. 西安：西安电子科技大学出版社，2006
[2] 中国机械工程学会中国模具设计大典编委会编著. 中国模具设计大典. 北京：机械工业出版社，2003