单工序冲裁模(落料模)设计

单工序冲裁模（落料模）设计

零件名称：铁芯片 材料：D21硅钢板 材料厚度：t=0.5mm

1.冲压件工艺分析

①材料：该冲裁件的材料硅钢板，具有较好的可冲压性能。 ②零件结构：该冲裁件结构简单，形状对称，比较适合冲裁。

③尺寸精度：零件图上除30±0.17之外，其余没标尺寸的可按IT14级确定工件尺寸的公差。按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。查公差表可得各尺寸公差为：

零件外形：500 -0.62mm 350 -0.62mm 150 -0.43mm 100 -0.36mm 7.50

-0.36mm 补标公差后零件尺寸如右图

2.冲压件的工艺方案确定

通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。

3、工艺计算 ⑴排样设计

为保证冲裁件的质量，模具寿命和操作方便，采用有搭边，单排排样，如下图所示，由表1-21得，冲裁件之间的搭边值a 1=1.5mm,冲裁件与条料件侧边之间的搭边值a=2mm 。

计算条料的宽度：b=50+2×2=54(mm) 计算条料的步距：A=35+1.5=36.5(mm)

一个步距内材料的材料利用率：

η＝nF/bA ×100％=1x1350÷(54×36.5)×100％ =68.5％ 其中一个进距内的冲压数目n=1；

因选用了1000mm ×2000mm 的板料，可将板料剪裁为37张条料（54mm ×1000mm ），每张条料可冲27个工件，则η总为：

η总＝nF 1/LB ×100％=999×1350÷(1000×2000)×100％ =67.4％ 冲压件面积可以简化为矩形面积50×35，减去两个槽的面积，所以：F ＝50×35－2（20×10）＝1350（mm ）

⑵冲压力与压力中心的计算 ①冲压力的计算 落料力为：

F 落＝Lt σ b 其中：

L=（50×2+35×2+20×4）=250(mm) 材料厚度t=0.5mm;

材料:D21硅钢板，查表1-3，σ b =225Mpa,则： F ＝250×0.5×225＝28（kN ）

根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和漏料出件，卸料力F x ＝K x F,取K x ＝0.05,则：

F x ＝0.05×28＝1.4（kN ）

推件力F T ＝nK T F,去凹模刃壁垂直部分高度h ＝6mm,t ＝0.5mm,n ＝4/0.5=8;取K T ＝0.06，则： F T ＝8×0.06×28＝13（kN ）

总冲压力F 总＝F+ F x + F T ＝28+1.4+13＝42.4（kN ） 选用的压力机公称压力P ≥(1.1~1.3) F 总

取系数为1.3，则P ≥1.3F 总＝1.3×42.4＝55（kN ）

初选压力机公称吨位为63kN,型号为J23-6.3，其主要工艺参数如下：

公称压力：63KN; 滑块行程：50mm;

行程次数：160次∕分; 最大闭合高度：170mm; 闭合高度调节量：40mm ，（最小闭合高度：130mm ）; 工作台尺寸（前后×左右）：200mm ×315mm; 模柄孔尺寸：直径30mm,深度50mm; 工作垫板：厚度40mm,直径110mm 。

②压力中心的计算

按比例画出工件图，选定坐标系XY，如右图所示。

由于零件左右对称，所以压力中心一定在Y轴上，

即：x

＝0。零件轮廓线上各部分标记如右图。

L1＝50－10×2＝30，Y1＝0;

L2＝35×2＝70，Y2＝17.5;

L3＝20×4＝80，Y3＝10;

L4＝10×2＝20，Y4＝20;

L5＝50，Y5＝35。

计算得到:y 0＝16.7

③凸凹模刃口尺寸计算

凸凹模刃口尺寸计算表

④弹性元件计算

选用聚氨酯橡胶作为弹性元件，已知F

x

＝1.4kN，根据模具安装空间，取圆筒聚氨酯橡胶6个，每个橡胶承受的预压力为：

F

y ＝F

x

/n＝1400/6＝233N

取h

y

＝10%h,查表得p＝1.1MPa,则橡胶的横截面积为：

A＝F

y

/p＝233/1.1＝212

设卸料螺钉直径为8mm，橡胶上螺钉孔直径为10mm，则有：

A＝π/4（D2-d2）

求得橡胶外径：经计算得和保证足够的卸料力，取D＝25mm。

橡胶的自由高度：h

＝h x+h m /0.25＝(1.5+6)/0.25＝30mm

因为0.5＜h

/D＝30/25 =1.2＜1.5，所选橡胶符合要求。

橡胶的安装高度：h a＝h0－h y＝30－0.1×30＝27

4、编写工艺文件

根据以上分析计算，编写制件工艺文件，如下图所示：

冲压工艺卡

5、模具主要零件设计

（1）凹模

根据零件的形状，凹模采用矩形。

凹模厚度H 凹: H 凹＝Kb,且H 凹大于15mm 。查表取K ＝0.3，则： H 凹＝0.3×50＝15mm,取H 凹为16mm

凹模壁厚C: C ＝（1.5~2）×16＝24~32，取C 为30mm 凹模长L ：L ＝b ＋2c ＝50＋2×30＝110mm 凹模宽B ：B ＝35＋2×30＝95mm

所以凹模的外形尺寸为110×95。故取凹模外形尺寸为125×100×16 （2）凸模

因为零件为异形，采用线切割加工，采用整体直通式凸模。 凸模长度计算：L ＝h 1＋h 2＋t ＋h ，取凸模固定板的厚度为18mm ，卸料板的厚度为10mm ，

附加长度为h ＝h

m ＋1＋(27－1－1) ＝5.5＋1＋25＝31.5(橡胶安全高度27mm),t ＝1mm, 则：L ＝18＋10＋0.5＋31.5＝60mm

（3）模架

根据凹模外形尺寸125×100×16，选凹模材料为HT200钢上模座选GB/T2855.5外形尺寸为125×100×30，下模座选GB/T2855.6外形尺寸为125×100×35。

模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：

H max －H 1－5≥H 模≥H min －H 1＋10

已知：H max ＝170mm, H min ＝130mm, H ＝40mm 模具闭合高度应为：125≥H 模≥100 实际模具闭合高度：

H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋H 凹＋H 凸－1＝30＋35＋10＋16＋60－1＝150

(4)卸料板的设计

材料选用Q235A 钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~12mm,取10mm

(5)上、下垫板的设计

材料选用T10A 钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。垫板的厚度一般为3mm~10mm ，取厚度H2=10mm,则外形尺寸为：125×100×35

(6)导向销

导向销直径为Φ8、长度为6mm,位于条料的左侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC ，与凹模的配合为H7/m6。

(7)挡料销

挡料销是用来控制送料步距的。选用圆柱销，直径为Φ8、长度为3mm,材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC ，与凹模的配合为H7/m6。

(8)防转销

为了防止模柄转到，采用了一个防转销，其尺寸为：d=6mm,L=5mm 。 (9)模柄的选择

选用旋入式模柄，材料Q235，并加防转销，根据压力机J23-6.3的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为：Φ30×50。

(10)螺栓、销钉的选择

上模座连接螺栓选用4-M10*40，下模座固定螺钉选用4-M10*50；上模座连接销钉选用Φ6×40;下模座连接销钉选用Φ6×50。

6、装配图与主要零件图装配图

凹模

凸模

凸模固定板