冲裁模具设计项目说明指导书.doc

工件名称：焊片
生产批量：大批量
材料：H62
厚度：0.7mm
1、 零件工艺性分析
（1）构造工艺性 该零件构造简朴，形状基本对称，无悬臂和凹槽，孔边距不不大于1.5倍料厚，孔径不不大于无保护装置凸模冲孔最小尺寸，可以直接冲出，因而比较适合冲裁。
（2）精度 该零件尺寸均未注公差普通尺寸，按照惯例取IT14级别，因而可以通过普通冲裁方式保证零件精度规定。
（3）原材料 H62材料适合普通冲裁加工。
综上所述，该零件具备良好冲裁工艺性，适合冲裁加工。
2、 工艺方案拟定
该零件需要落料、冲孔两道工序完毕，可采用方案有三种：
方案一：单工序冲裁，先落料在冲孔。
方案二：复合冲裁，落料冲孔同步完毕。
方案三：级进冲裁，先冲孔再落料。
由于是大批量生产，因而方案一不满足生产效率规定。如果采用方案三话，材料需要保证形位精度，则需要在模具上安装导正销导正，模具制造和安装较复合模复杂。因而采用方案二，即复合冲裁。
3、 模具总体设计
采用倒装复合模。
（1）送料及定位方式 采用手动送料，导料板导料，挡料销挡料。
（2）卸料与出件方式 采用弹性卸料装置卸料，刚性推件装置推件。
（3）模架选用 选用中间导柱导向滑动导向模架。
4、工艺计算

（1）排样设计
依照零件形状，选取有废料直对排样类型，查表3-3得搭边a=2mm,侧搭边a1=1.5mm，查表3-4得裁板误差△=0.5mm,进距为S=6+2+4.5+2+6=20.5mm，条料宽度B=24+1.5×2+0.5=27.5mm，于是得到下图所示排样图2。
图2
原材料规格普通选用600mm×1200mm×0.7mmH62黄铜，可以剪切成每块27mm×1200mm×0.7mm,可以剪切成22条，每条条料可以冲出117个零件，由图1可以计算出该零件面积为A=128.61mm²,则材料运用率为
H=NA/LB=117×22×16492/600×1200×100%=59.0%
（2）冲裁工艺力计算
由于采用复合模冲裁，则总冲裁力F为落料力F1和冲孔力F2之和，其中：H62(硬质)普通抗剪强度为412MPA
落料力F1=KL1tΤb=1.3×（12×3.14－4.5/12×0.5×12×3.14+9.75×2+3.14×2.25）×2×0.7×412N=42.89KN
冲孔力F2=K2L2tΤb=1.3×(6.3×3.14+3.14×1+2×1)×2×0.7×412N=18.70KN
总冲裁力：
F=F1+F2=42.89KN+18.70KN=61.59KN
卸料力F3=K3F1=0.04×42.89KN=1.72KN
查表3-30得n=5/0.7=7；K3、K4由表3-8查得。
推件力F4=nK4F2=0.06×18.70×7=7.85KN
（3） 压力中心计算
图三

1）建立图三所示坐标系，垂直方向为Y轴，水平为X轴。
2）因零件左右对称，即 x c ＝0。故只需计算 y c 。 将工件冲裁周边提成 Φ12圆弧、Φ6.3圆、R2.25圆弧、竖直方向直线段、R1小孔段基本线段，求出各段长度重心位置。
Φ12圆弧周长33.09mm，y=-5.43
Φ6.3圆y=0
竖直方向直线段周长20.38mm，y=10.655
R2.25圆弧周长7.068mm,y=17.19
R1小孔段周长5.14mm,y分别为16.39,14.11,15.25
因而，单个压力中心为y=237.40/65.68=3.61mm,即单个压力中心坐标（0,3.61）
总压力中心为y=（3.61+8.39）/2=6，x=(0+10.25)/2=5.13,总压力中心坐标为（5.13,6）
5、 初选压力机
总冲压力=++=（61.59+1.72+7.85）KN=71.16KN
查《冲压模具设计实用教程》P154附录B2，初选用JB23-10和JB23-16。
6、模具零件详细设计
（1）工作零件设计 该零件属于无特殊规定普通冲孔落料件，外形尺寸由落料获得， 小孔尺寸则由冲孔得到。
1）模具间隙 选用iii类冲裁间隙，查表3-20得：单边间隙C=（5～8）%t，故Cmin=0.05×0.7=0.035mm，Cmax=0.08×0.7=0.056mm
2）冲孔φ6.3 孔凸凹模刃口尺寸计算；
由于制作简朴，精度规定不高，因此采用凸模和凹模分开加工办法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下：凸凹模制造公差按照IT7、IT8取用，凸模制造公差δp=0.015mm，凹模制造公差δd=0.022mm，满足δd+δp≤2（Cmax-Cmin）
查表3-24得x=0.5,△=0.362
凸模尺寸：d =(d+x△) =(φ6.3+0.5×0.36) =φ6.48
凹模尺寸：d =(d +2Cmin) =(φ6.48+2×0.035) =φ6.55
3）冲椭圆孔孔R1 孔凸凹模刃口尺寸计算:
尺寸比较小，采用凸凹模配作法，以冲孔凸模尺寸为基准，以磨损后减小尺寸来计算
尺寸3：x=0.5,△=0.40,a =(a+x△) =(3+0.5×0.40) =3.20
尺寸R1：x=0.5,△=0.20,a =(a+x△) =(1+0.5×0.20) =1.10
尺寸2：x=0.5,△=0.40,a =(a+x△) =(2+0.5×0.40) =2.20
4）外形落料凸模、凹模刃口尺寸计算
此落料件为形状较为复杂零件，因此运用凸凹模配作法，这种办法有助于获得最小合理间隙，放宽对模具加工设备精度规定。以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸公差等，拟定 x 采用配作法，这里以第一类尺寸，即磨损后增大尺寸来计算：
查表3-24得：尺寸Φ12x=0.5，△=0.20
尺寸24x=0.5,△=0.40
尺寸R=2.25x=0.5,△=0.20
查《实用冲压技术手册》P43可以懂得当δd、δp无现成资料时候，普通取δd=2δp,δp=△1/4。因而：尺寸Φ12A1=（Φ12-0.5×0.2） Φ11.9
尺寸24A2=（24-0.5×0.4） =23.80
尺寸R=2.25A3=（2.25-0.5×0.2） =2.24
落料凸模基本尺寸与凹模相似，分别是 23.80mm,2.24,11.9 不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值 Zmin=0.140mm
5)落料凹模构造设计及原则选用
凹模采用整体式凹模，外形为矩形，落料凹模材料选用Cr12MoV，热解决60～64HRC。各冲裁凹模孔均采用线切割加工。安排凹 模在模架上位置时，要根据计算压力中心数据，使压力中心与模 柄中心重叠。整体式凹模装于上模座上，凹模高度可按经验公式计算:
查表3-29得K=0.32 ，凹模高度H=Kb=0.32×24=7.68<15mm,故取H=15mm
凹模壁厚c=(1.5～2)H=22.5～30,故取c=30mm,
凹模长度L=+2c=23.80+2×30=83.80mm
凹模宽度B=+2c=18.50+2×30=78.50mm
查表3-31得实际凹模尺寸：L×B×H=125×100×16
6) 落料凸模（凸凹模）设计
结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个M6螺钉固定在垫板上，凸模长度L=h1+h2+t+（h1为固定板厚度，h2为卸料板厚度，t为冲板料厚度，为增长长度）
L=16+12+0.7+15mm=43.7mm，采用比较原则长度45mm。
7）冲孔Φ6.3凸模构造设计及原则选用
采用倒装复合模装置，因而其凸模长度按照L=h1+h2计算：
（h1为固定板厚度，h2为落料凹模厚度）
L=16+16mm=32mm
选用惯用原则圆柱头缩杆圆凸模构造形式，查表3-27得 13mm×6.48mm×45mm
JB/T5826-，材料选用Gr12MoV，故热解决硬度为58～62HRC。由于凸模长度只要32mm，故采用45mm原则件，然后裁掉13mm即可。
8） 冲非圆形孔（长度为3，宽度为2，R为1）凸模设计
材料选用Gr12MoV，故热解决硬度为58～62HRC。结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用一种横销固定在垫板上。凸模长度为32mm.
（2）其她板类零件设计
1）模架选用
采用中间导柱滑动导向模架，查《冲压模具设计实用教程》
由GB/T2855.11-1990查得：上模座125×100×30
由GB/T2855.2-1990查得：下模座125×100×35
材料都选用HT200 GB/T9436-1998
2） 固定板、垫板设计
由于落料凹模尺寸比较大，因而直接用M6螺钉固定在冲孔凸模固定板上。
固定板采用经验公式，普通为凹模厚度0.6～0.8倍，因而凸模固定板厚度在9.6～12.8，查《冲压模具设计实用教程》P162页，取16mm作为厚度，即凸模固定板尺寸：125×100×16，材料45钢 JB/T7643.2。相应选出冲孔凸模垫板尺寸，采用矩形垫板，厚度6mm，故垫板尺寸为125×100×6 材料45钢 JB/T7643.2，
3） 卸料板选用
查表3-39得卸料板厚度为12mm，则卸料板尺寸为125×100×12 45钢，热解决硬度43～48HRC，在模具启动状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口 0.3～ 0.5mm，以便顺利卸料。
（3）导柱导套选用
查《冲压工艺及模具设计课程设计指引书》表10-39、表10-42得：
滑动导向导柱 A h5 18×130 GB2861.6-81
滑动导向导套 A H6 18×70×28 GB2861.6-81
滑动导向导柱 A h5 20×130 GB2861.6-81
滑动导向导套 A H6 20×70×28 GB2861.6-81
材料：20Gr，表面渗碳，硬度58～62HRC
（4） 模柄选用
依照初选设备JB23-10模柄孔尺寸，查《冲压工艺及模具设计课程设计指引书》表10-47得，压入式模柄（GB2862.1-81）A 30mm×78mm，采用45钢。

（5）推件块设计
推件块外形与落料凹模孔单边保持0.1mm间隙，推件块内孔与冲孔凸模采用H8/f8间隙配合，推件块台阶高度为5mm，总高度10.5mm。
（6）螺钉、销钉选用
查表3-43，选用M6内六角圆柱头螺钉，直径为Φ6mm圆柱形销钉，其中卸料螺钉参照《冲压模具设计实用教程》P34页装配。
（7）挡料销、导料销选用
采用活动挡料销，查《冲压模具设计实用教程》P167页附录H62，可得挡料销长度14mm，故尺寸为3×14 JB/T7649.9 导料销构造、尺寸跟挡料销同样。
7、设备选取及校核
（1）设备选取
选用JB23-10压力机，查《冲压模具设计实用教程》P154页，附录B2，重要参数如下：
公称压力：100KN
最大闭合高度180mm，闭合高度调节量35mm,
工作台尺寸：240mm×376mm，模柄孔尺寸：Φ30mm
（2） 设备验收 重要检查平面尺寸和装模高度。
由GB/T2855.2-1990查得：下模座125×100×35可知：下模座平面最大外形尺寸为200mm×160mm，长度方向单边不大于压力机工作台面尺寸（376-200）mm/2=88mm。
模具闭合高度为：30+6+6+16+16+45+35-（0.7+1）=152.3mm＜180mm，因而所选设备适当。
8、绘图