垫片冲压模具设计及凸模强度校核方法与要点解析

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以某种冲压模具的垫片为案例,详细阐述了该模具的卸料装置、模板设计、导向及定位等关键结构的设计策略与关键点;同时,提出了凸模的强度验证方法,构建了相应的数学模型,并在软件中进行了编程,生成了凸模强度验证的计算工具,通过此工具完成了强度验证的计算,验证了所设计凸模的强度符合设计要求。随着我国社会经济的不断进步,模具在工业领域的地位日益凸显。冲裁技术,即通过使用一对工具,如冲裁模的凸模与凹模,或剪床的上剪刃与下剪刃,在压力机的压力作用下,对板材或工件进行封闭轮廓的切割分离,这种加工方式以其高效、优质、低成本等优势,在现代工业中发挥着关键作用。以垫片冲模为例,详细讲解了模具的设计和凸模的强度校核。

1模具设计

冲压低碳钢板时,因其硬度较高,因此卸料板设计为固定式;同时,模板则采用嵌入式结构,并配合滑动导柱进行导向;鉴于凸板尺寸较小,为避免模板承受过大压力,特加设淬火垫板;此外,还采用了侧刃与导正钉相结合的方式进行联合定位。模具的装配情况可参考图1。

2凸模强度校核

2.1数学模型

对凸模抗压能力进行校核时,需确保凸模在正常工作状态下,其最小截面所承受的压力应力不得超过凸模材料所能承受的允许压应力。鉴于文章中提到的冲孔凸模截面面积小于落料凸模截面面积,因此有必要对冲孔凸模的抗压能力进行校核。对于圆凸模,力F可表示为πdtτ,面积A则为1/4πd²。将这两个值代入公式(1)中,我们可以得到不等式d≥4tτ[δ]。考虑到凸模材料为普通工具钢,其许用压应力[δ]设定为1300MPa;在冲压低碳钢板时,板料的抗剪强度τ为300MPa,而板料的厚度为5mm。模柄、垫板、凸模固定板、侧刃、冲孔凸模、落料凸模、卸料版、导正钉、凹模、模架、下模座、上模座、内六角圆柱头螺钉M6×20、销6m6×30、内六角圆柱头螺钉M6×20、内六角圆柱头螺钉M12×50、销12m6×50、六角头螺栓-全螺M6×20、内六角圆柱头螺钉M12×45、销12m6×55,在进行凸模纵向抗弯能力的校核时,可借助欧拉公式,该公式适用于杆件在轴向压力作用下的抗弯校验。文章中冲孔凸模有导向,相当于一端固定,另一端铰支的压杆

2.2计算器

凸模强度校核计算器_垫片冲模结构设计_冲压模具的设计

目前,众多编程语言变得愈发简单明了,使得开发计算器等应用变得轻而易举。鉴于凸模强度校核涉及众多计算步骤,任何微小的设计变动都需重新进行计算,因此,编程的目的在于借助计算机的力量实现特定目标或解决特定问题。

2.3强度校核

冲孔凸模的形状与尺寸详见图3,依据设计所规定的几何参数,相关数据被输入至计算器进行计算。

该文阐述了垫片冲模模具中卸料板、模板、导向及定位等核心部件的设计技巧与重点;借助软件编制的计算工具,对凸模的强度进行了核实,操作简便快捷,为设计工作提供了可靠的理论依据。