冷冲压模具设计与制造实例

第八章冷冲压模具设计与制造实例内容简介：本章基于现代企业生产环境，系统总结了冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤，并辅以案例说明。学习目的与要求：1．掌握冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤；2．能系统进行中等偏复杂冲压件的成形工艺、模具结构及模具制造工艺的设计。重点：冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法和步骤。难点：灵活应用冲压工艺设计、冲模设计和冲模制造的方法。1第一节概述冲压模具设计与制造技术是一项技术性和经验性都很强的工作。包括：冲压工艺设计、模具设计、模具制造三者关系：相互关联、相互影响。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据；冲模设计的目的是保证实现冲压工艺；冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。第八章冷冲压模具设计与制造实例2第二节冷冲压模具设计与制造实例工件名称：手柄生产批量：中批量材料：Q235-A钢材料厚度：1.2mm第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例3第二节冷冲压模具设计与制造实例1．冲压件工艺性分析第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例冲压工序：只有落料、冲孔；材料：为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；结构：相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm（大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。4第二节冷冲压模具设计与制造实例2．冲压工艺方案的确定第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。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。方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便；方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。结论：采用方案三为佳。5第二节冷冲压模具设计与制造实例3．主要设计计算第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例（1）排样方式的确定及其计算（2）冲压力的计算冲压力的相关计算根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。6第二节冷冲压模具设计与制造实例3．主要设计计算第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例（3）压力中心的确定及相关计算因冲裁力不大，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，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。凹模型口图7第二节冷冲压模具设计与制造实例（4）工作零件刃口尺寸计算第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例因工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。（5）卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算8第二节冷冲压模具设计与制造实例4．模具总体设计第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例（1）模具类型的选择级进模（2）定位方式的选择导料板，无侧压装置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。（3）卸料、出件方式的选择弹性卸料，下出件（4）导向方式的选择中间导柱的导向方式9第二节冷冲压模具设计与制造实例5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计①落料凸模直通式，采用线切割加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。②冲孔凸模台阶式③凹模整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例10第二节冷冲压模具设计与制造实例（2）定位零件的设计两个导正销，分别借用工件上φ5mm和φ8mm两个孔作导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为8×16。φ8mm导正销11第二节冷冲压模具设计与制造实例（3）导料板的设计（4）卸料部件的设计①卸料板的设计②卸料螺钉的选用（5）模架及其它零部件设计第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例12第二节冷冲压模具设计与制造实例6．模具总装图（右图）第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例7．冲压设备的选定8．模具零件加工工艺模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。13第二节冷冲压模具设计与制造实例9．模具的装配第八章冷冲压模具设计与制造实例一、冲裁模设计与制造实例根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。14第二节冷冲压模具设计与制造实例零件名称：盖生产批量：大批量材料：镀锌铁皮材料厚度：1mm第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例15第二节冷冲压模具设计与制造实例1．冲压件工艺性分析第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例冲压工序：落料、拉深；材料：为镀锌铁皮，具有良好的拉深性能，适合拉深；结构：简单对称；精度：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求。16第二节冷冲压模具设计与制造实例2．冲压工艺方案的确定第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。方案二：落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难；方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。结论：采用方案二为佳。17第二节冷冲压模具设计与制造实例3．主要设计计算第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例（1）毛坯尺寸计算根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D.（2）排样及相关计算采用有废料直排的排样方式。（3）成形次数的确定阶梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38，据t/D=1/90.5=1.1，查表发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。18第二节冷冲压模具设计与制造实例（4）冲压工序压力计算第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件。根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25。（5）工作部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。19第二节冷冲压模具设计与制造实例第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例4．模具的总体设计（1）模具类型的选择落料-拉深复合模（2）定位方式的选择导料板（固定卸料板与导料板一体）+挡料销（3）卸料、出件方式的选择固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力（4）导向方式的选择中间导柱的导向方式20第二节冷冲压模具设计与制造实例为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。（2）其它零部件的设计与选用①弹性元件的设计顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。②模架及其它零部件的选用第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构。21第二节冷冲压模具设计与制造实例6．模具总装图7．冲压设备的选定8．工作零件的加工工艺本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要采用车削。9．模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。第八章冷冲压模具设计与制造实例二、拉深模设计与制造实例22材料：Crl2MoV热处理：58～62HRC（a）的技术要求：尾部与凸模固定板按H6/m5配合第八章冷冲压模具设计与制造实例23材料：Crl2MoV热处理：60～64HRC第八章冷冲压模具设计与制造实例24材料：CrWMn热处理：工作部分局部淬火，硬度60～64HRC第八章冷冲压模具设计与制造实例25第八章冷冲压模具设计与制造实例材料CrWMn热处理60～64HRC26第八章冷冲压模具设计与制造实例材料CrWMn热处理60～64HRC27盖落料-拉深复合模第八章冷冲压模具设计与制造实例1-凸凹模2-推件块3-固定卸料板4-顶件块5-落料凹模6-拉深凸模28