圓筒形件落料模具綜述

1、目錄第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計 3I明確設(shè)計任務(wù)，收集相關(guān)資料 3II沖壓工藝性分析 3皿制定沖壓工藝方案3IV確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計算 4第二部分 沖壓模具設(shè)計 7I確定沖模類型機結(jié)構(gòu)形式 7I計算工序壓力，選擇壓力機 7皿計算模具壓力中心 8V模具零件的選用 13設(shè)計總結(jié) 16參 考 文 獻 17目前我國模具工業(yè)與發(fā)達國家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我 國在模具標(biāo)準(zhǔn)化， 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達國家相比 差距很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少 批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計與技術(shù)由于手工 設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機加工，技術(shù)向以計算機

2、輔助設(shè)計，數(shù) 控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計算機輔助設(shè)計（ CAD/CAM） 技術(shù)轉(zhuǎn)變。模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度 , 高生產(chǎn)率， 高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來， 從而 有好的經(jīng)濟效益， 因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用， 在現(xiàn)代工業(yè)生 產(chǎn)中有十分重要的地位， 是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的 加工方法。第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計明確設(shè)計任務(wù)，收集相關(guān)資料1. 沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計任務(wù)書中所示的零件圖。 技術(shù)條件應(yīng)明確合理。 由此可對拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和

3、確定模具精度。2. 生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類， 一般分為大量生產(chǎn)、 成批 生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)， 確 定該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。3工藝裝備大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件， 標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠 劃線和試切法達到精度要求。n 沖壓工藝性分析1 材料 10 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛， 易于拉伸成形， 具有良好的 沖壓性能2 工件結(jié)構(gòu) 該落料件為圓形件。3尺寸精度零件圖上工件外形尺寸 120.87 0.30，一般沖壓均能滿足精度要求。m 制定沖壓工藝方案1. 工序性質(zhì)和數(shù)量。該零件精度要求較低，故采用單模工序。2. 工序順序和組合

4、(1 )工序順序由于為單工序模具，所以直接落料即可，無需進行其他工序 (2 )工序組合方式選擇沖壓工序的組合是指將兩個或兩個以上的工序分析合并在一 道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提咼效率和 沖壓件的精度，在確定工序組合時，首先應(yīng)考慮組合的必要性和 可行性，然后再決定是否組合。根據(jù)零件圖的要求及批量，為單工序模具，所以無需考慮工序組 合！IV 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計算1.毛坯尺寸計算該工件位無凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑1.毛坯尺寸1確定是否加修邊余量由于坯料的各向異性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后 工件的邊緣不整齊，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進行修

5、邊，所有 在計算坯料直徑時，要確定是否需要增加修邊余量。零件的相對高度h/d = (48-1)/(58-2)=0.783，根據(jù)查表7-4可知，修邊余量8 = 2 mm(1) 計算毛坯直徑D= Jd2 +4d2(h +6) +6.28rdj +8r2di = 46 mm,d2 = 60 mm,8 = 2 mm,h = 40mm, rg = 6+1 = 7 mm取 D= 128.87mm2排樣及材料利用率(1) 排樣方法沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。(2) 搭邊與料寬1搭邊排樣中相鄰兩個零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量 稱為搭邊。由排樣

6、圖知搭邊值 a1=1.5 ，a=1.2式中ai側(cè)面搭邊值a沖件之間的搭邊值2送料步距和條料寬度的確定a. 送料步距條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱步距或進 距）其大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。 b. 條料寬度條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時順利在導(dǎo)料板之間送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo) 料板之間無測壓裝置。送料進距： s=D+ a=120.87+1.2mm=122.07mm條料寬度：b=D+2 a i=120.87+2X 1.5mm=123.87mm式中 D 平行于送料方向沖裁件的寬度

7、3裁板方法板料規(guī)格選用 2 mmK 1120 mmK 2240mm每張鋼板裁板條數(shù) n1: 為了操作方便，采用橫裁，即n1 =2240/123.87=18 條余 10.42mm每條裁板上的工件數(shù)n2n 2=(B a1)/s=(1120-1.2)/ 122.07=9 個式中B鋼板寬度(每條裁板的長度)1000mm每張鋼板上的工件總數(shù)：n總二n1x n2=162個(3) 材料的利用率衡量材料的經(jīng)濟利用率的指標(biāo)是材料的利用率7=(n 總 X n D) /(4L X B) x 100% =(162 X 3.14 X120.872) /(4 X 1120X 2240) X 100%=74%第二部分沖壓模

8、具設(shè)計I 確定沖模類型機結(jié)構(gòu)形式在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時選擇單工序模， 又因零件的 幾何形狀簡單對稱，工件間無搭邊值，單工序結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方 便，又可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件， 卸件可靠、便于操作, 所以模具類型為少廢料單工序模。n 計算工序壓力，選擇壓力機1.沖裁力，推薦力是沖裁時選擇壓力機，進行模具設(shè)計校核強度和剛度的重要依據(jù)。1）沖裁力F落=n D8 t=3.14 X 120.87 X 360X 2N=273.262 KN274KN式中3材料抗剪強度查文獻【2】P345附錄表可知10 鋼 3 = 294432MPa 取 5 = 360Mpa2. 推件力據(jù)文獻【1】

9、P66查表3-18知凹模直刃口高度h=8mm n=ht=8 2=4F 推=nK推F沖=4X0.055 X 274KN=60.28KN式中n沖孔時卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n = 4;K推一一推件力因素，K推=0.055。故總沖壓力為：F丿總=F落+F推=274+60.28 =334.28KN從滿足沖壓力要求看， 術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：滑塊行程：行程次數(shù)： 最大封閉高度： 最大封閉調(diào)節(jié)量： 工作臺尺寸： 模柄孔尺寸： 工作臺模板厚度：m 計算模具壓力中心選用400KN規(guī)格的壓力機其主要技400KN100mm80次 min300mm70mm560mm x 3600mm 50mrX 70 mm70mm模具的

10、壓力中心就是沖裁力合力的作用點。 沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn) 地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分 的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心由圖3可知，其壓力中心就在圓心上即 Xo=0, YfO。IV 計算模具零件主要工作部分的刃口尺寸1凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定原則1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此,落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取

11、決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙2）考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大,其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般 沖模精度較沖件精度高23級。2凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸其公式見表：表一凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸的計算公式工序 性 質(zhì)沖件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D0- Dp= (D XAZmin )- 5 pDd= (D沁)o+ 5 d表示：D, Dd分別為落料凸

12、，凹模刃口尺寸d p，dd分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸D ，d 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸“，J d分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按 IT7.制件的制造公差Zmin 最小合理間隙X磨損系數(shù)，其值在0.51之間。零件精度IT10以上，X=1,工件精度IT11 , X=0.5為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙(ZmaX,凸模和凹模制造公差必須- pd W ZmaxZ min3凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸(1)落料刃口尺寸計算據(jù)文獻【1】P45查表，對于落料部分按公差I(lǐng)T11級計算，所以 落料件尺寸為120.87 0.30mm根據(jù)文獻【3】P93查4-4表得沖裁 刃口雙面間隙為

13、 Zmin = 0.246mm,Znax= 0.360mm. 120.87 -.3 的制造 公差查表得 8凹=0.040mm5 凸=0.030mm8 凹 + 8 凸=0.04+0.03mm=0.070mmZmax-Zmin=0.360-0.246mm =0.114 mm由于8凹+ 8凸W Zmax-Zmin，故米用凸模與凹模分別制造的法 磨損系數(shù)為x=0.5.則凹模刃口尺寸為D 凹=(Dmax-X )+凹 0=(120.87-0.5 X 0.3)+0.04=120.885+0.04D 凸(D 凹-Z mi n)=(120.885-0.246 )0-0.03=120.639 -0.03凹模刃口尺

14、寸 d 凹按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙為 0.10.4mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙 Zmin=0.01mrni配合間隙W 模具零件的選用1. 模架的選擇模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1 GB/T2851.7, GB/T2852.1 4 為鑄鐵模架，JB/T7181.1 7181.4 和 JB/T7182.1 7182.4 為 鋼板模架）。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面 而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺 寸大4070mm模座厚度一般取凹模厚度的11.5倍。下模座 外形尺寸至少超過壓力機約 50m

15、m同時選擇的模架與閉合后的 模具設(shè)計的高度相適應(yīng)。通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面， 并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖 壓設(shè)備的滑塊和工作臺固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套 來實現(xiàn)。模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工 作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求， 形狀，板料送料方向選項二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定 模架的大小規(guī)格。查文獻【4】P982表5.1 3選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架GB/T2851.3-1990。 后側(cè)導(dǎo)

16、柱模架的特點是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方 便，但如果有偏心載荷，壓力機導(dǎo)向又不精確，就會造成上模歪斜， 導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，此模架一般用 于較小的沖裁模。2. 凹模尺寸計算凹模厚度Hd=Kb K為系數(shù)，b是沖裁件最大外形尺寸查文獻【1】 P66 表319 k =0.2= 120.87X 0.2=24.174凹模壁厚 C= (1.5 2 Hd) =36.261 48.384 取 C=40mm凸模采用圓形沖孔凸模，采用固定板式固定方式據(jù)凹模外形尺寸 200mm,選用近似標(biāo)準(zhǔn)模板LX B,為200mr 200mm.H上模取50mm上模墊板厚度H墊8mm凸模固定

17、板H固為36mm, 下模座厚度h下模取40mm.GB/T2861.1 A 型導(dǎo)套 d/mrX L/mmX D/mm為 32X 115X 48(mm)GB/T2861.1 A 型導(dǎo)柱 d/mmX L/mmX 為- 32X 210 (mm)GB/T2865.5 上模座GB/T2865.6 下模座3. 模柄的選擇根據(jù)壓力機模柄孔尺寸，選擇 GB/T7646.1-1994壓入式模柄4. 其他結(jié)構(gòu)尺寸墊板： 200 X 8 (mm)凸模固定板：200 X 36 (mm)剛性卸料板：200 X 12(mm)導(dǎo)料板： 200 X 8(mm)凸模長度：H二凸模固定板厚+卸料版厚+導(dǎo)料板厚+安全距離+凸模磨損修量=36+12+8+20+0.5=76.5取 Hp=77mm那么該模具的閉合高度：板厚H 0= Hp+H上+H下+H墊板+ H凹式中上模板厚H上=50mm下模板厚 H 下= 60mm凹模厚度H凹=40mm下模板厚 H 墊板 =8mm所以 H閉=Hp+50+60+8+40=234mm。設(shè)計總結(jié)沖壓模具設(shè)計是為模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生再學(xué)完基礎(chǔ)理論課， 技術(shù)基礎(chǔ)深和專業(yè)課的基礎(chǔ)上所設(shè)置的一個重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 其 目的是綜