托板冲裁模具设计

学习任务2　托板冲裁模具设计

根据托板冲裁工艺方案，确定模具总体结构，进行工艺计算，选择与确定模具主要零部件的材料、结构、尺寸及热处理方式，选用合适的压力机，绘制托板冲裁模装配图及零件图，编写设计说明书。

参考学时

34学时

学习目标

通过本学习任务的学习，你应该能够：

（1）看懂典型冲裁模具结构图并说出其主要零部件名称及工作原理；

（2）选择和确定冲裁模具总体结构；

（3）冲裁模设计的各种工艺计算：排样设计与计算、冲裁力计算、压力中心的确定、凸凹模刃口尺寸计算及制造公差的确定、弹性元件的选取与计算、强度校核计算等；

（4）选择与确定模具主要零部件的材料、结构、尺寸及热处理方式；

（5）正确地选用压力机并进行校核；

（6）绘制规范的冲裁模具装配图及零件图；

（7）编写冲裁模具设计说明书。

2.2.1　冲裁模具总体结构设计

图2.2　无导向单工序落料模

引导问题

引导问题1　请将图2.2所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.3　导板式单工序落料模

引导问题2　请将图2.3所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.4　导柱式单工序落料模

引导问题3　请将图2.4所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.5　导柱式冲孔模

引导问题4　请将图2.5所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.6　全长导向结构的小孔冲模

引导问题5　请将图2.6所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.7　超短凸模的小孔冲模

引导问题6　请将图2.7所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.8　用导正销定距的冲孔落料级进模

引导问题7　请将图2.8所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.9　双侧刃定距的冲孔落料级进模

引导问题8　请将图2.9所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.10　正装式复合模

引导问题9　请将图2.10所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

图2.11　倒装式复合模

引导问题10　请将图2.11所示模具的名称、零件代号及中英文名称填入下表，并简述其工作原理及应用范围

小组讨论

在熟悉了典型冲裁模具结构的基础上，根据托板冲裁工艺方案，通过小组讨论，初步确定托板冲裁模总体结构，填入下表。

2.2.2　排样方式的确定及其计算

引导问题

引导问题1　什么是排样？常用的排样方法有哪些？合理的排样有什么作用？

引导问题2　什么叫搭边？搭边有什么作用？

引导问题3　什么叫材料利用率？一个步距内的材料利用率和一张板料上总的材料利用率怎么计算？

小组讨论

确定托板冲裁的排样方式，查表确定搭边值，计算送料步距与条料宽度，绘制排样图，并计算材料利用率。

排样图：

小知识

排样的原则

排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：

（1）提高材料利用率（不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状）；

（2）排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全；

（3）模具结构简单、寿命高；

（4）保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

2.2.3　冲压力的计算

引导问题

引导问题1　冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的定义及其计算方法

引导问题2　可以采取哪些方法降低冲裁力？

小组讨论

计算托板冲裁时所需要的冲压力。

引导问题3　根据计算结果，初选冲压设备，说明选择依据，并将所选设备的主要技术参数填入下表

2.2.4　压力中心的确定

引导问题

引导问题1　什么是模具的压力中心？对模具的压力中心有何要求？

引导问题2　怎样确定模具压力中心？根据托板零件结构和尺寸确定其压力中心？

2.2.5　工作零件刃口尺寸计算

引导问题

引导问题1　什么是冲裁间隙？冲裁间隙在冲裁模具中有何重要作用？

引导问题2　怎样确定模具的冲裁间隙？根据托板的材料及厚度，确定托板冲裁模的凸、凹模间隙

引导问题3　凸、凹模刃口尺寸的计算原则有哪些？针对托板冲裁模具我们会用到哪些原则？

引导问题4　凸、凹模刃口尺寸的计算方法有哪两种？托板冲裁模具应该采用哪种方法？

小组讨论

计算托板冲裁模具凸、凹模刃口尺寸及制造公差，填入下表。

2.2.6　主要零部件设计

引导问题

引导问题1　常见凸模结构形式及其固定方法有哪些？托板冲裁模具选用哪种结构形式的凸模和固定形式？确定托板冲裁模凸模的材料、长度及热处理方式

引导问题2　常见凹模刃口形式有哪些？确定托板冲裁模凹模壁厚及长、宽、厚尺寸，选择凹模材料及热处理方式

引导问题3　常见定位零件有哪些？确定托板冲裁模定位零件的尺寸、结构、材料及热处理方式

引导问题4　常见卸料方式有哪些？确定托板冲裁模卸料零件的尺寸、结构、材料及热处理方式

引导问题5　常见模架结构形式有哪些？确定托板冲裁模模架及其他标准件的选用，填入下表

2.2.7　压力机校核

引导问题

引导问题　模具总体结构尺寸应该和压力机的哪些参数相适应？请校核之前所选压力机是否能满足托板冲裁模加工要求

2.2.8　托板冲裁模装配图绘制

引导问题

引导问题　绘制冲裁模装配图与其他装配图有什么不同？绘制托板冲裁模装配图

2.2.9　托板冲裁模非标准零件图绘制

引导问题

引导问题　绘制托板冲裁模凸模、凹模、卸料板的零件图

2.2.10　编写托板冲裁模设计说明书

设计说明书格式参考附录1 《模具设计说明书撰写规范》。

2.2.11　托板冲裁模冲裁质量分析与控制

引导问题

引导问题1　分析托板冲裁模的尺寸精度与托板冲裁件尺寸精度之间的关系，模具怎么影响冲裁件的尺寸精度？

引导问题2　分析影响托板冲裁件形状误差的因素，各因素对冲裁件形状误差有哪些影响？

引导问题3　分析影响托板冲裁件断面质量的因素，各因素对冲裁件断面质量有哪些影响？

2.2.12　托板冲裁模设计评价

教师点评