下面是小编为大家整理的2023年度194级进模模具设计【完整版】,供大家参考。
194 级进模模具设计
第一章
工件的分析
.1 工件的用途 此工件是微型电动机、电器元件里的一个关键零件，在电器行业中作为一种连接件使用相当普遍，要紧用在电动竞技玩具、CPU风扇电机、录音机机芯等机电传动与微机操纵中，承受的扭力与转矩大，是磨损最快的部位，成形质量的优劣直接影响电器元件的质量，其引脚部位与电机转轴接触是否良好将严重影响整台设备的正常运行。
该工件由圆弧与直线对称构成，尺寸精度要求较高。假如尺寸满足不了产品设计要求，将对产品整个传动机构造成严重影响可能使传动机构接触不良，不能正常工作。其次本身的形状较为复杂，多种不一致性质的冲压工艺为一身，因此形成具有一定难度。其厚度很薄，体积小，全长只有 15mm。将外形视为冲孔，则其他需要冲的孔有 4 个，其中两个 1.2mm 的球形盲孔因材质薄可在冲 U 形槽时直接用球头凸模局部胀形将板料拉伸成凸起或者凹进形状，起伏成形（又名
压肋、压凸包、球包成形）。
2.冲裁工序 要求冲裁件形状尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，并在许可情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状以减少废料。由上图可知，总长 1.6mm 与总长 4mm的矩形孔两端用圆弧连接，有利于模具加工。若工件的转角处 R 小于 0.5t 或者以尖角过渡时，不仅会使凹模热处理时发生淬裂，而且冲压时，在凸凹模尖角处也容易磨损，影响冲裁件的加工精度。该产品样图各直线或者曲线连接处已尽量避免锐角与尖角，使用很多 45°倒角，若使用镶拼模可不用圆角相连以免除其后附加工序，满足图纸要求并节约材料。为利于模具制造，提高模具寿命，在冲裁件未标注倒角的四周，线段夹角a>=90°时落料模最小圆角半径取 0.18t，冲孔模最小圆角半径取 0.20t；a<=90°时落料模最小圆角半径取 0.35t，冲孔模最小圆角半径取 0.50t。
另外，冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度与刚度的限制，不宜太小，否则，容易折断或者压弯，冲孔的最小尺寸取决于冲压材料的力学性能，凸模强度与模具结构。假如使用带保护套的凸模，稳固性高，凸模不易折断，最小冲孔尺寸能够减小。由表 1 及参考资料《冲压工艺与模具设计》表 2-18、2-19 知 d=1≥0.9×0.11，b=0.7≥0.6×0.11，因此孔能用无保护套的凸模冲出。
冲孔件上孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过薄或者因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。由《冲压工艺与模具设计》表 2-20 最小圆孔间距为 3.1t=3.1×0.11＜(2－1.2)/2,方孔为 4.6t=4.6×0.11＜0.5,因此孔的结构是合理的。
3. 弯曲部位 1）弯曲的圆角半径
材料产生塑性变形才能形成所须的形状，为了实现弯曲件的形状，弯曲圆角半径最大值是没有限制的。比如，能够将 0.3mm 厚的铁板卷成 300mm 的圆桶，只需计算或者试验出其回弹量，就可制出所需的形状。
板料弯曲的最小半径是有限制的，假如弯曲半径过小，弯曲时外层材料拉伸变形量过大，而使拉应力达到或者超过抗拉强度b , 则板料外层将出现断裂，至使工件报废。因此，板料弯曲存在一个最小圆角半径同意值，板料弯曲圆角半径不应小于此值。最小弯曲半径值可按下表 2 选用。
当弯曲件有特殊要求，其圆角半径务必小于最小弯曲圆角半径时，可设法提高材料的塑性，比如将材料退火或者再加热状态下弯曲。在冲压工艺安排与模具设计上也可采取一些方法，如厚板弯曲时要求半径小，可使用预先开槽或者压槽的方法，使弯曲部位的板料变薄，能防止弯曲部位开裂，如《冲模设计应用实例》图 3-4 所示。
2）板料的纤维方向与弯曲线夹角 表 1 列出了弯曲线与纤维线之间的角度关系。用于冷冲压的材料大都属于轧制板材，轧制的板材在弯曲时各方向的性能是有差别的，纤维纹的方向就是轧制的方向。关于卷料或者长的板料，纤维线与长边方向平行。作为弯曲用的板料，材料沿纤维方向塑性姣好，因此 弯曲线最好与纤维线垂直。这样，弯曲时不易开裂，如图 3-5 所示。
假如在同一零件上具有不一致方向的弯曲，在考虑弯曲件排样经济性的同时，应尽可能使弯曲件与纤维方向夹角 不小于 30º，如图 3-6 所示。
3）最小弯曲高度 在进行直角弯曲时，假如弯曲的直立部分过小，将产生不规则变形，或者称之稳固性不好，如图 3-7b 所示。为了避免这种情况，应当如图 3-7a 所示，使直立部分的高度 H>2.5t。当 H<2.5t 时，则应在弯曲部位加工出槽，使之便于弯曲，或者者加大此处的弯边高度 H，在弯曲后再截去加高的部分。
4）工艺孔、槽及缺口 在一些弯曲工件的工艺设计中，为了防止材料在弯曲出受力不均匀而产生裂纹、角部畸变等缺陷，应预先在工件上设置弯曲工艺所要求的孔、槽或者缺口，即所谓工艺孔、工艺槽或者工艺缺口。如图 3-8a 所示，压弯后难以形成理想的直角，甚至将产生裂纹或者使支架在 H 处变宽，若如图所示在该处弯曲前加工出 M N 的缺口，则能得到较好的弯曲成形。图 3-8b 所示为在弯曲处 K 预冲工艺孔能够防止偏移，得到正确的形状与尺寸。
关于需通过多次弯曲才能成形的工件，如图 3-8c 所示，能够在图中 D 位置增加定
位工艺孔，作为压弯工序的定位基准，这样尽管通过多次弯曲工序，仍能保证其对称性与尺寸要求。
为防止毛坯的偏移，在设计模具时应该考虑增加压料板、定位销等定位元件。3.5mm引脚处能够以 1.2 的球形凹包为定位工艺孔来保证左、右引脚形状与尺寸的对称性要求。由于直立部分宽度为（2.4-1.7）/2=0.35mm＞2.5×0.11 不需开工艺槽，且 45°的倒角也有利于底侧边作 75°/2 弯曲时的稳固性。
5）孔与弯曲处的最小距离 工件在弯曲线邻近有预先冲处的孔，在弯曲后由于弯曲时材料的流淌，会使原有的孔变形。为了避免这种情况，务必使这些孔分布在变形区外的部位。如图 3-9 所示，设孔的边缘至弯曲半径 R 中心的距离为 L，则应满足下列关系：
当 t<2mm 时，L t。
当 t>2mm 时，L t。
该工件 t=0.11mm＜＜2mm，盲孔到弯曲半径中心的距离为 0.8－1.2/2=0.2＞0.11，弯曲后不可能使原有的盲孔变形，满足工艺要求 工件不能满足上述要求时，可使用《冲模设计应用实例》图 3-10 所示的方法，以保证孔的正确性。
6）冲裁毛刺与弯曲方向 弯曲件的毛坯往往是经冲裁落料而成的。其冲裁的断面以面是光滑的，另一面是有刺的。弯曲件应尽量使有毛刺的一面作为弯曲件的内侧，如图 3-11a 所示，当弯曲方向务必将毛刺面置于外侧时，应尽量加大弯曲半径，如图 3-11b 所示。
参考《冲模设计手册》图 4-22，由《冲模设计应用实例》表 3-2 中性层位置因数 K与 R/t 比值的关系 105°处折弯处 垂直于纤维方向 R=1t=0.11，K=0.31。对 V 形件，由表 3-4V 形弯曲回弹值，根据力学性能以 30CrMnSiA 近似计算。弯曲角度为 105°时，回弹角度为 1°30′ 75°处折边处
平行于纤维方向 R=3t=0.33，K=0.42 对两个管脚的 U 形件，参照《冲模设计手册》图 4-13 钝角 U 形弯曲模的尺寸差，R=0.2 与折边的圆角过渡能够有效的防止拉裂与截面畸变。为防翘曲能够使用带侧板的弯曲模，阻止材料沿弯曲线侧向流淌。
4.冲压件的精度 冲压加工与任何机械加工一样，也有其自身的加工精度范围。在实际生产中，由于影响加工精度的因素太多，因此对冲压件的精度要求不宜太高。若精度要求过高势必给工艺设计，模具设计与制造都带来困难，有的时候则需增加整形，整修等冲压工序，甚至机加工等工序才能达到工件的要求。
对冲压件进行设计要根据其功用与要求标注尺寸公差、形位公差等质量指标；在对
冲压件进行工艺过程设计时，务必考虑这些质量指标。
冲压件的精度要紧从其尺寸精度，冲截断面粗糙度，毛刺高度三个方面的指标来衡量，在不影响冲压件使用要求的前提下，应使用经济级尺寸精度，以便简化模具结构，方便模具制造与维修，从而降低生产成本。
锡青铜带的厚度偏差由《冲模设计手册》表 D-19,厚度＞0.09~0.12 时普通级偏差为±0.010,基本尺寸为 2 的宽边,公差为 0.02mm=20um,查《机械设计手册·软件版 R2.0》精度高于 IT8,为精密级要求 锡青铜线的抗拉极限强度据 GB/T 1239.6-1992 直径(mm)=＞0.1～2.5 时抗拉强度σb=550 MPa.作为宽度很小,精度很高的异形件,级进冲裁可达到 IT5~8 级精度，能够满足上述要求 圆球凹进部位尺寸 0.4505 . 00在材料厚度 0.11＜1，零件尺寸介于 10~50 之间时偏差在 IT10 级以上。关于普通冲裁件，其经济精度不高于 IT11 级，冲孔件比落料件高一级，假如工件精度高于上述要求，则需要在冲裁后整修或者使用精密冲裁 锡青铜带的长度 15.2±0.1,基本尺寸大于 10 至 18mm,IT10 级精度.折弯部位处 9.7±0.1 为 IT10 级, 其它尺寸精度均未作要求，可使用普通经济冲裁。关于冲压件中未注公差的尺寸，可有两种方法确定其公差等级：按国标（GB）IT12～IT14 标准公差等级选取；或者按行业标准（JB）A、B、C、D 四个精度等级选取。
5.冲压件尺寸标注
冲压件的尺寸标注应符合冲压工艺的要求。通常情况下，在标注冲压件时应遵循下列原则：
（１）冲压件的各尺寸数值，若在结构使用上没有特殊要求时，应选用整数或者偶数，以有利于冲压工艺计算及模具设计。
（２）冲压件在使用上假如没有配合尺寸要求，其尺寸尽量不要标注公差，通常可按自由公差处理。
（３）对弯曲或者拉深成形的工件，应同意其壁部有变薄现象。
（４）冲压件的尺寸基准应尽可能与冲压加工的定位基准重合，这可避免尺寸的加工误差。
（５）冲压件上孔的位置尺寸基准应尽可能选择在冲压过程中自始至终不参加变形的面或者线上。
（６）拉深件的径向，只同意标注外形尺寸或者内形尺寸，不同意两者同时标注。
本冲裁件的尺寸基准与制造模具时的定位基准重合,1.9mm 的凹孔中心距不可能随模具磨损增大,避免产生基准不重合的误差,比较合理
6.经济分析
所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在冲压生产中，保证产品质量，完成产品数量，品种计划，劳动安全，环境保护的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。
由以上技术分析，仅需要在精度高于 1T10 的冲裁部位 2±0.02 与 0.5±0.02 处局部加以整修或者使用精密冲裁工艺，对板料施加测向压力，使变形达三向压力状态。（1）使用 V 型齿圈压板（2）使用极小的冲裁间隙（3）具有反向顶力的顶板（4）落料凹模或者冲孔凸模做成 R0.01-0.03 的圆角，获得纯剪切分离的冲裁断面。从经济角度考虑，使用（2）光洁冲裁的方法；其他部位的尺寸精度要求能够通过普通冲裁达到生产工艺要求. 采取一冲三的结构,多个工件同时成形。
本产品的材料是 QSn6.5-0.1 。
我国的材料基本上使用前苏联的标号。
7.材料的分析 锡青铜有较好的机械性能；耐磨、耐低温、耐蚀、可焊，工业上变形锡青铜多可用作弹性元件与耐磨抗磁零件。磷能有效的进行脱氧增加合金的流淌性。锡青铜是工业上广泛使用的弹性材料。
而国标中：
厚度 0.05~0.15mm 时，宽度容许 20~300mm 电刷作为永磁直流微电机的关键零件，起导电与换向作用。其所选材料要求不但要有较好的导电性、弹性与抗疲劳性，而且要有较好的冲压成形性能。为此，本文选用材料QSn6.5~1，厚度为 0.1mm 的带料,剪床下料 选取材料=锡青铜 QSn6.5-0.1 弹性模量\E\Gpa=113
切变模量\G\Gpa=41
泊松比\ =0.32～0.35
抗剪强度\ \MPa=480
抗拉强度\ b\MPa=650
屈服强度\ s\MPa=546
特性及应用=锡青铜、磷青铜，有高的强度、弹性、耐磨性与抗磁性，在热态与冷态下压力加工性良好，对电火花有较高的抗燃性，可焊接与钎焊，切削性好，在大气与淡水中耐蚀。用于制作弹簧与导电性好的弹簧接触片，精密仪器中的耐磨零件与抗磁零件，如齿轮、电刷盒、振动片、接触器。
由《 工程材料及应用》表 8-8 常用青铜的牌号、成分、性能及用途：
QSn6.5-0.1 属于压力加工锡青铜，第一主加元素锡含量 Wsn=6.0~7.0，具有很好的冷变形塑性，其他 Wp=0.5~1.0，余量为 Cu 加工硬化状态的力学性能：
b=400Mb， =65℅ 硬度 80HB；600℃退火状态下的力学性能：
b=600Mb， =180℅ 硬度 180HB 由生产加工图纸，纬氏硬度为 HV=P/S，由于不一致硬度法测得的硬度无可比性，据《工程材料及应用》附录 A，GB1172-74，HV160~200 换算应相当 HBS148~181，为半硬（Y2）锡青铜
第二章
冲压模具选型 1. 模具的介绍
模具是指制造零部件时使用的各类剪切冲裁、成型用的“模型工具”。换句话说，能够按照预先设计好的图样或者格式，制造出固定形式的制品式样模型或者工具，皆属于模具的范畴。
在钣金冲压加工模具（Dies for Sheet Metal Working）方面，其应用的模具泛称“冲压模具”（Stamping Dies）或者“冲床模具”（Press Dies），因而简称之冲模。其加工内容以薄金属板的冲裁与成型为要紧加工对象。同时，塑料板、皮革、纸板、布料、橡胶、软木(Cork)、云母(Mica)等非金属板的剪切冲裁、落料及冲孔等方面也常使用。
冲压模具的要紧类型见表
类型 模具名称
冲裁加工用模具 Dies for Shearing&Cutting 落料模具（Blanking Dies）
冲孔模具（Punching Dies;Piercing Dies）
模具（Shearing Dies;Cutting Dies）
冲孔落料模具（Punching&Blanking Dies）
复合落料模具(Compound Blanking Dies) 冲切模具(Hollow Cutting Dies) 多列落料模具(Multi-Row Blanking Dies) 剪切模具(Trimming Dies) 刮边模具(Shaving Dies) 冲口模具(Notching Dies) 其他
弯曲加工用模具 Dies for Blending 普通弯曲模具(Reglar Bending Dies) 凸轮弯曲模具(Cam Action Bending Dies) 剪开弯曲模具(Slitting&Bending Dies) 弯曲落料模具(Be...
推荐访问:标签 模模 设计 194级进模模具设计 级进模具的设计