沖壓模具設(shè)計(jì)

1、沖壓模具設(shè)計(jì)沖壓的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料金 屬或非金屬批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至 關(guān)重要， 沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)展；沒(méi)有 先進(jìn)的沖模， 先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖 壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才 能得出沖壓件。與機(jī)械加工與塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面 還濟(jì)方是經(jīng)面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1)而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。2沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的外表質(zhì)量 , 而模具的壽命一般較長(zhǎng)

2、 , 所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 , 互換性好 , 具有“一模一樣的特征。3沖壓可加工出尺寸 X 圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表 的沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。4沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加 熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的本錢較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性， 有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零 件需要數(shù)套模具才能加工成形， 且模具 制造的精度高， 技術(shù)要求高， 是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖 壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分表達(dá)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖

3、壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、 農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電與輕工等行業(yè)。在這些 工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少那?60%以上，多那 么90%以上。不少過(guò)去用鍛造 =鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn) 在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生 產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、 降低生產(chǎn)本錢、快速進(jìn)展產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn) 的。沖壓的根本工序與模具由于沖壓加工的零件種類繁多， 各類零件的形狀、 尺寸和精度要求又各不一樣， 因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。 概括起來(lái)，可分為別離工序和成形工序兩大類； 別離工序是指

4、使坯料沿一 定的輪廓線別離而獲得一定形狀、 尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓 俗稱沖裁件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而 獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按根本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和 成形四種根本工序，每種根本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中， 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、 尺寸較少而公差要求較小時(shí)，假設(shè)用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。 這 時(shí)在工藝上多采用集中的方案， 即把兩種或兩種以上的單一工序集中 在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合 - 級(jí)進(jìn) 和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中， 在

5、模具的同一工位上同 時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中， 按照一定的順序在同 一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合 方式。復(fù)合 - 級(jí)進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、 拉深模和成形模等； 按工序的組合方式可分為單工序模、 復(fù)合模和級(jí) 進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩局部 組成， 上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定局部。工作時(shí)，坯料在下模面上通過(guò)定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓, 在模具工作零件即凸模、凹模的作用下

6、坯料便產(chǎn)生別離或塑性變 形， 從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模上升時(shí)，模具的卸料與出 件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)展下一 次沖壓循環(huán)。設(shè)計(jì)該零件的沖裁模，沖壓件圖如下列圖所示：匚 +0.25K 匸+0.3+0.1506.50.2+0O2112 0.2529.431.5 0.2588.90.52沖壓技術(shù)要求：材料:H62材料厚度:4mm生產(chǎn)批量 : 中批量未注公差:IT14 級(jí)確定.零件的工藝性分析該零件材料為 H62（黃銅）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度 的限制, 孔的尺寸不應(yīng)太小 . 沖孔的最小尺寸取決于材料性能 , 凸模的 強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等 .沖裁件孔

7、與孔之間 : 孔與邊緣之間的距離受模具的強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量 的制約 , 其值不應(yīng)過(guò)小沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT14 級(jí)一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10 , 沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9 級(jí)因此可用于一般精度的沖 裁, 普通沖裁可以達(dá)到要求 .由于沖裁件沒(méi)有斷面粗糙度的要求 , 我們不必考慮 .沖裁件的材料TH62（黃銅），抗剪強(qiáng)度 =255Mpa 35%料具有良好的塑性級(jí)較高的彈性，沖裁性較好，可以沖裁加工.T確定工藝方案.該沖裁件包括落料和沖孔兩個(gè)根本工序 , 可采用的沖裁方案有單工序 沖裁, 復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種 . 零件屬于中批量生產(chǎn) , 因此采用單工 序

8、須要模具數(shù)量較多 , 生產(chǎn)率低 , 所用費(fèi)用也高 , 不合理 ; 假設(shè)采用復(fù) 合沖, 可以得出沖件的精度和平直度較好 , 生產(chǎn)率較高 , 但因零件的孔 邊距太小 ,模具強(qiáng)度不能保證 ;用用級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí) , 生產(chǎn)率高 , 操作方便, 通過(guò)合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和防止模具強(qiáng)度不夠的問(wèn) 題,根據(jù)以上分析 ,該零件采用級(jí)進(jìn)沖裁工藝方案 .沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案 , 采用級(jí)進(jìn)沖裁模 .操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn) , 安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn) , 且能降低模具本錢 , 因此采用手工送料方式 . 精度與較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正， 為

9、了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。作， 提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方 式。4 用 導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架， 考慮零件精度要求不是很高， 沖裁間隙較 小，因此采I 級(jí)模架精度。排樣設(shè)計(jì) 該沖裁件材料厚度較厚，尺寸大，近似方形，因此可采用橫排和直排 比擬合理 , 如圖 4-11， 4-12 所示。04-2直排0由于材料較厚，模具間隙較小，模具的間隙由配作保證，工藝比擬簡(jiǎn) 單并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,（1/4）,制 造容易，因此采用配作加工為宜.由落料尺寸得，凹模會(huì)變小，所以以凹模為基準(zhǔn)，配作凸模. 由沖孔尺寸得，凸模尺寸變小，所以以凸模為基準(zhǔn)，配作凹模

10、.根據(jù)前面的設(shè)計(jì)與分析，X圖.材料:：62 2.材料厚度:45-1 級(jí)進(jìn)模總裝圖1.墊板；2.凸模固定板 3 銷釘;4.卸料板;5.凸模;6.導(dǎo)板;7.凹模;8.導(dǎo)正銷;9.始用擋料銷;10.模柄;11.上模座;12.導(dǎo)套;13.導(dǎo)柱；14.下模座;15.螺釘;16.定位銷;17.螺釘;18.承料板;19.導(dǎo)料板.沖壓模具的零件圖.凹模設(shè)計(jì)凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘，銷針與下模座固定的固定方 式. 考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu),漏料局部刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大，為便于加工，落料凹模漏料孔可設(shè)計(jì)成近似于刃口輪廓的簡(jiǎn)化形狀凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸（X 寬

11、）與厚度尺寸H.C.對(duì)于簡(jiǎn)單對(duì)稱形狀刃口凹模由于壓力中心即對(duì)稱中心，所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四 周擴(kuò)大一個(gè)凹模壁厚來(lái)確定凹材料的選用：材料選用 Cr4WmoV 因?yàn)閴毫χ行呐c凹模板的幾何中心相差不太,壓力中心仍在模柄投影面積，可設(shè)他們?cè)谕S線上.| i II夕 |心I其余 - I 佝 |I J:二亠丄叭十_1m:2Alb5-2 凹模. 凸模設(shè)計(jì)落料凸模刃口局部為方形 ,又在它里面開(kāi)孔 ,裝配導(dǎo)正銷 ,為便于凸模和固定板的加工 , 可通這設(shè)計(jì)成鉚接方式與固定板固定 .沖孔凸模由 于相隔很近 , 不宜采用階梯結(jié)構(gòu) ,設(shè)計(jì)成鉚接方式 .凸模的尺寸根據(jù)導(dǎo) 料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺

12、寸 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用 CrWMn.對(duì)圖 5-5,5-6,5-7 說(shuō)明 . 反鉚反磨平是為了裝配的要求 ;.H7/m6，可得裝配尺寸的上下偏差；.13ISO；.15 是工作尺寸要求 ；. 刃口尺寸由前面計(jì)算可得 , 圖 5-6 為配作尺寸按配作要求配作 ；.5862HR(是為了提高模具的壽命；. 工件外表粗糙度要求較高 , 取 0.8, 其余的可取 6.3；. 保持刃口鋒利 , 為了減小CrWMn反鉚后磨平反鉚后磨平反鉚后磨平4.-1-td1.出.：圖 5-5 沖孔凸模5-7 沖孔凸模5-6 落料凸模.選擇鞏固件與定位零件螺釘規(guī)格的選用：由凹模板的厚度可選用 M12,在根據(jù)實(shí)

13、際要求，查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 70-85 M12X70,這里要 12 個(gè),承料板的螺釘選用 GB 70-85 M5X20 這里要 2 個(gè).選取材料為 45 鋼.銷釘規(guī)格的選用：銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑一樣或小一個(gè)規(guī)格,因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 119-86 A10X70,45 鋼.位方式與坯料的形狀與尺寸，選用適宜的標(biāo)準(zhǔn)定位零件.擋料銷：固定擋料銷，擋料銷高度,選取材料為 45 鋼，數(shù)量為 2,查標(biāo)GB2866.11-81,5-8 固定擋料銷所示：其X0.5CJ. 一其XTLDXT10.5Xdcz +3.C12u5-8 固定擋料銷始用擋料根據(jù)導(dǎo)料板間距與凹模，可得導(dǎo)料板寬度，導(dǎo)料板厚度根據(jù)GB2

14、866.1-81選取始用擋料銷規(guī)格長(zhǎng)L=70mm厚度H=12的始用擋料銷裝置，規(guī)格為：始用擋料銷：塊一 70X12 GB2866.1-81彈簧一 1.0X10X20 GB2089-81彈簧芯柱一 8X18 GB2866.2-81材料：45 鋼,GB700-79 A3.熱處理：塊一硬度 HRC4348.5-9 5-9 -塊:X: 堂 、0 萬(wàn)烹巳旳血 3*0戸5-9 -簧芯柱導(dǎo)料板：根據(jù)凹模 LXB=200X160,始用導(dǎo)料銷 70X12 查標(biāo)準(zhǔn)GB2865.5-81,選規(guī)格為：L=200,B=50,H=12,A3 導(dǎo)料板，即導(dǎo)料板:200X50X12 GB2865.5-81/A3,熱處理 HR

15、C2832. 如5-10 所示：其余 7圖5-10導(dǎo)料板導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷：使用導(dǎo)正銷的目的是消除送料時(shí)用擋料銷和導(dǎo)料板等定位零件作粗定位時(shí)的誤差，保證沖件在不同工位上沖出的內(nèi)形與外形之間的相對(duì)位置公差要求導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模，也可用于單工序 模導(dǎo)正銷通常設(shè)在落料凸模上，與擋料銷配合使用，因此我們采用導(dǎo) 正銷,其中 A 型用于導(dǎo)正d=212mml勺孔,安裝處按H7/n6 配合查表3-33,3-34 GB 2864.1-81A 型導(dǎo)正銷可得出導(dǎo)正銷，如圖5-11,5-12 所示：圖5-11-型導(dǎo)正銷圖5-12_型導(dǎo)正銷.設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件卸料以固定板卸料，出件是以凸模往下沖即可，因此不用設(shè)計(jì)出件

16、零 件固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板一樣，其厚度可取凹模厚度的 0.81 倍, 所以卸料板的 LXBXH=200X160X0.8X56=200X160X44,卸料板在此僅起卸料作用，凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取0.20.5mm,這里取 0.5mm ,材料為 Q275.由以上根據(jù)凸模和凹模可計(jì)出卸料板如圖5-13.圖5-13卸料板.選擇模架：根據(jù) GB/T 2851.5-90,由凹模周界 200X160,與安裝要求，選取凹模周界：LXB=250X200,閉合高度：H=220265,上模座:250X200X50 下模座:250X200X60,導(dǎo)柱:32X210,35X210,導(dǎo)套:32X1

17、15X48,35X115X48.由以上可得模架與其零件如圖 5-14 所示.-Al -M/模柄：由壓力機(jī)的型號(hào) JD21-80.可查得模柄孔的直徑為 60,深度為 80,由裝配要求，H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn)，510mm 由于采用固定卸料，上模座回程時(shí)受力較大， 因此選用壓GB2862.1-81 5-15 所示: 墊板：墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板一樣，厚度可取 310mm ，較大，根據(jù) GB2865.2-81 選取規(guī)格為 LXBXH=200X160X8.圖模圖模承料板GB2865.6-81,L

18、XBXH=200X40X4.凸模固定板：凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致，厚度為凹模0.60.8h,h 為凹模的厚度，這里取0.6h,即0.6X56=33.6mm 根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為L(zhǎng)XBXH=200X160X32；模與凸模固定板的配合為H7/n6,2個(gè)銷釘定位,4個(gè)螺釘與上模座連接固定，5-16 所示：圖- 凸模固定板6.沖壓模具零件加工工藝的編制 6.1 凹模加工工藝過(guò)程如表 6-1 所表6-1凹模加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成 135mrh110mm30mm2熱處理退火3銑銑六面，厚度留單邊磨量 0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證

19、互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔，螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6鉗工加工好凸模，配作沖孔凹模達(dá)要求7銑銑漏料孔達(dá)要求銑床8鉗工鉆鉸 6X1O 0.015 ,鉆攻 4XM120鉆床9熱處理淬火,回火,保證HRC606210平磨磨厚度與基面達(dá)到要求平面磨床11線切割按圖切割各型孔, 留 0.0050.01 單邊研量線切割機(jī)床12鉗工研光各型孔達(dá)要求13檢驗(yàn)6.2凸模加工工藝過(guò)程如表6-2-1,6-2-2,6-2-3所示表6-2-1落料凸模加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成 110mmX100mmX35mm2熱處理退火3銑銑六面，厚度留單邊磨量 0.20.3mm銑床4平磨磨厚度

20、到上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃刃口輪廓尺寸與孔位置尺寸6鉗工加工好凹模，配作落料凸模達(dá)要求7鉗工鉆 10.5, 12.5 鉆鉸 7.50.0150,鉆鉸9 0.0150鉆床8熱處理淬火,回火,保證 HRC60649鉗工磨各配合面達(dá)要求10檢驗(yàn)6-2-2沖孔凸模加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料備料 12mmX105mm4車工作尺寸車工作尺寸達(dá)要求車床5倒角倒角達(dá)要求車床6鉗工拋光達(dá)外表要求7熱處理淬火，回火，保證 HRC58628鉗工磨平上下外表達(dá)要求9檢驗(yàn)說(shuō)明:凸模6.6500.5, 5.3130o.o38 都按表6-2-2 加工.2熱處理退火3車外圓2熱處理退火

21、3車外圓車外圓達(dá)配合尺寸車床45銃鉗工銑工作尺寸留 0.01倒角達(dá)要求6鉗工拋光達(dá)外表要求7熱處理淬火，回火，保證 HRC5862工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料備料 35mmX20mmX105mm2熱處理退火線切割機(jī)3線切割按圖切割外形, 0.0050.01 單邊研量床銑床89鉗工磨平上下外表達(dá)要求檢驗(yàn)卸料板加工工藝過(guò)程如表6-3所示表6-3卸料板加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成 205mmX165mmX48mm2熱處理退火3銑銑六面，厚度留單邊磨量 0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔，螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6線切割按圖切割各型孔，保證雙面間隙 0.5mm線切割機(jī)床7鉗工鉆鉸 2X 10 0.015,鉆沉孔0鉆床8