沖壓模具課程設(shè)計(jì)

1、11. 沖壓件工藝性分析-(1 1)2. 沖壓工藝方案的確定-(3 3)3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算(1)- 排樣方式的確定以及計(jì)算-(3 3)(2)-壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算一一 -(3 3)(3) 沖壓力的計(jì)算- -(4 4)(4 4 )工作零件刃口尺寸計(jì)算- - (4 4)(5 5 )卸料橡膠的設(shè)計(jì)- - -(5 5)4. 模具總體設(shè)計(jì)(1 1 )模具類型的選擇-(5 5)(2 2 )定位方式的選擇-(5 5)(3)- 卸料，出件方式的選擇-(6 6)(4)- 導(dǎo)向方式選擇-(6 6)5. 主要零部件設(shè)計(jì)(1 1)主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- - -(6 6)(2 2 )定位零件的設(shè)計(jì)- -(8 8)(3

2、) 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)- - -(8 8)(4)- 卸料板部件設(shè)計(jì)- - (8 8)(5 5 )模架及其他零部件設(shè)計(jì)- - (8 8)6. 模具總裝圖7.- 沖壓設(shè)備的選定-(8 8)8. 工作零件的加工工藝-(8 8)9. 模具的裝配-(1010)主要參考文獻(xiàn)-(1212)設(shè)計(jì)小結(jié)-(1212)2連續(xù)模設(shè)計(jì)說明任務(wù)描述：工件名稱：墊圈沖孔落料模具設(shè)計(jì)工件簡圖：如下圖材料：3030 鋼板材料厚度：0.3mm0.3mm設(shè)計(jì)內(nèi)容：1 1沖壓件的工藝分析：對產(chǎn)品進(jìn)行分析，確定各部分尺寸是否滿足沖壓件的工藝要求2 2確定工藝方案：（1 1）計(jì)算毛坯尺寸；（2 2）確定排樣方式和計(jì)算材料利用率；（3 3 ）沖

3、壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)的選擇3 3模具結(jié)構(gòu)形式的確定：各工序所要設(shè)計(jì)的模具，包括名稱結(jié)構(gòu)類型等4 4計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備5 5工藝卡片：選擇一家企業(yè)的產(chǎn)品使用的沖壓工藝卡片，主要有每道工序圖、基本尺寸、使 用設(shè)備、模具名稱等3工件圖1.1.沖壓件工藝性分析此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。材料為3030 鋼板，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)果簡單，有 2 2 個(gè)直徑 14mm14mm 的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的 尺寸全部為自由公差，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。2 2。沖壓工藝方案的確定該工件包括落料 沖孔 兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料

4、，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一落料連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單， 但需要兩道工序兩套模具， 成本高而生產(chǎn)效率低， 難以滿足大批量生 產(chǎn)要求。方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在 模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡單，由于工件精度要求不高，完 全能滿足工件技術(shù)要求。所以經(jīng)過比較，采用方案三最為合適。3.主要設(shè)計(jì)計(jì)算（1 1）排樣方式的確定以及計(jì)算設(shè)計(jì)連續(xù)模，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。工件直排材料利用率最高。如圖一所示的排

5、樣方法，可減少廢料。第一次沖裁使用活動擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。搭邊值取 2mm2mm，壁厚取 2mm2mm，條料寬度為 121mm121mm ,步距為 36mm36mm，一個(gè)步距的材料利用率 為 73%73%456(3 3)沖壓力的計(jì)算該模具采用連續(xù)模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見表1 1根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇JF23-63JF23-63。表一條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算7項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注8排樣沖裁件面積AA=116 17+3.14 X ihx 1/2+82 x17-3.14X72-2X14X173189.827mm條料寬度BB=116+4+1=121121mma

6、=2mm,a1=2mm步距SS=17+17+2=3636mm一個(gè)步距的材料利用率nAn = x100%BS73%沖壓力沖裁力FF=KLt “=490 x369.34 x 0.354293NL=369.34mm卸料力F FxF Fx= KxF=0.05 x5429310859N查表得KX=0.05推件力FTFT=nKTF= 0.065429350523Nn 取6沖壓工藝總力FZFZ=F+FX+FT85675N彈性卸料下出件（4 4 ）工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分

7、別加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝 配簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算如下所示。1.1.落料應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)然后配做凸模。工件尺寸如圖所示1 1）凹模磨損后變大的尺寸（5 5 ）卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見 表三。選用的 4 4 快橡膠板的厚度無比一致， 不然會造成受力不 均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。9表三卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目公式結(jié)果備注卸料板工作行程h工人工=h1+h23.3mmh1為凸模具凹進(jìn)卸橡膠工作行程H工H工=h工+ h修8.5mm料板的高度 1mm1mm，橡膠自由高度H自由H自

8、由=4H工33.2mmh2為凸模沖裁后進(jìn)橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù)H預(yù)=15% H自由4.98mm入凹模的深度每個(gè)橡膠承受的載荷FiFi =卩卸/42714.75N2mm2mm，h修為凸模修橡膠的外徑DD= (d2+1.27(Fi/p)60 mm磨量取 5mm,5mm,取校核橡膠自由高度H自由0.50.5蘭H自由/ D蘭1.51.5滿足要求H工為H自由的橡膠的安裝咼度H安H安=H自由一H預(yù)28.22 mm25%25%，選用 4 4 個(gè)圓筒形橡膠4.模具總體設(shè)計(jì)（1）模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用連續(xù)沖壓，所以模具類型為連續(xù)模。（2）定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)

9、料板，無側(cè)壓裝置 控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可 由活動擋料銷定距。（3）卸料，出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾?.3mm,較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因 為是連續(xù)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。（4）導(dǎo)向方式選擇為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該連續(xù)模采用中間導(dǎo)柱的 導(dǎo)向方式。5.主要零部件設(shè)計(jì)（1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10a落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5?？傞LL可按公式計(jì)算：L =h 工二 hit h2+h=14.4

10、+0.3+14+21.3=50mm落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示I (療廠飩UUb.沖孔凸模沖孔凸模采用臺階式，加工簡單，便于裝備與更換。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所 示。c.凹模11凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模具 在模架上的位置時(shí)。要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其 輪廓尺寸可按公式計(jì)算：凹模厚度H=kb=0.15x116=17.4,為了方便橡膠安裝，取H=25凹模壁厚c=（1.5-2）H=26,1-34.8m，取c=40凹模寬度B=b+2c=116+80=196取B=200凹模長度L取180mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為180200 25mm，凹模結(jié)構(gòu)如

11、圖所示_L凹模（2） 定位零件的設(shè)計(jì)落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件直徑14mm的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。（3） 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm， 這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板厚度取4mm,采用45鋼制作，熱處理硬 度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動擋料銷凹槽。（4） 卸料板部件設(shè)計(jì)a卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。12b.卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4個(gè)螺釘，公稱

12、直徑為8mm，螺紋部分為M6 4。（5）模架及其他零部件設(shè)計(jì)該模具采用對角式導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱分別為28漢100,導(dǎo)套分別為：28 42x95。上模座厚度取40mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度 取45mm，那么該模具的閉合高度：H閉=H上模H墊L H H下模-h2=40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mmL凸模長度，L=50mmH凹模厚度，H=25mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)JF23-25的最大裝模高度（220mm），可 以使用。6模具總裝圖通過以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊

13、板、凸模（3個(gè)） 、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以 橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品 件均由漏料孔漏出。條料送進(jìn)時(shí)采用活動擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個(gè)導(dǎo)正銷, 利用條料直徑為15的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。7.沖壓設(shè)備的選定通過校核， 選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25能滿足要求。 起主要參數(shù)如下：公稱壓力：250kN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270mm最大裝模高度：220mm連桿調(diào)節(jié)長度:55mm工作臺尺寸（前后x左右）：370 x560 mm墊板尺寸（厚度x直徑）：50 x200 mm模柄孔

14、尺寸：YF40X60 mm最大傾斜角度：30度8、模具零件的加工工藝13本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用 線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。表四所示為落料凸模的加工 工藝過程。表四工序號工序名稱工序內(nèi)容工序簡圖1備料將毛坯鍛成長方體J J! !4 470702熱處理退火3粗刨刨六面，互成直角，留單邊余量0.5mm4熱處理調(diào)質(zhì)5磨平磨六面，互成直角6鉗工劃線劃出各孔位置線、型孔- 1 1-輪廓線1-1- -7加工螺釘按位置加工螺釘孔、銷孑L、銷孔及孔及穿絲孔穿絲孔14精磨上下平面按圖切割型孔達(dá)到尺寸要求11鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求12檢驗(yàn)9、模具的

15、裝配根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模, 并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見表五所示。表五骨口，序號工序工藝說明1凹凸模預(yù)裝1） 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀。2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配， 檢查其間隙是否加 工均勻。不適合的應(yīng)重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中， 并牢固。3裝配上模1）在上模座上劃中心線，按中心線預(yù)裝凹模、墊板、凸模 固定板2）在上模座上，用已經(jīng)加工好的凹模分別確定其螺孔位置， 并分別鉆孔、攻絲3）將上模座、墊板、凸模固定板、凹模裝在一起，并用螺熱處理按

16、熱處理工藝，淬火,回火達(dá)到6064HRC10磨平面線切割1815釘緊固，打入銷釘4裝配下模1）在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸凹模與固定板 組合裝入凹模，將上模翻轉(zhuǎn)2）預(yù)裝下模，劃出與凸凹模固定板相應(yīng)的螺孔、銷孔位置 并鉆鉸螺孔、銷孔3）用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起，但不 要擰緊4） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和 卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓縮量，使卸料板高出凸凹模 下端約12mm5）復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘6）切紙檢查，合適后打入銷釘5試沖與調(diào)整裝機(jī)試沖，并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整161.上模座2導(dǎo)套3.導(dǎo)柱4緊固螺釘5.沉頭螺釘6模柄7凸模固定板8卸料螺釘9.墊板10.圓柱銷11.卸料板12.下模座13圓柱銷14.凹模15.沖孔凸模16落料凸模17導(dǎo)正銷18.卸料橡膠19擋料銷20.導(dǎo)料扳子模具總裝圖主要參考文獻(xiàn)：1、公差配合與技術(shù)測量，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版社2、機(jī)械制圖，劉少年主編，機(jī)械工業(yè)出版社3、機(jī)械制造基礎(chǔ)，胡大超，高等教育出版社4、金屬材料與熱處理，趙先仲，機(jī)械工業(yè)出版社5、機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)