沖壓模具設(shè)計計算教學(xué)內(nèi)容

1、沖壓模具設(shè)計計算精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除第二章沖壓工藝設(shè)計和沖壓力的計算沖壓件（鏈輪）簡介鏈輪三維圖如圖2.1,材料為Q235,工件厚度3mm,模具精度：IT13為一般精 度。圖2.1零件三維圖M64IX1TH1己口QJ178圖2.2零件二維圖零件圖如圖2.2,從零件圖分析，該沖壓件采用 3mm的Q235鋼板沖壓而成, 可保證足夠的剛度與強(qiáng)度。并可看出該零件的成形工序有落料、沖孔、拉深、翻邊，其難點為該成形件的 拉深和翻邊。該零件形狀對稱，無尖角和其它形狀突變, 為典型的板料沖壓件。通過計算此零件可按圓筒件拉深成形，因其尺寸精度要求不高，大批量生產(chǎn)， 因此可以用沖壓方法生產(chǎn)

2、，并可一次最終成形，節(jié)約成本，降低勞動。確定沖壓工藝方案經(jīng)過對沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品圖進(jìn)行必要的工藝計算，并在分析沖壓 工藝類型、沖壓次數(shù)、沖壓順序和工序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分10Zu 。落料、落料、落料、落料、1）沖壓的幾種方案沖孔、拉深、翻邊單工序模具生產(chǎn)。沖孔復(fù)合模，拉深、翻邊復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔連續(xù)進(jìn)行采用級進(jìn)模生產(chǎn)，拉深、翻邊復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔、拉深、翻邊復(fù)合模生產(chǎn)。方案一：結(jié)構(gòu)簡單，需要四道工序，四套模具才能完成工件的加工，成本高。方案二：加工工序減少，節(jié)省加工時間，制造精度高，成本相應(yīng)減少，提高了 勞動生產(chǎn)率。方案三：在方案二的基礎(chǔ)上加大了制造成本，既不經(jīng)濟(jì)又不實

3、惠。方案四：在方案二的基礎(chǔ)上又減少了加工工序，又節(jié)省加工時間，制造精度 高，成本相應(yīng)減少，又提高了勞動生產(chǎn)率。一個工件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，編制工序方案時必須考慮兩種情 況：單工序模分散沖壓或工序組合采用復(fù)合模連續(xù)沖壓，這主要取決于沖壓件的生 產(chǎn)批量，尺寸大小和精度等因素。通過產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、設(shè)備條件、模具制造和 壽命、操作安全以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合分析，比較決定采用方案四。即：落料、沖孔、拉深、翻邊一成品。2）各加工工序次數(shù)的確定根據(jù)工件的形狀和尺寸及極限變形程度可進(jìn)行以下決定：落料、沖孔、拉深、 翻邊各一次。3）加工順序決定的原則（1）所有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影

4、響，都應(yīng)該在平板毛坯上 沖出，因為在成型后沖孔模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位困難，操作也不便，沖出的孔有時不 能作為后續(xù)工序的定位孔使用。（2）凡是在位置會受到以后某工作變形影響的孔（拉深件的底部孔徑要求不高 和變形減輕孔除外）都應(yīng)在有關(guān)的成型工序后再沖出。精品文檔如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除(3)兩孔靠近或者孔距邊緣很小時，如果模具強(qiáng)度足夠，最好同時沖出，否則 應(yīng)先沖大孔和一般情況孔，后沖小孔和高精度孔，或者先落料后沖孔，力求把可能 產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。(4)整形或較平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型后進(jìn)行。4)成型過程根據(jù)加工順序的原則，確定成型過程如下：首先是落料、沖孔，形成精確的外形形狀；其次是拉深、

5、翻邊，也就是成形過 程；最后出來的是成品。采用這種沖壓方案，從模具的結(jié)構(gòu)和壽命考慮，有利于降低沖裁力，提高模具 的使用壽命，同時結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且減少了不必要的工序，節(jié)省了生產(chǎn)資 料，提高了經(jīng)濟(jì)效益。適合加工廠生產(chǎn)，此種方案最合適。綜上所述，確定使用此方案。工件的毛坯尺寸計算根據(jù)產(chǎn)品零件圖，標(biāo)注的螺紋尺寸 M64 1 7H為其大徑，那么可以計算出小徑 d小 64 1,0825 1 62.92mm由于工件主要成型的工序是落料、沖孔、拉深和翻邊，工件變形量不是很大，可以直接落下工件的實際尺寸，根據(jù)沖壓工藝學(xué)可知毛坯大徑為：Dd； 4dih.1782 4 123 9 190.03mm鏈輪要經(jīng)過

6、四道工序加工成型，按落料、沖孔、拉深、翻邊的先后順序進(jìn)行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的計算應(yīng)先計算翻邊，然后拉深，最后沖孔和落料。由于鏈輪的翻邊高度不大，假設(shè)可一次翻邊成形。那么翻邊前毛坯上圓孔的初始直d0 Dm r+- 2(H r) 33.78mm徑do為2但零件的精度要求為IT13級，那么毛坯件的尺寸為：d0 33.7800.39mmD 190.030072 mm那么毛坯形狀及尺寸如圖2,3所示：精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除圖2.3毛坯形狀及尺寸計算拉深和翻邊次數(shù)由于鏈輪要經(jīng)過四道工序加工成型，按落料、沖孔、拉深、翻邊的先后順序進(jìn) 行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的計算應(yīng)先計

7、算翻邊，然后拉深，最后沖孔和落料。數(shù):形。根據(jù)零件的形狀和尺寸，具翻邊高度不大，假設(shè)可一次翻邊成形。那么翻邊系K旦巫0.537Dm62.91根據(jù)沖壓工藝學(xué)查表5.5得Ki 0.52，于是K Ki ,則能夠一次翻邊成又鏈輪的拉深為帶法蘭圓筒件的拉深，那么首先得判斷是否可一次拉深成形， 計算得第一次拉深可能達(dá)到的值 h/d和dF/d分別為0.071和1.413,根據(jù)沖壓 工藝學(xué)在圖4-38中得零件的h/d和dp/d所決定的點位于曲線下側(cè)，則可一次拉 深成形10 o確定其搭邊值考慮到成型范圍，應(yīng)考慮以下因素：材料的機(jī)械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。2）沖件的形狀尺寸 沖件

8、的形狀復(fù)雜或尺寸較大時，搭邊值大一些。3）材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。4）材料及擋料方式 用手工送料，且有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些，用側(cè)刃 定距的搭邊值要小一些。卸料方式 彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。綜上所述，根據(jù)沖壓工藝學(xué)確定其搭邊值：兩工件間的搭邊值：a1=2.2mm工件側(cè)面搭邊值：a=2.5mm條料寬度：B=D+2a=190+2 2.5=195mm2.6確定排樣圖利用率的計算在沖壓零件的成本中，材料費用占 60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個重要 問題。沖裁件在板料上的布置叫排樣10 o合理排樣，充分利用材料具有重大的意 義，排樣的經(jīng)濟(jì)程度中材料的利用率 K表示為：nsK

9、 100(2.1)Ao式中 K一材料利用率(為；條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)；每一沖件的面積(mm2 ；Ao一條料面積(mm2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，確定兩工件間的搭邊值：a=2.2mm；工件側(cè)面搭邊值：a=2.5mm。Ao (9 2.2 2 2.5 190 10) (190 2 2.5) 375336mm222 一 -2s r 9528440.4mm一塊板料上沖10個，那么取n=10;則利用率:10 28440.41375336100%75.77%確定其排樣圖根據(jù)搭邊值，那么排樣圖如圖2.4所示:2.7計算各工序沖壓力鏈輪沖壓力包括落料力、沖孔力、拉深力、翻邊力。材料3mm材料的抗剪強(qiáng)度 =450MPa,屈服

10、點數(shù)值為235 MPa。1）沖裁力為了合理設(shè)計模具和正確選用壓力機(jī)，就必須計算沖裁力Q235板材厚度12。計算公式如下:P0Lt(2.2)式中 B 一沖裁力（N）;一材料抗剪強(qiáng)度（MPa）;L 材料輪廓長度（mm）; t 材料厚度（mm）。本次設(shè)計中，沖裁力包括：落料力、沖孔力、拉深力、翻邊力一般K取1.3,那么落料力為：P 1.3L t沖孔力為：PC 1.3L t拉深力為：Padt bKl1.3 596.90 3 450N 1047564.05N1.3 102.64 3 450N 180034.57 N123 3 450 0.5 260830.73 N翻邊力為：Pfb 1.1 (Dm d)t

11、 s 1.1(66 33.78) 3 235 78497.75N其中d拉深毛坯的直徑，mmK修正系數(shù)K1 拉深系數(shù)Dm 翻邊后豎邊的中徑，mmd0 毛坯上圓孔的初始直徑，mms 材料的屈服點數(shù)值，MPa2）卸料力卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。卸料力的計算公式如下：PXKxPi（2式中Px卸料力（KN）;Kx卸料力系數(shù)，查表取0.05;P 落料力（KN ）。WJPx 0.05 1047564.05 52378.20N3）推件力順著沖裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力，一般叫做推件力。推件力的計 算公式如下：PT nKTP（2.4）式中 Pt一推件力（KN）；Kt一推件力系數(shù)，查表取

12、0.055;n 一卡在凹模里的料的個數(shù)n=h/t,其中，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm） ; t 為料厚（mm）;PT 1 0.055 1047564.05 57616.02N4）頂料力逆著沖裁方向頂出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做頂料力。頂料力的計算公式如下：PD KDPC（2.5）式中 Pd一頂料力（KN ;KD一頂料力系數(shù)，查表取0.06;PD 0.06 180034.57 10802.07N ,則根據(jù)式2.6得出，總的沖壓工藝力為：F P+Pc+Ps+Pfb R Pt Pd=1047564.05+180034.57+260830.73+78497.75+52378.20+57616.

13、02+10802.07=1784941.76N=1785KN則復(fù)合模選擇沖床時的總壓力為 F=1.3F=2320.42KN第三章落料、沖孔、拉深、翻邊復(fù)合模的設(shè)計模具零件刃口尺寸計算尺寸計算原則刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙值也要靠模 具刃口尺寸及其公差來保證13。生產(chǎn)實踐中存在如下問題：1）由于凸凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都是帶有錐度的，且落料 大端尺寸等與凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。2）在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基 準(zhǔn)。3）沖裁時，凸凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈 大，結(jié)果使

14、間隙愈用愈大。4）拉深時，凸凹模工作部分的尺寸和拉深方法有關(guān)，可查設(shè)計資料確定，也可 按卡契馬列克經(jīng)驗公式計算。5）圓孔翻邊的尺寸計算采用翻邊高度計算翻邊圓孔的初始直徑d0和翻邊系數(shù)計算可以達(dá)到翻邊高度。由此，在決定模具刃口尺寸及其制造公差時，應(yīng)考慮：1）落料制件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料 模時，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。2）設(shè)計落料模時，凹模基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計沖 孔模時，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣在凸凹模磨 損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。凸凹模間隙擇取最小合理間隙值。3）設(shè)計拉深、翻邊模時

15、，其基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，這 樣在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。凸凹模間隙擇取最小 合理間隙值。4）確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的精度要求。根據(jù)以上原則：落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算，落料凸模按間隙值配制。由 于此工件屬薄板料的沖裁件，因此采用凸凹模配合加工。3.1.2模具間隙的選擇模具間隙是指凸凹模刃口間縫隙的距離，用 C表示，俗稱單面間隙。雙面間隙 用Z表示。拉深、翻邊V形工件時，凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)閉合高度來控制 的，不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙15 0以下為落料、沖孔復(fù)合模間隙的確定：1）沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響沖裁件質(zhì)量是指切斷面質(zhì)

16、量，尺寸精度及形狀誤差。切斷面應(yīng)平直、光潔，即 無裂紋、撕裂、夾層、毛刺等缺陷。零件表面應(yīng)盡量可能平整，即穹彎小。尺寸應(yīng) 保證不超過圖紙規(guī)定的公差范圍。當(dāng)把凸、凹模間隙值控制在一定范圍內(nèi)時，沖件 比較平直、光潔、毛刺很小，且所需沖裁力小。間隙過小時，在斷面出現(xiàn)擠長的毛 刺。間隙過大時，材料的彎曲與拉深增大，材料易破裂，致使制件光亮帶減小，塌 角與斷裂斜度都增大，毛刺大而厚。2）間隙對沖裁力的影響當(dāng)間隙小于合理間隙時，不僅沖裁力增大，而且剪切力減小。3）間隙對模具壽命的影響為了提高模具的壽命，一般采用較大的間隙。若采用小間隙，就必須提高模具 硬度與模具制造光潔度、精度，改善潤滑條件，以減小磨損。

17、4）凸、凹模間隙的確定根據(jù)以上條件綜合確定：間隙選擇：選擇田型，間隙適中，R減小，a正常，拉毛正常。則根據(jù)沖模設(shè) 計手冊，落料、沖孔復(fù)合模刃口始用間隙為：_ 【10Zmin Zmax=0.210mm0.270mm。(由表 23 查得) 。尺寸分類工件毛坯尺寸如圖3.1所示，將工件尺寸進(jìn)行分類如下：1)外形尺寸A類：刃磨后凹模尺寸兩邊增大的，把產(chǎn)品零件圖尺寸化成A0-A, 為工件公差；2)內(nèi)形尺寸B類：刃磨后凹模尺寸兩邊增大的，把產(chǎn)品零件圖尺寸化成B+Ao落料沖孔凸凹模刃口尺寸計算根據(jù)零件的類型，那么尺寸的分類如圖3-3所示。圖3.1落料沖孔半成品圖該模具為復(fù)合模，落料以凹模為基準(zhǔn)，根據(jù)零件情況

18、，凹模磨損后的尺寸變化 111.為A類尺寸；故查表27得x1 0.5,那么Ad(Amax-x?)0(190.03 0.50.72)。池4190.3900.18mm。沖孔以凸模為基準(zhǔn)，凸模磨損后的尺寸變化為B類尺寸，查表2-7得x20.5,那么 Bp(Bmin x )0(33.780.5 0.39)。933.9800.1。mm。該零件凸模(或凹模)刃口尺寸按上述凹模(或者凸模)的相應(yīng)部分尺寸配置，保證雙面間隙ZminZmax=0.210mm0.270mm。(由表23查得)。所以各刃口的尺寸分別為Ad 190.39o0-18mmAp 19O.18o.i8mmBd 34.19+0.10mmBp 33

19、.98oo.1omm拉深凸凹模刃口尺寸計算(1)凹模圓角半徑陌和凸模圓角半徑rp由于鏈輪為一次拉深成型，那么凸凹模的圓角等于零件的圓角半徑，即 rrd3mmp(2)凸凹模間隙根據(jù)鏈輪的材質(zhì)和板厚，鏈輪的尺寸精度和表面質(zhì)量要求，那么凸凹模間隙 c 1.1tmax 1.1 3 3.3mm(3)凸凹模尺寸及制造公差鏈輪的拉深為一次拉深成形，鏈輪在裝配的時候?qū)︽溳喌膬?nèi)形尺寸有要求，所以凸模尺寸為Dp (d 0.4 ) p凹模尺寸為Dd(Dp 2c) d又根據(jù)表4-7,那么凸凹模的制造公差p和分別為0.06和0.10。p那么凸模尺寸 Dp (120 0.4 0.63)00.06=120.250.06 m

20、m凹模尺寸 Dd (120.25 2 3.3)00.10=126.8500,10mm精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔翻邊凸凹模刃口尺寸計算鏈輪的翻邊為圓孔一次翻邊成形，其結(jié)構(gòu)與拉深模相似，凹模圓角對翻邊成形影響不大，可按工件圓角確定，則圓角半徑為3mm。凸模圓角半徑rp 4t ,根據(jù)零件的要求，r =24mm。p單邊間隙c= (0.750.85) t0,取最小值，M c=2.55mm.凸凹模內(nèi)徑可按拉深模具的凸凹模內(nèi)徑計算，則凸模內(nèi)徑 Dp (62.92 0.4 0.46)00.06 =63.1000.06mm凹模內(nèi)徑 Dd (63.10 2 3.3)00.10 =69.7

21、0 00.10mm3.2沖模工作零件的設(shè)計與計算凸模的計算和校核1)沖孔凸模(1)凸模的結(jié)構(gòu)形式落料、沖孔復(fù)合模的沖孔凸模選用帶臺肩的階梯形凸模，此凸模與上模座緊配 合，上端帶臺肩，以防拉下16 ,基本形狀如圖3.2所示：h1=46mm；(2)凸模的長度計算根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)形式，沖孔凸模固定圈厚度卸料板厚度h2=12mm；凸模進(jìn)入凹模的深度為40mm。則沖孔凸?？傞L為:則根據(jù)模具設(shè)計 擇圓凸模33.78溜8L= h1+ h2+h=46+12=98mm大典，落料、沖孔模凸模選T10A。圖3.1沖孔凸模圖3.2沖孔凸模（3）凸模強(qiáng)度校核凸模長度確定后，為防止縱向失穩(wěn)和折斷，應(yīng)進(jìn)行凸模承壓能力和抗

22、彎能力的 校核。沖裁時凸模所受的應(yīng)力，有平均壓應(yīng)力和刃口的接觸應(yīng)力 K兩種?？讖酱笥跊_件材料厚度時，接觸應(yīng)力大于平均壓應(yīng)力，因而強(qiáng)度核算的條件是接觸應(yīng)力小 于或等于凸模材料的許用應(yīng)力,孔徑小于或等于沖件材料厚度時，強(qiáng)度核算條 件可以是平均壓應(yīng)力小于或等于凸模材料的許用應(yīng)力。本次設(shè)計中，凸模材料選取CU2MoV, HRC5862。由于孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沖件材料的厚度。則可以滿足其 強(qiáng)度要求。凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方 式有關(guān)。本次設(shè)計所采用的帶臺肩式的凸模，其最大允許長度按下式計算：(3.1)d2llmax90 F式中 F 一沖孔力，N;d一凸模最小直徑（mm

23、）；那么lmax90 233.78,180034.57=242.04mm綜上所述，該凸模結(jié)構(gòu)符合強(qiáng)度要求。凸凹模（1）結(jié)構(gòu)形式凸凹模存在于復(fù)合模中，在本次設(shè)計中，它既是拉深凹模，又是落料凸模，它 的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚決定沖裁件的尺寸，不像凹模那樣可以將外 緣輪廓尺寸擴(kuò)大，所以從強(qiáng)度考慮，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受沖模 結(jié)構(gòu)影響。凸凹模裝于上模（正裝復(fù)合模）時，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁 厚可以小一些17 ;凸凹模裝于下模（倒裝復(fù)合模）時，如果是柱形孔口，則內(nèi)孔積 存廢料，脹力大，最小壁厚要大一些。作為沖孔凹模時，選為柱形孔口錐形凹模，刃口強(qiáng)度高，修磨后孔口尺寸不 變

24、，但在孔口內(nèi)可能積存工件和廢料，增加沖裁力和孔壁的磨損，磨損后每次的修 磨量較大，凹模的總壽命較低，這種型式的凹模適用于形狀復(fù)雜、精度要求較高的 工件的沖裁。其通過臺肩，緊固在凸凹模固定板上，以保證卸料時凸凹模的穩(wěn)定及 下次沖壓時的精度。其上螺釘孔和銷釘孔離斷面的距離滿足最小尺寸，即L 1.25d,結(jié)構(gòu)形式如圖3.3所示：圖3.3翻邊、拉深凹模(2)凹模的長度計算根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)形式，則凹模總長為：L=98mm.拉深凸模(1)結(jié)構(gòu)形式拉深凸模存在于復(fù)合模中，在本次設(shè)計中，它起到了對工件的拉深成形，并且 是一次拉深成形，那么其形狀尺寸就是零件的尺寸。在設(shè)計時主要考慮其精度和強(qiáng) 度，所以從強(qiáng)度考

25、慮，高度受最小值限制，以防止在工作時發(fā)生變形。拉深凸模的 最小高度還受沖模結(jié)構(gòu)影響。根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)，我們?nèi)「叨葹?8mm,材料為Cr12MoVo那么其結(jié)構(gòu)形式如圖3.4。圖3.4 拉深凸模(2)強(qiáng)度校核260830.73N (892 34.852)由于拉深凸模的材料為Cr12MoV,那么在工作過程中具壓應(yīng)力為238.89N/mm ,又 CU2MoV勺壓應(yīng)力780N/mm2,壓 42,下半部分非工作部 分尺寸為360X200X88。1）翻邊、沖孔凹模翻邊、沖孔凹模具形式如下圖3.6;根據(jù)零件的外形尺寸和工藝要求，凹模外形尺寸為：dXDXh=38X64X155o由于中間是用于落料的通孔，長度比較大

26、，為防止 縱向失穩(wěn)和折斷，應(yīng)進(jìn)行承壓能力和抗彎能力的校核。首先對于承壓能力，即最小 斷面的壓應(yīng)力小于或等于凸模材料的許用壓應(yīng)力，那么4t 4 190 155三 4 190 I55 117.8mm ,大于所設(shè)計的直徑，滿足承壓能力條件。其壓 1 103中dm.為最小直徑，t為材料厚度，為T10A的抗剪強(qiáng)度，經(jīng)查表得190MPa。壓為T10A的許用應(yīng)力，淬火硬度5862HRC 時,壓(1-1.6) 103MPa。對于抗剪能力的校核，有_ d2l l max 90赤(3.2)式中 F 一沖孔力，N;d一凸模最小直徑(mm)；那么l lmax 90( 63 .1033 .78)182.35 mm ,大

27、于其設(shè)計長度 155mm,滿足使用.180034.57要求。圖3.6翻邊、沖孔凹模第四章模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計確定模具的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)沖壓工藝過程選定的模具類型，此次工藝選取的是落料、沖孔、拉深、翻 邊復(fù)合模。確定模具形式時綜合考慮沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及沖 壓設(shè)備與制模條件，操作方便與安全的前提下，應(yīng)解決模具的正、倒裝結(jié)構(gòu)選擇和 定位、卸料、頂件、導(dǎo)向方式的選擇等。正、倒裝結(jié)構(gòu)的選擇復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點主要表現(xiàn)在具有復(fù)合形式的凸凹模，它既起落料凸模作用， 又起沖孔凹模的作用。當(dāng)凸凹模裝在下模，落料凹模裝在上模，成為倒裝復(fù)合模。 反之稱為正裝復(fù)合模。本次設(shè)計的落料、沖孔、拉深、翻邊復(fù)合模就采

28、用正裝復(fù)合 模的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)沖孔廢料由凸凹?？紫侣┏觯Y(jié)構(gòu)簡單，操作方便17 0定位方式的選擇為保證沖壓質(zhì)量和穩(wěn)定沖壓生產(chǎn)過程，沖壓用毛坯（條料、帶料、單個毛坯 等）在模具中必須具有正確的位置。因此，定位方式的選擇，是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的重 要內(nèi)容。根據(jù)毛坯的形狀、尺寸和模具結(jié)構(gòu)的不同，可用不同的定位方式。根據(jù)定位零件的功能不同，常見的定位方式有以下幾種：1）條料在模具中的定位方式，控制條料的送進(jìn)距離。零件包括擋料銷、定距側(cè) 刃、導(dǎo)正銷。擋料銷又分為固定式、活動式和初始擋料銷三種，可用于各種類型的 模具。定距側(cè)刃和導(dǎo)正銷多用于級進(jìn)模，分別起初始定位和精確定位的作用。2）控制條料的送進(jìn)方向。定位零件

29、包括導(dǎo)料板、側(cè)壓板。導(dǎo)料板可用于各種模 具，有時也可用兩個導(dǎo)料銷代替。側(cè)壓板常用于級進(jìn)模，以保證條料沿著導(dǎo)料板基 準(zhǔn)面送進(jìn)18。卸料、出件方式的選擇在確定模具結(jié)構(gòu)形式時，必須選擇確定其卸料、出件的方式。模具的卸料方式 包括剛性卸料、彈性卸料和廢料切刀卸料三種，出件方式包括剛性推件和彈性推件 兩種。選擇卸料出件方式時，應(yīng)綜合考慮模具類型、工件質(zhì)量要求及操作方便等因 素，以使模具結(jié)構(gòu)簡單，工件安全可靠。根據(jù)上述原則采用彈性推件方式。導(dǎo)向方式的選擇一般來說，對于單工序模的彎曲模、拉深模以及其他簡單成型模，由于凸凹模 的單邊間隙較大，壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度一般能滿足凸凹模對中的要求，故各 類模具大都

30、不采用導(dǎo)向裝置。對于生產(chǎn)批量較小，工件精度較低，沖裁厚料的單工 序模，也不考慮導(dǎo)向裝置。但因沖裁間隙較小，故對壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度要 求精度較高。無導(dǎo)向模的主要優(yōu)點是加工制造簡單，模具成本低。缺點是模具在壓 力機(jī)上的安裝調(diào)整不方便，且模具壽命和工件的質(zhì)量不如有導(dǎo)向的模具高。對于復(fù) 合模、級進(jìn)模和工件質(zhì)量要求較高或生產(chǎn)批量要求較大的模具，均采用導(dǎo)向裝置。 模具的導(dǎo)向方式主要分為滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套、滾動導(dǎo)柱導(dǎo)套和導(dǎo)板導(dǎo)向三種20 0沖模零件的設(shè)計導(dǎo)向零件的設(shè)計導(dǎo)向零件用來保證上模相對于下模的正確運動，其導(dǎo)向方式主要為滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套、滾動式導(dǎo)柱導(dǎo)套和導(dǎo)板導(dǎo)向三種。本次設(shè)計中模具選擇滑動式A型導(dǎo)柱導(dǎo)套。

31、1）安裝尺寸要求導(dǎo)柱直徑一般在1660mm之間，長度在90320mm之間。選擇導(dǎo)柱時應(yīng)考慮到 模具的閉合高度要求。即在模具處于最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模板之間的 距離不能小于1055mm之間，以保證凸凹模多次刃磨而使模具閉合高度變小時，導(dǎo) 柱也不會影響正常工作，導(dǎo)柱下端面與下模板下端面的距離一般取23mm以保證下模板在壓力機(jī)工作臺上安裝和固定。導(dǎo)套上端面與上模板的上平面的距離應(yīng)大于3mm.根據(jù)上述原則，本次設(shè)計的落料、沖孔復(fù)合模采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向方式。落料、沖孔復(fù)合模采用：A 型導(dǎo)柱 45h5 290 JB/T 2861.1-1990A 型導(dǎo)套 45H6M5058 JB/T 2861.

32、6-19902）尺寸配合要求導(dǎo)柱導(dǎo)套分別壓入下模板和上模板的安裝孔中，一般采用過盈配合H7/r6o導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合 H7/h6或H6/h5。其配合精度主要取決于沖壓件工序性質(zhì)，沖壓件的精度以及模具壽命等要求。對于一般模具，通常取間隙配合H7/h6。對于沖裁件間隙較?。ㄐ∮?.03mm）的模具，或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，級進(jìn)模，或者要求壽命較長的硬質(zhì)合金模，應(yīng)選用間隙配合H6/h5。3）材料及熱處理要求導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般選用20號鋼制造，為了滿足其配合表面的硬度，耐磨性及一定 韌性的要求，應(yīng)進(jìn)行表面的滲碳處理，滲碳層深度為0.81.2mm,滲碳后的淬火硬度為5862HRC。配合表面粗糙度應(yīng)不大于

33、 0.8小解卸料裝置1）卸料板尺寸合理的卸料板結(jié)構(gòu)形式是模具能否正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。卸料板除了進(jìn)行 卸料外，在某些結(jié)構(gòu)的模具中還起到保護(hù)凸模的重要作用，選用時要根據(jù)凹模周界以 及模具的具體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇。本次設(shè)計中卸料板為圓形，尺寸為280X12,又卸料板與凸模的單邊間隙一般為 0.10.5mm,在此取0.5mm,那么卸料板中間孔的直 徑為192mm,材料選用Q345。形狀如圖4.1所示。圖4.1卸料板2）卸料螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式在本次設(shè)計中，卸料螺釘采用開槽圓柱頭沉孔卸料螺釘，查閱模具設(shè)計大典選 取的卸料螺釘為M8,長度為100mm,材料為45鋼，熱處理硬度為3540HRC。但由于長度過長，

34、屬于細(xì)長桿，需進(jìn)行校核。由于總的受力分別作用在四個螺桿上,52378.2013094.55N那么對于每一根桿,270 dF TOC o 1-5 h z 8270 151mm13094.55大于設(shè)計長度，滿足使用要求。3）卸料彈簧彈簧卸料板的作用是將成形后的工件廢料從凸凹模上頂出，所需的頂出力很 小。選用彈簧彈出工件，由于成形件的高度過高，容易成形失穩(wěn)，所以用卸料螺栓 固定，選用標(biāo)準(zhǔn)件，在復(fù)合模中均采用此種卸料方式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)可以安放4個彈簧，則每個彈簧承擔(dān)的卸料力即彈簧裝于模具后的預(yù)壓力F。52.38/4,取13.095KN。取凸凹模刃磨量為6mm,則彈簧工作時和凸凹模刃磨后的壓縮量為 一一

35、.一一一hh（t1）610mm根據(jù)彈簧預(yù)壓力F。和需要壓縮量，可選擇彈簧的規(guī)格為 KF18X90 （材料為50CrVA）,即彈簧的大徑為18mm,小徑為9mm,工作30萬次以內(nèi)的最大壓力為26KN,壓縮量為45mm,那么在預(yù)壓力F0 =13.095KN時的預(yù)壓縮量45 13095h022.67mm,小于所選彈簧的許可壓縮量 45mm,則此彈簧可以滿足26000要求，能保證模具的正常工作。擋料和導(dǎo)正裝置擋料裝置對人工送料提供進(jìn)給量的依據(jù)。當(dāng)材料與擋料裝置的定位面（邊）接 觸時，即停止進(jìn)給。在材料需要于模具內(nèi)更精密定位時，應(yīng)采用導(dǎo)料板將材料導(dǎo)正。導(dǎo)料板不僅可 用于人工送料，也能用于自動送料。由于模

36、具結(jié)構(gòu)的限制，本次設(shè)計用導(dǎo)料銷代替 導(dǎo)料板。擋料裝置在單工序落料或復(fù)合模中，主要作用是保持沖件輪廓的完整和適 量的搭邊。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式，本次設(shè)計的落料、沖孔復(fù)合模中，當(dāng)模具閉合后 允許擋料銷的頂端高出材料，所以此套模具中采用A型固定擋料銷。其結(jié)構(gòu)形式如圖4.2所示。根據(jù)上述原則，查閱模具設(shè)計指導(dǎo)，確定落料、沖孔復(fù)合模中采用擋料銷 和導(dǎo)料銷。分別為：擋料銷 A15X8M JB/T7646.1-1994,材料為 Q235;導(dǎo)料銷 A15X86 JB/T7646.2-1994,材料為 Q235。圖4.2擋料銷定位裝置定位裝置保證工件進(jìn)行后續(xù)沖壓時，在模具內(nèi)占有正確的位置，常用的定位裝 置有定位銷

37、和定位板兩類。定位銷沿工件外形布置。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要，采用銷對墊板、凸凹模、凹模、凹模墊圈、模柄進(jìn)行定位，查閱模具設(shè)計指導(dǎo)，選擇銷 A10X90、A10X100、8X10 JB/T 119.1-200。如圖4.3所示。圖4.3銷出件裝置根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，出件裝置選擇彈簧頂出工件。1）拉深凸模頂出彈簧頂件的作用是將成形后的工件頂出模具，所需的頂出力很小。選用彈簧彈出工件，由于成形件的高度過高，容易成形失穩(wěn)。故下模頂出采用T型頂件釘（如圖4.4）,彈簧，并用開槽緊定螺釘固定，選用標(biāo)準(zhǔn)件。螺釘為M8X 10, GB/T73 1985.彈簧選用YA0.8X126-2。此處由于頂出力可以在試模的時候通過緊

38、定螺釘調(diào)節(jié)，所 以不用校核。圖4.4頂件釘2）凸凹模頂出凸凹模頂出同拉深凸模頂出一樣，仍選用 T型頂件釘，彈簧，并用開槽緊定螺 釘固定，但是由于結(jié)構(gòu)原因，開槽緊定螺釘應(yīng)在中心開一個直徑為4mm的通孔，如圖4.5。螺釘也為 M8X 10, GB/T731985。彈簧選用YA0.8X12X6-2,仍不需校核。圖4.5開槽內(nèi)通孔緊定螺釘3）下模頂出合理的頂出機(jī)構(gòu)是模具能否正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。頂出機(jī)構(gòu)除了進(jìn)行頂出工件外,在拉深和翻邊時還起到壓邊的作用，設(shè)計時主要考慮模具的整體結(jié)構(gòu)和頂出達(dá)到的位置，在本次設(shè)計中，選用螺釘連接和彈簧進(jìn)行頂出。螺釘采用開槽圓柱頭沉孔卸料螺釘，查閱模具設(shè)計大典選取的卸料螺

39、釘為 M8 130,材料為45鋼，熱處理硬度為3540HRC。同樣由于長度過長，屬于細(xì)長桿，需進(jìn)行校核。由于總的受 力分別作用在四個螺桿上，那么Px 57616.02F x 14404.01N TOC o 1-5 h z 44對于每一根桿d8L 270 . 270 144mm.F144404.01大于設(shè)計長度，滿足使用要求。彈簧的作用是將成形后的工件廢料從凸凹模上頂出，所需的頂出力較小。選用彈 簧彈出工件，由于成形件的高度過高，容易成形失穩(wěn)，所以用螺釘固定，選用標(biāo)準(zhǔn) 件，在復(fù)合模中采用此種頂件方式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)可以安放4個彈簧，則每個彈簧承擔(dān)的卸料力即彈簧裝于模具后的預(yù)壓力F0 57.62/4

40、,取14.405KN。根據(jù)彈簧預(yù)壓力F。和需要壓縮量，可選擇彈簧的規(guī)格為 KF18X125 （材料為50CrVA）,即彈簧 的大徑為18mm小彳全為9mm,工作30萬次以內(nèi)的最大壓力為26KN ,壓縮量為 625 14405m,那么在頂壓力F =13.095KN時的頂壓縮重h0 34.63mm ,26000小于所選彈簧的許可壓縮量 62.5mm,則此彈簧可以滿足要求，能保證模具的正常工 作。固定板固定板分為圓形固定板和矩形固定板兩種，在本次設(shè)計中選擇的均為圓形固定 板。應(yīng)用于凸模結(jié)構(gòu)，設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點：1）凸模固定板的厚度一般選取凹模厚度的0.6至0.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺

41、寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘和銷釘?shù)奈恢谩?）固定板的上下表面應(yīng)磨平，并與凸模安裝孔的孔軸線垂直，固定板基準(zhǔn)面的粗糙度為1.6至0.8 pa3）凸模安裝孔與凸模采用過渡配合 H7/r6,壓裝后端面要磨平。4）固定板材料一般采用 Q235或45鋼，無須熱處理淬硬。在本次設(shè)計中，復(fù)合模的上凸模固定板選擇110 mrrX46 mm,材料為45。墊板墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模板所受的單位壓力， 防止模板被局部壓陷。模具中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板和模板 之間，模具中是否加裝墊板，要根據(jù)模板所受的壓力大小進(jìn)行判斷，模板所受的單 位壓力計算公式是：壓（4.1）A式中一模板承受的壓應(yīng)力（MPa）;F一沖裁力（N）;A 凸模固定端面積（mm2）;壓一模板材料的許用壓力（MPa）;對于HT250,壓=90至140 MPa,對于 ZG310570,壓=110至 150 MPa。當(dāng) 壓時，必須使用墊板。墊板的外形尺寸可以與固定板相同，其厚度一股取310mm。墊板材料為45鋼或T8A鋼，淬火硬度為43至48HRC。墊板的上 下表面應(yīng)磨平，表面粗糙度 Ra為1.6至0.8仙叫以保證平行度要求。本次設(shè)計的墊 板選取厚度為10mm,材料為45鋼的圓形墊板。模柄根據(jù)模柄就是在安裝在上