冲模主要零部件设计:工作零件结构及冲孔凸模要点解析

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这种做法便是:dT等于七加上某个数值,dA等于七乘以某个数值,然后再加上某个数值,接着是某个数值,第四节 核心构件的规划 工作构件的形态规划 从对模具的理解来看,冲模的核心构件主要有凸模、凹模以及凸凹模等,这些构件具有特定的要求,因此在规划工作构件时必须全面考虑。凹模的厚度和外形规格,关乎其承受的冲切力量,必须确保具备不会导致破裂和形变的足够坚固程度。因为选用复合模具进行加工,并且采取向下排出工件的方法,所以凹模内部必须配置顶件装置,同时需要增设顶件装置的固定结构。冲孔凸模的构思,因冲压零件的形态和规格各异,模具的制造以及安装流程等现实状况也各有差异,因此实际制造过程中所用的凸模构造样式便呈现多样化。圆凸模能够使用高精度外圆磨床进行制作,异形凸模则可以通过慢走丝线切割或成形磨削来加工完成,成形磨削是模具零件成形表面的一种精细加工技术,能够达到高尺寸精度和优良表面加工质量,不过这种方法可能会导致模具间隙分布不均,进而造成冲压件的质量和精度降低,极端情况下甚至可能引发凸模断裂。凸模承受压力,因此承受很大压应力。本连接架零件凸模断面很小,必须校核其强度。要校核最小断面,即危险断面的承压能力和抗弯能力。凸凹模的设计需要考虑工作时的承受力,这种力比较大,所以材料选择和冲孔凸模相同,都是Cr12MoV钢,需要淬火达到HRC60到62的硬度,如果需要,还可以在表面进行渗氮处理。其长度 L 可以通过公式(413)求得: L 等于 H 垫 加上 H 卸 再加上 Y 依据公式(413)计算得出 L = H 垫 + H 卸 + Y Y 代表凸凹模修磨值具体数值 L = 25 + 25 + 8 等于 58 毫米 吉林大学学士学位论文 30 为了让凸凹模能够固定在下垫板上 在凸凹模的底面设置了两个螺栓孔 这些孔用于螺栓安装 采用 M8 的螺栓 安装孔的深度为 20 毫米这个模具里的固定板负责把凸凹模固定住,卸料板主要用来卸下材料、压住材料,同时它也有一点引导方向的功能;凹模板前面说过,它既是凹模的刀口部分,也可以在上面安装凹模的补充块。选择卸料螺钉时,卸料板配置四个此类螺钉,其标称尺寸为16毫米,螺纹规格为M16,螺钉尾部必须预留充足的活动区间,以此确保卸料过程顺畅进行。

规格标记为:弹簧 2 40 40

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弹簧的预紧程度。对于其余部件的构造,上固定板的规格为 251 6 83 1 4 的 HBL 尺寸组合,上垫板的规格为 101 6 83 1 4 的 HBL 尺寸组合,如图 414 所示为上固定板与垫板的平面设计图,如图 415 所示为上固定板的空间制造模型,如图 416 所示为上垫板的空间制造模型。吉林大学学士学位论文,图37,图418,图419,模架及各类零件的挑选,根据凹模外形大小来决定模架型号。上模座厚度为70毫米,上垫板厚度为10毫米,下垫板厚度为12毫米,固定板厚度为25毫米,卸料板厚度为25毫米,凹模厚度为40毫米,下模座厚度为80毫米。依据待选压力机型号 JA2380,参照开式压力机参数清单(附录 2),可知 Hmax 值为 380毫米,Hmin 值为 240毫米,H1 值为 50毫米,这些数值均需代入公式 71进行运算,由此可以推导出 200毫米小于 H 值且小于 325毫米,经过运算得出该模具的闭合高度 H 等于 294毫米,此数值位于 200毫米到 325毫米的范围内,因此开式压力机 JA23— 80,完全符合使用条件。吉林大学学士学位论文第四十四章 有关压弯工序的说明这套模具能够对工件实施一次性压弯成型操作,即单次行程即可达成压弯目标。当此步骤结束后,会继续执行送料、定位、压弯以及落料等环节,以完成下一个行程。参见图六一 冲豁工艺部分示意图。本次设计工作的核心内容,在于完成了连接支架落料冲孔工序的模具方案制定。板料冲压成型属于一种难度较高的塑性加工方式,借助立体绘图软件能够让人更清晰地认识模具的构造以及运作状态,近年来,我国模具行业的产品销售额持续以每年百分之二十左右的幅度攀升,特别是在当前电脑得到广泛使用,科技领域进步飞快的背景下。设计阶段考察了零件的制造可行性,参考了冷冲压模具设计的专业文献,据此明确了模具各个组件的规格,掌握了全套复合模具的构造流程,从中获得了丰厚的知识积累。模具处于开启状态时,把原料安放在凹模内部并实施固定。模具启动后,顶杆驱动顶料板,将制件从凹模中推出。吉林大学学士学位论文图426,是模具的组装示意图,吉林大学学士学位论文图427,是实体的构造示意图,吉林大学学士学位论文图428,是部件分解示意图。下模座的构造图示如下:吉林大学学士学位论文39图424图425,图424是下模座的平面CAD图,图425是下模座的空间模型图,导柱的直径为32毫米长度为180毫米,导套的直径为45毫米长度为110毫米宽度为43毫米。吉林大学学士学位论文 35图 414图 415图 416底部固定构件 251 6 83 1 4  HBL 底部支撑板 121 6 83 1 4  HBL 吉林大学学士学位论文 36图 417 图 417展示了底部固定构件与底部支撑板的平面设计图;图 418呈现了底部固定构件的空间构造形态;图 419显示了底部支撑板的空间构造形态。凸模的修模量确定为四毫米,其设计图见下文:吉林大学学士学位论文,第33页,图413,该图展示的是卸料螺钉的三维造型。卸料板的结构示意图见图411,该图出自吉林大学学士学位论文第32页,图中编号1为固定挡块,其作用是控制冲压时料板的推进量,同时编号1还有一个功能是校准料板的行进方向;编号2由四个螺纹孔组成,这些孔用于固定卸料螺栓;编号3是一个小型的挡块安装位,设置这个位置是为了确保料板在输送环节不会出现方向偏差。凸凹模的绘制方案展示如下:图 49图 410,图 49是凸凹模的平面 CAD 图形,图 48是它的立体 UG模型。制品的轮廓与凹模的切割边缘一致,基于制造工艺和结构强度考量,将凸凹模构造为垂直形态。根据表29可知,St13材料的冲件,其允许的最小凸模相对直径td约为某个数值,并且该模具中凸模刃口的最小壁厚也符合td的取值,因此凸模的承载能力符合标准要求,在单次冲裁过程中,凸模承受的应力呈现拉伸与压缩的交替变化状态。需要重点考量冲裁凸模插入凹模的深度,该值固定为1毫米,而压弯凸模的插入深度则依据零件弯曲的高度来决定,模具闭合时,卸料板与凸模固定板之间必须保持至少27毫米的安全间隙,将所有这些数值代入公式411进行计算,结果如图46所示,该图展示了凸模的固定方法,资料来源于吉林大学学士学位论文第28页,其中冲裁凸模的长度L等于25毫米加上10毫米再加上3毫米,最后加上27毫米,总计为65毫米凸模工作部分的长短,需要看模具的具体构造来决定。固定它的方式主要有好几种,比如靠台肩卡住,或者用铆钉连接,又或者靠螺丝和销钉锁住,还有一种是把粘合剂灌进去固定。凹模整体外形规格长宽高分别为 314 毫米 168 毫米 40 毫米, 相关图纸展示如下, 第 26 页图 43 为凹模的平面设计图, 第 43 幅图是凹模的二维计算机辅助设计图形, 第 44 幅图是凹模的立体造型主视角图, 第 45 幅图是凹模的底部视角图。因此,在当前普遍的生产环境中,一般会参照冲裁零件的形状大小、材料厚度、冲裁力度等要素,进行初步的估算并凭借经验进行调整。尤其是凹模孔的规格,在实际应用中通常与成品尺寸同步确定。分离工序进行时,工作零件既要承受使材料断开的冲击力,又要承受与材料端部强烈的摩擦;成形工序进行时,冲模除了要承受使材料变形的冲击力,其表面还会遭受材料塑性移动造成的强烈摩擦。根据表格数据:最大值为Zmax,最小值为Zmin,因此Z等于Zmax,具体为(表45系数乘以X),材料厚度t(毫米):对于非圆形件,当工件公差为1毫米时,适用范围是1到2毫米;当工件公差为2到4毫米时,适用范围是2到4毫米;当工件公差大于4毫米时,适用范围是大于4毫米;对于圆形件,当工件公差为1毫米时,适用范围是小于1毫米;当工件公差为1到2毫米时,适用范围是小于2毫米;当工件公差为2到4毫米时,适用范围是小于4毫米;当工件公差大于4毫米时,适用范围是小于大于4毫米;当工件公差为1毫米时,适用范围是大于1毫米;当工件公差为1到2毫米时,适用范围是大于2毫米;当工件公差为2到4毫米时,适用范围是大于4毫米;当工件公差大于4毫米时,适用范围是大于大于4毫米;对于非圆形件,当工件公差为1毫米时,适用范围是小于1毫米;当工件公差为1到2毫米时,适用范围是小于2毫米;当工件公差为2到4毫米时,适用范围是小于4毫米;当工件公差大于4毫米时,适用范围是小于大于4毫米;对于圆形件,当工件公差为1毫米时,适用范围是大于1毫米;当工件公差为1到2毫米时,适用范围是大于2毫米;当工件公差为2到4毫米时,适用范围是大于4毫米;当工件公差大于4毫米时,适用范围是大于大于4毫米;采用凸模和凹模分开加工方式,适用于该零件,该零件只有一个圆形的孔。模具型腔边缘磨损时,其轮廓尺寸会逐渐增加。在实际制造环节,通过理论计算设定间隙的方式并不实用,因此通常借助查阅相关数据表来设定合适的间隙数值。为了应对模具在使用期间因磨损导致间隙增大的情况,在开发与制造新模具时,应选用尽可能小的标准间隙值 Cmin。然而,当间隙持续变大,由于毛刺尺寸也随之增加,这会使得卸料和顶出工件所需的力急剧上升。冲裁时,间隙变大,材料承受的拉力会增强,材料更容易断开,所以冲裁所需的力会降低。这个零件是中心对称的,它的受力平衡点位于中间孔的中心位置。吉林大学学士学位论文第20页提到,最大倾斜角度为30度。工作台的长宽尺寸分别是540毫米和800毫米左右。行程长度为一百三十毫米,该设备配备两个活动部件,施压稳定且调节方便,能够满足较复杂的中型到大型零件的成型需求,确保所使用的机械设备的性能与产品加工对性能的要求相匹配,力求避免性能不足或资源浪费现象。一个步距的用料效率(见图 42) η=A /BS 100% (见公式 42) 其中 A 代表单个步距中零件的真实面积,B 是条料横向尺寸,S 指步距,η =/( 35*) 100%=%(该实际面积 A 是通过 UG 模拟获得的) 关于冲压力的确定 冲裁所需之力计算时,采用平刃冲裁方式,其冲裁力F通常依照下列公式进行计算: F=KLtτb (见公式 43) 这里 F 指冲裁的力,L 为冲裁的边缘总长,t 是材料的厚度,τb 是材料抗剪能力,K 是一个修正因子,这个因子 K 考虑了实际制造过程中模具间隙大小不一和分布不均,以及刃口逐渐钝化、板材力学性质和厚度变化等种种因素造成的影响,一般取值为K=确定进距时,须确保最小条料宽度能形成足够的连接边,在冲裁过程中工件四周有足够连接边;同时最大条料宽度需使条料能在导料板间顺畅输送,并留有适当空隙,避免影响送料。根据模具构造与制造成本,选择废料排样方式,直排最为适宜。冲裁件尺寸完全依赖模具保证,因此冲件精度高,模具使用寿命长,但材料使用效率较低。DIN 16231后来被EN 10130所取代,该标准适用于精密深冲用冷轧板。其化学成分(百分比)包括,碳含量,氮材料性能,最小值,最大值,近似值,分别为,C,N,250,屈服强度σ s (Mpa),270,抗拉强度 σ b( Mpa),370,伸长率 δ(%), L0 = 80 mm,硬度,57,HRB,另据表42中的数据,ST13的机械特性与08F钢材相近,具有良好的压延表现。该零件采用 St13 材料,厚度为 ,根据资料查询,该材料的屈服力为 240兆帕,抗拉力介于 270到370兆帕之间,延伸程度达到 34%。从材质特性和加工精度角度考虑,这种材料非常适合进行冲压制造。导柱设置在模具的中央对称位置上,确保了运行过程中的平稳性和精确性。 方案三:采用四导柱模架结构。这种模具常见于两种加工方式,一种是水平推进的连续模,另一种是垂直下料的冲切模,或者是两者结合的混合型模具。模具底部构成一个长方形凹槽,主要作用是