沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)例

1、彎曲模零件簡(jiǎn)圖：如圖所示零件名稱：汽午務(wù)輪架加固板材料：08鋼板厚度：1mm生產(chǎn)批址：大量生產(chǎn)要求編制工藝方案。42.5一G4a.x圖311汽車備輪架加固板零件圖一沖壓件的工藝分析該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車備輪架強(qiáng)度。零件外形對(duì)稱，無尖角、 凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無公差要求，壁部圓角半徑廠夕，相 對(duì)圓角半徑%為L(zhǎng)25,大于表相關(guān)資料所示的最小彎曲半徑值，因此可以彎曲成形。曲1加魄的 八個(gè)小孔和兩個(gè)腰圓孔分別均布在零件的三個(gè)平而上，孔距有們置要求，但孔徑無公差配合。圓 孔精度不髙，彎曲角為,也無公差要求匚通過上述工藝分析，可以看出該零件為普

2、通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不髙，主要是輪郵成形 問題，又屬大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。二. 確定工藝方案(1) 計(jì)算毛坯尺寸該零件的毛坯展開尺寸可按式下式計(jì)算：Z =+ /2 + 1,57(r +上式中圓角半徑廠=5冷用:板料厚度/=4mra；勺為中性層系數(shù)，由表查得心=-42：1, “為直邊尺寸，由圖313可知，= 2116 - (r + /)= 214mm/2 = 140 - 2（r + /） = 122mm將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計(jì)算尺寸L = 214 + 122 + 1.57(5+0.42x4)= 356.8 燉加考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長(zhǎng)，經(jīng)過試壓修正，實(shí)際毛坯尺寸取

3、Z = 355ramo同理，可計(jì)算出苴他部位尺寸，最后得岀如圖3-14所示的彎曲毛坯的形狀和尺寸。(2) 確泄排樣方式和計(jì)算材料利用率圖3-14的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用單排沖壓。有三種排樣方式，見圖3-15a、 b、c。由表査得沿送料進(jìn)方向的搭邊 = 4仙,側(cè)向搭邊al = 5用朋，因此，三種單排樣方式產(chǎn) 材料利用率分別為64%、64%和70%。第三種排樣方式，落料時(shí)需二次送進(jìn)，但材料利用率最髙, 為此，本實(shí)例可選用第三種排樣方法。4圖3-14加固板沖壓件展開圖a）材料利用率64%b）材料利用率64%c）材料利用率70%圖3-15加固板的排樣方式(3) 沖壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)

4、的選擇沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有:(a) 落料：(b) 沖磯1孔6個(gè)：(c) 沖底部如1孔2個(gè)；(d) 沖網(wǎng)(e) 沖2個(gè)腰圓孔：(f) 首次彎曲成形：(g) 二次彎曲成形。(1)工序組合及其方案比較根據(jù)以上這些工序，可以作出下列務(wù)種組合方案。方案一:(a) 落料，如圖316所示。(b) 沖壁部戒1孔6個(gè)。(c) 沖底部?jī)蓚€(gè)如1孔、一個(gè)2134圓孔和兩個(gè)腰圓形孔，見圖3-19。(d) 首次彎曲成形，如圖3-17所示。(e) 二次彎曲成形,如圖3-18所示。方案二：(&)落料和沖2個(gè)腰圓孔。沖底部?jī)缮?孔、壁部八個(gè)列1孔和九曠孔。(C)首次彎曲成形，見圖3-17。(d )二次彎曲成形，見

5、圖3-18。方案三(a) 落料和沖零件上的全部孔。(c) 首次彎曲成形.見圖3-17。d)二次彎曲成形,見圖3-1 8 方案四:(Q落料.見圖3-16。(b) 沖底部?jī)蓚€(gè)磯1孔、一個(gè)0小瀘惻孔和兩個(gè)腰闘形孔，見圖3-19(C)首次彎曲成形，見圖3 17。(d) 二次彎曲成形，見圖3-18。(e) 沖壁部?jī)蓚€(gè)戒1孔。(f) 沖另一個(gè)面壁部四個(gè)曲1孔。方案五：(a)落料，見圖3-16。(b)首次彎曲成形，見圖3-17。(c) 二次彎曲成形，見圖3-18。(d) 沖底部?jī)蓚€(gè)磯1孔和一個(gè)宓1,孔。(e )沖腰圓孔。(f)沖側(cè)壁八個(gè)。門孔。方案六:(a)落料，見圖3-1 6。(b)沖底部?jī)蓚€(gè)磯1孔、一個(gè)

6、曲1瀘孔和兩個(gè)腰圓孔，見圖3-19。(C)首次彎曲成形，見圖3-17。(d)二次彎曲成形，見圖3-1 8。(e) 鉆壁部八個(gè)爐門孔。對(duì)以上六種方案進(jìn)行比較.可以看出：方案一，從生產(chǎn)效率.模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，將落料和零件上的孔組合在三套模具上沖圧，有利于降低沖裁力 和提商模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)也 操作也較方便。但是，該方案的二次彎曲均安排大沖孔以后進(jìn)行，彎曲 回彈后孔距不易保證，影響零件精度。方案二落料和沖腰圓孔組合以及底部?jī)蓚€(gè)磯1孔和壁部六個(gè)與1孔組合沖出，可以節(jié)省一道匚序,但是模具結(jié)構(gòu) 比方案一復(fù)朵同時(shí)多凸模厚板沖孔模容易磨損.刃磨次數(shù)増多，模具壽命低。二次彎曲工序均在沖孔后進(jìn)行.

7、產(chǎn) 生與方案一相同的缺點(diǎn)。方案三，落料和零件上的孔采用復(fù)合模組合沖斥.優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了工序和設(shè)備，可以提商和生產(chǎn)效率.但模具結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，且壁部六個(gè)戒1孔處的孔邊與落料外緣間距僅8 mm.模壁強(qiáng)度較差模具容易磨損或破壞，因此不宜采用。方案四，壁部六個(gè)。門孔安排在彎曲后進(jìn)行.可以提商孔距精度，保證零件質(zhì)氐 但是壁部沖孔的操作不便，同時(shí) 彎曲后二次沖孔的模具費(fèi)用也較商方案五，全部沖孔匚序安排在彎曲成形后進(jìn)行,缺點(diǎn)是成形后沖孔，模具結(jié)構(gòu)復(fù)無刃磨和修理比較困難,上、下料操作也不方便。亍工人，二；兒1 勾叫Q川川W/、個(gè)與1 匸為.m MJ J二血門衣少兩套沖孔模，有利于降低零件的生產(chǎn)成木。缺點(diǎn)是增加了鉆孔丄

8、序，増加丄序時(shí)間。通過以上的方案分析，可以看出，在一定的生產(chǎn)批雖條件下，選用方案六是比較合理的。確定了工藝方案以后，就可以進(jìn)行該方案的模具結(jié)構(gòu)形式的確定.備匸序的沖壓力訃算和沖壓設(shè)備的選用。圖3-1 6加固板落料模1 一下模板、2 導(dǎo)柱.3-導(dǎo)套、4 一卸料板、5 螺釘.6螺釘.7 凹模、8上模板.9-銷釘、10擋料銷.11-螺釘.12凸模、13-銷釘.14-銷釘三. 各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定上面的匸藝方案分析和比較中，已選用了模具種類.如選用落料模、沖孔模、首次彎曲模和二次彎曲模等，在最佳 工藝方案六選定后，再確定各匸序模具的具體結(jié)構(gòu)形式。木實(shí)例為便干介紹和分析，在各匸藝方案分析和比較時(shí)，

9、已給出了模具的結(jié)構(gòu)形式，見圖3-16、17、18. 19等,因此這里不再另述。圖3-1 7務(wù)輪架加固板第一次彎曲模0604 r400SCM18710.2I圖3-18備輪架支架加固板第二次彎曲模324rIIA-A56 7 8910 11 12 13 14 151621 18 17 22 A伙4 jj圖3-19加固板沖孔模1 一下模板.2 導(dǎo)柱.3導(dǎo)套、4一上模板、5. 7. 9-凹模、6.8. 10-凸模.11、18. 20-定位銷.12-墊板.1 3凸模固定板14、16. 17緊固螺釘、15 卸料板、1 9-凹模固定板、2 1 -定程柱、22-擋料銷四. 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備(1)第

10、一道工序一一落料(a) 平刃口模具沖裁時(shí).落料力按下式計(jì)算：F將=1.3ZH將加固板毛坯的周長(zhǎng)E = 139%用，厚度扌=Am?n以及。8鋼材料的抗剪強(qiáng)度廠=260MR?代入上式，得=1.3x1395x4x260 = 1336040為了降低落料力，改用斜刃口模具,落料力上式中，1為模具斜刃口部分長(zhǎng)度?？际赖铰淞蠒r(shí)條料容易安宜和定位，模具的部分刃口可以設(shè)訃成平口的。因此,5表示刃口部分的長(zhǎng)度(如果模具刃口全部做成斜口的，則空=0兒如圖3-1 6所示。圖中平刃口長(zhǎng)度斜刃口長(zhǎng)度上 1 = 1395-160 = 1235 加加K = 0.4跟= 1.3(0.4x 1235 x4x 260 十 16吸

11、4 x 260)=紀(jì) 420訕(b) 推件力設(shè)同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)斤=2 査表系數(shù)疋1 = 045,代入上式，得F雀=2x 0.045 x884200 = 79500AT(c) 選用沖壓設(shè)備這-工序的落料力 2=88心叫推件力忌叫因此工序所需的總壓力& n , b s p; &, nbsp;F色=食十Q = 963700 從總壓力出發(fā).應(yīng)選用100 OkN壓力札但是1000 k N斥力機(jī)的工作臺(tái)，對(duì)加固板落料模尺寸偏小，不能 安裝，故應(yīng)選擇16 0 OkN壓力機(jī)。(2)第二道工序一一沖孔(圖3-19)(a)沖壓兩個(gè)磯1孔,沖孔力(b )沖壓孔，沖孔力 = 1.3x21x4x26 = 892

12、00(c) 腰圓孔沖孔力F5 = 2x1.3x(2x14 + 2x52)k4x:26 = 5190007(d) 選用沖斥設(shè)備丄序總的沖孔力廳沖=Fl+F2 + 3 = 700W故可選用lOOOkNfK力機(jī)。(3 )第三道匚序一一首次彎曲成形(圖3-17)該丄序沖壓力.包括自由彎曲力,校正彎曲力和壓料力(或推件力)。(a )自由彎曲力& _0/7曲丐上式中，安全系數(shù)：k = -3寬度:“ (116 + 53.5)=17加彎曲半徑/=5ram0 8鋼抗拉強(qiáng)度:0.7x1.3x170x42 x300(b)校正彎曲力沖壓件在行程終門甘受到的校正彎曲力,可按忌=AP近似計(jì)算。加固板沖壓件首次彎曲的投影面

13、積?4 = (116x178)+(53.5x 178)= 30170ZSW2 査表得爪位校正力P，代入上式得.F=2100kN(c)壓料力&nb, sp： =(0.30.8e& am, p ;am, p;am p; a m. p;am, p;am, p;nb s取系數(shù)05.則倫= 41W(d)選擇沖壓設(shè)備由彎曲丄藝可知，彎曲時(shí)的校正彎曲力與自由彎曲力、壓料力不是同時(shí)發(fā)生的,且校正力比自由彎曲力和圧 料力大得篡。因此，可按F_2100k N選擇沖樂設(shè)備，實(shí)際選用2500kN斥力機(jī)。(4) 第四道工序一一二次彎曲成形(圖31 8 )該工序所需斥力，有自由彎曲力.校正彎曲力和壓料力等。因校正彎曲力大于自由彎曲力和壓料力,且在彎 曲時(shí)這些壓力不是同時(shí)產(chǎn)生的，故在選擇沖斥設(shè)備時(shí)，只