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精密冲压模具配件设计分析
作者:车床加工-CNC零件-数控机械加工手板-东莞市雅迅电子五金制品有限公司 发布日期:2018-10-18 16:23

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1.6.1选择模具结构形式
冲压时,条料从右边送入,用始用挡料销限位,上模下行时,冲孔凸模先将四个孔冲出。松开始用挡料销,条料继续向左送进,由三角型块挡料,这时已冲出四个孔移至落料工位上。上模再次下行,完成外形落料,与此同时,在冲孔工位的条料上又冲出四个孔。落料凸模上装有导正销,落料时导正销先进入工件的孔内定位,用以控制步距和提高孔与落料外形的位置精度。
 
2.6.2操作方式
冲压时,条料从右边送入,用始用挡料销限位,上模下行时,冲孔凸模先将四个孔冲出。松开始用挡料销,条料继续向左送进,由三角型块挡料,这时已冲出四个孔移至落料工位上。上模再次下行,完成外形落料,与此同时,在冲孔工位的条料上又冲出四个孔。落料凸模上装有导正销,落料时导正销先进入工件的孔内定位,用以控制步距和提高孔与落料外形的位置精度。
 
2.6.3模架类型
由于在冲孔落料过程中有偏心载荷,且材料幅度相对较大,可靠性有好故采用对角导柱式模架
 
2.6.4定位方式的选择
因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用一个三角形挡料块初定距,导正销精定距。而第一件的冲压位置由始用挡料销控制。
 
2.6.5卸料和出料方式的选择
因为工件料厚为2mm,采用固定卸料板。又因为是连续模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
 
2.6.6导向方式选择
采用对角导柱模架。因为对角导柱模架的特点是导向装置在两对角,横向和纵向送料都比较方便,但如果有偏心载荷,压力机导向精确,不会造成上模歪斜,导向装置和凸、凹模都不易磨损,从而不影响模具寿命。
 
2.6.7定位零件设计
落料凸模下部设置两个导正销,导正应在卸料板压紧板料之前完成导正,考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ,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。导正销导正部分的高度h与料厚t及导正孔有关,一般取h=(0.8~1.2)t,料薄时取大值,导正孔大时取大值,也可查有关冲压资料。
 
2.6.8导料板设计
导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间的间隙一侧取2mm,一侧取6mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板的厚度取10mm。导料板采用45钢制作,热处理硬度为40~45HRC。如图2-8所示:

模具导料板设计图纸
 

图  1-8导 料 板
 
1.6.9卸料板设计

当卸料板仅起卸料作用时,凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度,一般在0.5-1.0mm之间,板料薄时取小值;板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时,一般按H7/h6配合制造,但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙,以保证凸、凹模的正确配合。
固定卸料板的卸料力大,卸料可靠。因此,当冲裁板料较厚(大于0.5mm)、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时,一般采用固定卸料装置。
卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为8mm。卸料板采用45钢制造,淬火硬度为43~48HRC。如图2-9所示:
 
模具卸料板设计
图1-9卸 料 板
 
1.6.10垫板设计
垫板主要用于承受冲击力,垫板相对于固定板稍有移动不会影响正常工作,垫板上只有螺钉、销钉过孔(螺钉、销钉穿过垫板故称过孔),孔径比穿过的螺钉、销钉的直径大1mm,孔距与固定板上的相同。垫板的加工无特殊要求。材料为45钢,淬火43~48HRC。尺寸一般与固定板相同,尺寸为315mm×200mm,厚度为10mm。如图2-10所示:
模具垫板设计
图1-10 垫 板
 
1.6.11模柄选择
采用压入式模柄,它与模座孔采用过渡配合H7/m6、H7/h6。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模,生产中最常见。
模柄材料通常采用Q235或A5钢,其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过0.02:100)。如图2-11所示:
冲压模柄设计
图1-11模 柄
1.6.12凸模固定板的设计
将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后,作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板,固定板分为圆形固定板和矩型固定板两种,主要用于固定小型的凸模和凹模。
凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍,其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同,但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6,压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或A3。凸模固定板的型孔位置应与凹模型孔位置一致,型孔尺寸与凸模成0.01mm的双边过盈,保证板平面与凸模的中心线有良好的垂直度,上下平面磨平,与凸模安装孔的轴线垂直,基准面的表面粗糙度为Ra=1.6μm~0.8μm,另一非基准面可适当降低要求。为保证安装固定牢靠,固定板要有足够厚度,设计中取凸模固定板厚度为25mm。外形尺寸与卸料板外形尺寸一致。螺钉销钉孔位置要与其他板件的一致。
如图2-12所示:
     五金冲压凸 模 固 定 板
图1-12凸 模 固 定 板
1.6.13导柱导套选择
导柱和导套一般采用过盈配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合,其配合尺寸必须小于冲裁间隙。
导柱、导套一般选用20钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性,应进行表面渗碳处理,渗碳后的淬火硬度为58~62HRC。
 
1.6.14模座选择
模座一般分为上、下模座,其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件,分别与压力机滑块和工作台连接,传递压力。因此,必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏;如果刚度不足,工作时会产生较大的弹性变形,导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损,这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。
在选用和设计时应注意如下几点:  
(1)尽量选用标准模架,而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。如果需要自行设计模座,则圆形模座的直径应比凹模板直径大30~70mm,矩形模座的长度应比凹模板长度大40~70mm,其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定,一般为凹模板厚度的1.0~1.5倍,以保证有足够的强度和刚度。对于大型非标准模座,还必须根据实际需要,按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。
(2)所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应,并进行必要的校核。比如,下模座的最小轮廓尺寸,应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大40~50mm。
(3)模座材料一般选用HT200、HT250,也可选用Q235、Q255结构钢,对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。
(4)模座的上、下表面的平行度应达到要求,平行度公差一般为4级。
(5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致,精度一般要求在±0.02mm以下;模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直,安装滑动式导柱和导套时,垂直度公差一般为4级。
(6)模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6 ~0.8μm,在保证平行度的前提下,可允许降低为Ra3.2~1.6μm。
 
2.6.15螺钉、销钉的选用
螺钉用于固定零件,而销钉则起定位作用,螺钉要尽量在被固定件的外形轮廓附近均匀分布,销钉要尽量对角分布。螺钉和销钉都是标准件,设计模具时按标准件选用即可。本设计中螺钉全部用内六角头螺钉,销钉全部为圆柱销钉。
上 模 座       6个内六角螺钉:     GB 70-86   M10×70
               2个圆柱销钉:    销 GB 119-86  A8×50
下 模 座       6个内六角螺钉:     GB 70-86   M10×80
               4个销钉:       销  GB 119-86  A8×70
 
1.6.16装配图设计
如图2-13所示的模具总装配图,
模具装配图设计
图1-13落料冲孔装配图
 
1.6.17模架的选取
模架选用适用中等精度,中尺寸冲压件的三导柱模架。
模架具体数据如下:
上模座:  L/mm×B/mm×H/mm=315×200×45
GB-T 2855.1-90   HT200
下模座:  L/mm×B/mm×H/mm = 315×200×50
GB-T 28552-90   HT200
导  柱1:  d/mm×L/mm=40×180
GB-T2861.1
导  套1:  d/mm×L/mm×D/mm=40×180×43
           GB-T2861.6
导  柱2:  d/mm×L/mm=35×180
           GB-T2861.1  
导  套2:  d/mm×L/mm×D/mm=35×180×43
           GB-T2861.6
 
1.6.18冲压设备的选择
选用开式双柱可倾式压力机(J23-63),其部分参数如下:
公称压力:                 630KN
滑块行程:                  130mm
行程次数:                 50次/min 
连杆调节长度:              80mm
最大装模高度:             280mm
装模高度调节量:            65mm
工作台尺寸前后×左右:      480mm×710mm
模柄孔尺寸直径×深度:      φ50×70mm
机身可最大倾斜角:           30 º
立柱间距离:                 350mm
垫板厚度:                   80mm
垫板孔径:                   250mm
电动机功率:                5.5KW

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