止动件说明书.doc

冲压模具设计与制造实例

例：图1所示冲裁件，材料为A3，厚度为2mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺编制。

零件名称：止动件
生产批量：大批
材料：A3
材料厚度：t=2mm

图1 产品零件图
一、冲压工艺与模具设计
⒈ 冲压件工艺分析
①材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。
②零件结构：该冲裁件结构简朴，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。
③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级拟定工件尺寸的公差。孔边距12mm的公差为±0.11，属11级精度。查公差表可得各尺寸公差为：
零件外形：65mm 24mm 30mm R30mm R2mm
零件内形：10mm
孔心距：37±0.31mm
结论：适合冲裁。
⒉ 工艺方案及模具结构类型
该零件涉及落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
②落料－冲孔复合冲压，采用复合模生产。
③冲孔－落料连续冲压，采用连续模生产。
方案①模具结构简朴，但需要两道工序、两套模具才干完毕零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简朴，为提高生产效率，重要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸12mm有公差规定，为了更好地保证此尺寸精度，最后拟定用复合冲裁方式进行生产。
工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。
⒊重要设计计算
⑴ 排样设计及计算
查《冲压模具设计与制造》表2.5.2拟定搭边值：
两工件间的搭边：a=2.2mm；
工件边沿搭边:a=2.5mm；
步距为: 32.2mm ；
条料宽度B=(D+2a)
=(65+2×2.5)
=70
拟定后排样图如图2所示。 图2 排样图
一个步距内的材料运用率η为：

=1550÷(70×32.2)×100％
= 68.8％

查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η总为：

=×100％
=65.1％
即每张板材的材料运用率为65.1％。
⑵ 总冲压力计算
落料力 F总=1.3Ltτ
=1.3×215.96×2×450
=252.67(KN)
其中τ按非退火A3钢板计算.
冲裁力 F冲=1.3Ltτ
=1.3×2π×10×2×450
=74.48(KN)
其中:d为冲孔直径,2πd为两个孔圆周长之和。
卸料力 F卸=K卸F落
=0.05×252.67
=12.63(KN)
推件力 F推=nK推F落
=6×0.055×37.24
=12.30(KN)
其中n=6是因有两个孔.
总冲压力：
F总=F落+F冲+F卸+F推
=252.67+74.48+12.63+12.30
=352.07(KN)
⑶ 拟定压力中心
如图3所示：
由于工件x方向对称,
故压力中心x=32.5mm
图3 压力中心
y=
= =
=13.0mm
其中:
L1=24mm y=12mm
L2=60mm y=0mm
L3=24mm y=12mm
L4=60mm y=24mm
L5=60mm y=27.97mm
L6=60mm y=24mm
L7=60mm y=12mm
L8=60mm y=12mm
计算时,忽略边沿4-R2圆角。
由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（32.5，13）。
⑷ 凸凹模刃口尺寸计算
刃口尺寸计算列于表1中。其中:
落料部分以凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
孔边距12±0.43近似按孔心距计算。
表1 刃口尺寸计算
基本尺寸及分类
冲裁
间隙
磨损
系数
计算公式
制造
公差
计算
结果
落
料
凹
模
D
=65
Z=0.246
Z=0.36

Z- Z
=0.36-0.246
=0.11mm
制件精度为：IT14级，故x=0.5
D=(D-xΔ)
Δ/4
D=64.63
相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间
D
=24
D=23.74
同上
D
=30
D=29.74
同上
D
=30
同上

D=(D-xΔ)
Δ/4
D=29.74
相应凸模尺寸凹模尺寸配作，保证
单面间隙在
0.123～0.18之间
R2
同上

D=(D-xΔ)
Δ/4
D=1.88
同上
冲
孔
d
=10
同上

dp=(d+xΔ)
Δ/4
d=10.18
相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间

孔边距
L＝12
同上
制件精度为IT11级，故x＝0.75

Δ/4
Lp=11.97
孔
心
距
L±=
37±0.31
同上
x＝0.5
Ld=(L+0.5Δ)
Δ
=×0.62
=0.078
Ld=37±0.078

⑸ 重要模具零件结构尺寸
凹模板尺寸:
凹模厚度:H=kb(≥15mm)
H=0.28×65=18.2mm
凹模边壁厚:c≥(1.5～2)H
=(1.5～2) ×18.2
=(27.3～36.4)mm 实取c=30mm
凹模板边长:L=b+2c
=65+2×30
=125mm
查标准JB/T –6743.1-94: 凹模板宽B=125mm
故拟定凹模板外形为: 125×125×18(mm)。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为: 125×125×14(mm)。
凸凹模尺寸:
凸凹模长度:L=h+h+h
=16+10+24
=50(mm)
其中: h─ 凸凹模固定板厚度
h─ 弹性卸料板厚度
h─增长长度(涉及凸模进入凹模深度,弹性元件安装高度等)
此凹模内外刃口间壁厚校核:根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm,根据强度规定查《冷冲模设计及制造》表 3－36知,该壁厚为4.9mm即可,故该凸凹模侧壁强度足够。
凸模尺寸:
凸模长度:L凸=h+h+h
=14+12+14
=40mm
其中:h─凸模固定板厚 h─空心垫板厚
h─凹模板厚
凸模强度校核:该凸模不属于细长棒,强度足够。
⑹ 其它模具零件结构尺寸
根据倒装复合模形式特点:凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94拟定其它模具模板尺寸列于表2:
表2 模具零件结构尺寸
序号
名称
长×宽×厚(mm)
材料
数量
1
上垫板
125×125×6
T8A
1
2
凸模固定板
125×125×14
45钢
1
3
空心垫板
125×125×12
45钢
1
4
卸料板
125×125×10
45钢
1
5
凸凹模固定板
125×125×16
45钢
1
6
下垫板
125×125×6
T8A
1
根据模具零件结构尺寸,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架一副。
⑺ 冲床选用
根据总冲压力F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合学校现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。其重要工艺参数如下：
公称压力：630KN
滑块行程：130mm
行程次数：50次∕分
最大闭合高度：360mm
连杆调节长度：80mm
工作台尺寸（前后×左右）：480mm×710mm
⒋ 冲压工艺规程(见28～32页)
⒌ 模具总装配图（如图4）
⒍ 模具零件图（如图5～图17）
二、制造过程
1.模具零件加工工艺规程
凹模加工工艺规程 材料:Gr12 硬度: 60～64 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
条料锯切(退火状态):130×130×16mm
2
粗铣
铣六面到尺寸125.3×125.3×15,注意两大平面与两相邻侧面用标准角尺测量达基本垂直
3
平面磨
磨光两大平面厚度达14.6mm,并磨两相邻侧面达四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
4
钳
①划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸
②钻孔 钻螺纹底孔,销钉底孔,凹模洞口穿线孔
③铰空 铰销钉孔到规定
④攻丝 攻螺纹丝到规定
5
热解决
淬火 使硬度达60～64 HRC
6
平面磨
磨光两大平面,使厚度达14.3mm
7
线切割
割凹模洞口,并留0.01～002mm研余量
8
钳
① 研磨洞口内壁侧面达0.8µm
② 配推件块到规定
9
钳
用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后,凹模与上模座配作销钉孔
10
平磨
磨凹模板上平面厚度达规定
11
钳
总装配

凸凹模加工工艺规程 材料:Gr12 硬度: 60～64 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
条料锯切(退火状态):70×40×55mm
2
粗铣
铣六面见光
3
平磨
磨高度两平面到尺寸51mm
4
钳
①划线 在长度方一侧留线切割夹位6mm后,分中划凸模轮廓线并划两凹模洞口中心线
②钻孔 按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔
③锪扩凹模落料沉孔到规定，钻螺纹底孔并攻丝到规定
5
热解决
淬火 硬度达60～64 HRC
6
平磨
磨高度到50.4mm
7
线切割
割凸模及两凹模,并单边留0.01～0.02mm研磨余量
8
钳
①研配 研凸凹模并配入凸模固定板
②研 各侧壁到0.8µm
9
平磨
磨高度到规定
10
钳
总装配

凸模固定板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 24～28 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
氧割 130×130×16mm
2
热解决
调质 硬度24～28 HRC
3
粗铣
铣六面达125.3×125.3×14.8mm,并使两大平面和相邻两侧面互相基本垂直
4
平磨
磨光两大平面厚度达14.4mm;并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
5
钳
①划线 凸模固定孔中心线,销钉孔中心线,螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线
②钻孔 凸模固定孔穿丝线,螺纹过孔和销钉过孔到规定
6
线切割
割凸模固定孔单边留0.01～0.02mm研余量
7
铣
铣凸模固定孔背面沉孔到规定
8
钳
研配凸模
9
平磨
磨模厚度到规定
10
钳
总装配 用透光层使凸模,凹模间隙均匀后,与上模座板配作销孔

凸凹模固定板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 24～28 HRC
序号
工序号
工序内容
1
备料
氧割 130×130×18mm
2
热解决
调质 硬度24～28 HRC
3
粗铣
铣六面达125.3×125.3×16.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直
4
平磨
磨光两大平面,厚度达16.4mm;并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
5
钳
①划线 螺纹孔中心线,螺纹过孔中心线, 销钉孔中心线,凸凹模固定孔轮廓线
②钻孔螺纹底孔,螺纹过孔到规定,凸凹模固定孔线切割穿线孔
③攻丝 攻螺纹底丝到规定
6
线切割
割凸凹模固定孔,单边留研余量0.01~0.02mm
7
钳
研配 将凸凹模配入固定孔
8
平磨
磨厚度到规定
9
钳
装配 与下模座配作销钉孔

卸料板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 24～28 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
氧割 130×130×12mm
2
热解决
调质 硬度24～28 HRC
3
粗铣
铣六面达125.3×125.3×10.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直
4
平磨
磨光两大平面,厚度达10.4mm;并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
5
钳
①划线 螺纹孔中心线,定位钉孔中心线及中间型孔轮廓线
②钻孔 螺纹底孔,定位钉底孔型孔穿线孔
③铰孔,攻丝 铰定位钉底孔到规定,螺纹孔攻丝到规定
6
线切割
割型孔到规定
7
钳
① 型孔与凸凹模装配
②定位钉与定位钉装配
③ 螺纹孔与螺钉装配
8
平磨
磨厚度到规定
9
钳
总装配

上垫板加工工艺规程 材料:T8A 硬度: 54～58 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
条料锯切(退火状态): 130×130×10mm
2
粗铣
铣六面达125.3×125.3×7mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直
3
平磨
磨光两大平面,厚度达6.6mm;并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
4
钳
①划线 螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线
②钻孔 钻螺纹过孔,销钉过孔到规定
5
热解决
淬火 硬度: 54～58 HRC
6
平磨
磨两大平面厚度达规定
7
钳
总装配
下垫板加工工艺规程 材料:T8A 硬度: 54～58 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
条料锯切(退火状态): 130*130*10mm
2
粗铣
铣六面达125.3×125.3×7mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直
3
平磨
磨光两大平面,厚度达6.6mm;并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
4
钳
①划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过空中心线,销钉孔中心线,落废料孔中心线,凸凹模紧固螺钉过孔中心线
②钻孔 钻上述各孔到规定
5
热解决
淬火 硬度: 54～58 HRC
6
平磨
磨两大平面厚度达规定
7
钳
总装配

空心垫板加工工艺规程 材料:45# 硬度: 24～28 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
氧割 130×130×15mm
2
热解决
调质 硬度24~28 HRC
3
粗铣
铣六面达125.3×125.3×12.8mm,并使两大平面和相邻两侧面基本垂直
4
平磨
磨光两大平面,厚度达12.4mm；并磨两相邻侧面使四周垂直,垂直度0.02mm/100mm
5
钳
①划线 螺钉过孔中心线,销钉过孔中心线,推件块型孔轮廓线
②钻孔 钻销钉孔及螺钉过孔到规定
6
铣
铣推件块型孔到规定
7
钳
配入推件块
8
平磨
磨两大平面厚度达规定
9
钳
总装配

上模座加工工艺规程 材料:HT200
序号
工序名
工序内容
1
备料
按GB/T 2855.5―90选购125×125模架
2
钳
①划线 螺钉过孔中心线,销钉孔中心线,模柄孔中心线及轮廓线
②钻孔 钻螺钉过孔及锪背面沉孔到规定
3
平磨
与模柄配平模柄孔Ф52及台阶Ф60到规定
4
钳
与模柄配钻止转销孔到规定
5
钳
总装配 ①用透光层保证凸模固定板上两凸模与下模上凸凹模对中后,上模座与凸模固定板配作销孔
②用垫片层保证凹模与下模上凸凹模的凸模对中后,上模座与凹模板配作销孔
6
钳
总装配

下模座加工工艺规程 材料：HT200
序号
工序名
工序内容
1
备料
按GB/T 2855.5―90选购125×125模架
2
钳
①划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过孔中心线,落废料孔中心线,凸凹模紧固螺钉头过孔中心线
②钻孔 钻上述各孔到规定,锪孔背面沉孔到规定
3
钳
与凸凹模固定板配作销钉孔
4
钳
总装配

推件块加工工艺规程 材料:45# 硬度: 24—28 HRC
序号
工序名
工序内容
1
备料
氧割 74×37×25mm
2
热解决
淬火 硬度: 24～28 HRC
3
粗铣
铣六面见光
4
平磨
磨上下两平面到规定
5
钳
①划线 2–φ12过孔中心线,各面轮廓线
②钻孔 钻2–φ12过孔到规定
6
铣
各型面各台阶到规定
7
钳
总装配
冲孔凸模加工工艺规程 材料：T10A 硬度：56～60HRC
序号
工序名称
工 序 内 容
10
备料
锯圆棒料φ15×55mm
20
热解决
退火，硬度达180～220HB
30
车
①车一端面，打顶尖孔，车外圆至φ12mm；掉头车另一端面，长度至尺寸50mm；打顶尖孔。
②双顶尖顶，车外圆尺寸φ11.40.04mm,φ10.60.04mm至规定；车尺寸5mm至规定。
40
检查
检查
50
热解决
淬火，硬度至56～60HRC。
60
磨削
磨削外圆尺寸φ11mm，φ10.18mm至规定。
70
线切割
切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至40mm规定。
80
磨削
磨削端面至Ra0.8μm。
90
检查

100
钳工
装配

2.加工过程（见录像）

图4 模具装配图

图5 凸凹模

图6 凸模

图7 凹模板

图8 上模座板

图9 下模座板

图10 上垫板

图11 下垫板

图12 凸模固定板

图13 空心垫板

图14 推件块

图15 卸料板

图16 凸凹模固定板
车间

工艺规程

零件名称 止动件 零件号

（连封面共 5 页）
（另附对照表 页）
：
工艺室主任 车间主任

主管工艺员 总工艺师

年 月 日 批准
产品型别
版次

车间
工作程序
型别
材料
毛料种类
零件名称
零件号
第 页

共 页
工序号
工序名称
工作地
页次
设备名称
设备型别
工作等级
工时定额
附注
1
切料

剪床

2
冲压

开式双柱可倾冲床
J23-63

3
去毛刺

4
检查

游标卡尺

更改单号
编号
签字
日期
更改单号
编号
签字
日期
工艺员

车间主任

工艺组长

主管工艺师

工艺室主任

车 间
切料图表
型 别
零件名称
零 件 号
工序号
第 页

止动件

1
共 页

材料
A3
硬度

分类

设备名称
剪床
技术条件

设备型别

编号
内 容
尺 码
重 量
1
原料尺寸
1000×900mm

2
提成条料尺寸
900×70 mm

3
提成条料的数量
14

4
条料制成零件的数量
28

5
材料运用率%
65.1%

更改单号
编号
签字
日期
更改单号
编号
签字
日期
工艺员

车间主任

工艺组长

主管工艺师

工艺室主任

车间
工序图表
型 别
零件名称
零 件 号
工序号
第 页

止动件

2
共 页
工序名称

冲 压
设备名称
设备型别
冷却液
材料
硬度

J23-63

基准

项目
环节
工夹具号
名称

更改单号
编号
签字
日期
更改单号
编号
签字
日期
工艺员

车间主任

工艺组长

主管工艺师

工艺室主任

车 间
检查图表
型 别
零件名称
零 件 号
工序号
第 页

止动件

3
共 页

t=2mm

材料
硬度
A3

项目号
检查内容
检查工具
1
各重要尺寸
游标卡尺

更改单号
编号
签字
日期
更改单号
编号
签字
日期
工艺员

车间主任

工艺组长

主管工艺师

工艺室主任