文档介绍：某零件冲压模具设计
1 前言
日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。
随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展,冲压加工技术的应用愈来愈广泛,模具成形已成为当代工业生产的重要手段。
2 工件工艺性分析及方案确定
图2-1 零件图
由零件简图2-1可见,该工件的加工涉及到落料、冲孔、翻边或拉深等工序成形。
该零件的外径为Φ54mm,属于小制件,形状简单且对称,适于冲裁加工。
查《冷冲压模具设计与制造》、外形所能达到的经济精度,因制件形状简单、对称,冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13。
±。
µm.
查《冷冲模设计》表2—3,得材料10号钢的力学性能如下表:
表2-1 10号钢的性能
抗剪强度τ
255~333MPa
抗拉强度σb
294~432MPa
屈服点σs
206MPa
伸长率δ
29%
材料10钢,其冲压性能较好,孔与外缘的壁厚较大,复合模中的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。
翻边工件边缘与平面的圆角半径r=(2~3)t
翻边的高度h=8≥=
翻边的相对厚度d/t=>(~2),所以翻边后有良好的圆筒壁
冲孔毛刺面与翻边方向相反,翻边后工件质量没大影响。
查《中国模具设计大典》第3卷,第35页,,,而制件为Φ28,即满足翻边性能。
总体看来:该制件均满足冲裁工艺性和翻边工艺性,适于冲裁加工。
由预冲孔公式可以得到翻边高度H的表达式:
H=D-d2++ (2-1)
或H=D2(1-dD)++
=D2(1-K) ++
若将Kmin带入上式,则可得到许可的最大翻边高度Hmax
Hmax=D2(1-Kmin)++
其中 D—翻边后的中经(mm)
Kmin—极限翻边系数
r—翻边圆角半径(mm)
t—材料厚度(mm)
查《冷冲模设计》,表7-1低碳钢圆孔极限翻边系数
这里凸模采用圆柱形平底型式孔的加工方式为冲孔
因相对厚度d/t= 得Kmin=
于是Hmax=282(1-)+×2+×1
=(mm)
因工件高度H=Hmax,所以在平板上能一次性翻边成形
工艺方案确定
根据工件形状,初步确定采用落料、冲孔和翻边等工序,现确定以下方案:
方案一:一套落料、冲孔、翻边复合模
方案二:一套落料、冲孔、翻边单工序模
方案三:一套落料、冲孔、翻边连续模
单工序模、连续模和复合模的相互比较见表2-2
表2-2单工序模、连续模和复合模的性能比较
项目
单工序模
连续模
复合模
工作情况
尺寸精度
精度较高
可达IT13~10级
可达IT9~8级
工件形状
易加工简单件
可加工复杂零件,如宽度极小的异形件、特殊形件
形状与尺寸要受模具结构与强度的限制
孔与外形的位置精度
较高
较差
较高
工件平整性
推板上落料,平整
较差,易弯曲
推板上落料,平整
工件尺寸
一般不受限制
宜较小零件
可加工较大零件
工件料厚
一般不受限制
~6mm
~3mm
工艺性能
操作性能
方便
方便
不方便,要手动进行卸料
安全性
比较安全
比较安全
不太安全
生产率
低,压力机一次行程只能完成一道工序,但在多工位压力机使用多副模具时,生产率高
高,压力机一次行程内可完成多道工序
较高,压力机一次行程内能完成两道以上工序
条料宽度
要求不严格
要求严格
要求不严格
模具制造
结构简单,制造周期短
结构复杂,制造和调整难度大
结构复杂,制造难度大
总的看来:方案一:生产效率高,因为滑块下行一次既完成落料、冲孔和翻边等工序,不存在定位误差,同轴度高,因此冲压出来的制件精度也较高;但模具结构较复杂,因此模具制造难度大。
方案二:生产效率不高,由于要多机床或多道工序完成,致使生产效率和经济效益都降低;但模具制造周期短。