壓圈沖壓課程方案說明書

1、沖壓工藝與模具設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目：壓圈的設(shè)計內(nèi)容： 一）沖壓件的工藝性分析 二）確定工藝方案及模具機(jī)構(gòu)形式 計算凸.凹模刃口尺寸v3 ）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算4 ）沖壓力的計算5 ）壓力中心的計算四）.模具總體設(shè)計 8五）模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 91 ）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 ）彈性元件的設(shè)計計算 3 ）模架的設(shè)計六）.沖壓設(shè)備的選擇 12七）.繪制模具總裝圖 13八）.拆畫零件圖 13九）.參考文獻(xiàn) 14沖裁模具設(shè)計L-P工件名稱：壓圈生產(chǎn)批量：大批量材 料：Q235厚 度：2mm工件簡圖：如右圖所示（一 .沖壓件的工藝性分析該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁

2、件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11IT14。凡產(chǎn)品圖樣上沒有標(biāo)注公差等級或者公差的尺寸，其極限偏差數(shù)值通常按IT14級處理。將以上精度與零件的精度要求相比較，可以為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保 證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決 定采用沖壓方式進(jìn)行加工。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：0+ 0.52+ 0.52+ 0.3 42-0.62 mm 20 0 mm 22 0 mm 4 0 mm（二 .確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式該工件所需的沖壓工序包括落料、沖孔兩個基本工序，可以擬定出以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模分兩次加工。方案二：落料-沖孔

3、復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模加工。方案三：落料-沖孔級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模加工。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足顧客的要求，而且工件的累積誤差大，操作不方便。因為該工件大批量生產(chǎn)，所以方案二和方案三更具優(yōu)越性。該零件 20mm 22mm的孔與 42mm的最小距離為9mm大于此零件 要求的最小壁厚4.9mm，可以采用沖孔、落料復(fù)合模或 沖孔、落料級進(jìn)模，復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證， 且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但因為零件的幾何形狀簡 單對稱，模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁 精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷

4、導(dǎo) 正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析 比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。（三.模具設(shè)計計算 2X 2查表2.9最小搭邊值可知：最小工藝搭邊值a（側(cè)面=1.5mm ai（工件間 =1.2mm分別取 a=2 mm a 1 =2 mm計算條料的寬度：B=42+2X 2=46mm步距：S=42+2=44mm材料利用率的計算：計算沖壓件毛坯的面積：A=n X R2 = n X 212 =1384.74mm2一個步距的材料利用率：n =_|=1384.74/46 X 44=68.4 %（2計算凸、凹模刃口尺寸 查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表2.4 得間隙值 Zmin=0.

5、246mm Zmax=0.360mm1)沖孔 20mrK 22mm凸、凹模刃口尺寸的計算因為制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分開加工 的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.5得 20mm凸、凹模制造公差：S 凸=0.020mmS 凹=0.025mm校核：Zma-Zmn =0.360-0.246=0.114mm而 S 凸+S 凹=0.20所以磨損系數(shù)X=0.5,按式 2.5) d 凸=-“ =20+0.5 X 0.52 ) -o.o2o=mmD 凹= =1=1 mm查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.5得2.2mnX 4mm的矩形凸、凹 模制造

6、公差： 凸=0.020mm 凹=0.020mm 凸+ 凹=0.020+0.020=0.040mm滿足 Z ma-Zmin凸+ 凹的條件(3 )外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算因為外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.5得凸、凹模制作公 差 凸=0.020mmB 凹=0.030mm校核：Zma-Z min =0.360-0.246=0.114mm而 t+ a =0.050mm滿足 Z ma-Z min 凸+ 凹的條件查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.6得：IT14級時磨損系數(shù)X=0.5,按式 沖壓力的計算

7、落料力 F 落=Lt t b=2n RX 2X 450) N=118.692KN沖孔力 F 沖=Lt t b=336.9 X 10 n /180+4+2 X 2.2 ) X 2 X450=60.453KN沖孔時的推件力 F推=n K推F孔由沖壓工藝與模具設(shè)計書中表2.21 得h=6mm 則n=h/t=6mm/2=3 個查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.7得K推=0.05F推=門 K 推 F 孔=3X 0.05 X 60.453=9.068KN落料時的卸料力 F卸=K卸F落查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表 2.7取K卸=0.04故 F卸=心卩 F 落=0.04 X 118.692=4.748KN總沖壓力

8、為：F 總=卩落+F孔+F 推+F卸=壓力中心的計算用解讀法求模具的壓力中心的坐標(biāo)，建立如下圖所示的坐標(biāo)系XOY.由圖可知工件上下對稱，將工件沖裁周邊分成 Li、L2、L3、L4、L5基本線段，求出各段長度的重心位置：因工件相對x軸對稱，所以Yc=O,只需計算XcLi=2 n r=131.88 mm X i=0L2=58.77mmX2=-0.68L3=L5=2.2mm X 3=%=10.9 mL4=4mmX4=12 m將以上數(shù)據(jù)代入壓力中心坐標(biāo)公式X=(Li X1+L2 X2+ L5 X5 / L i+ L2+ L5X=131.88 X 0+58.77 X (-0.68+2.2 X 10.9+

9、4 X 12+2.210.9(131.88+58.77+2.2+4+22.2=0.28mm伽=92.4 mm凹模外形寬度：B=(42+25.2 X 2m =92.4 m凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為 100mrX 100mrX 16mm凹模的工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平仃六面體。尺寸為：155mrX 155mrX 35mm2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量 0.8mm側(cè)面留磨削余量0.5mm4磨平面磨上下平面，留磨削余量0.30.4mm磨相鄰兩側(cè)面，保證垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線，固定孔及銷孔線6型空粗加在仿銑床上加工型孔，留單邊加工余量0.15mm工7加工余孔加工固

10、定孔及小孔8熱處理淬火回火，保證5862HRC9磨平面磨上下面及基準(zhǔn)面達(dá)要求10型孔精加工在坐標(biāo)磨床上磨型孔，留研磨余量 0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達(dá)規(guī)定技術(shù)要求 沖孔凸模的設(shè)計為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模固定板厚度取24m m因凸模比較長，所以選用帶肩的臺階式凸模，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上需要來確L= h凸模固定板+h落料凹模= 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個凸凹 模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示：確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù) 據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合 校核凸凹模的強(qiáng)度：查沖壓工藝與模具設(shè)計

11、書中表 2.23得凸凹模的最小壁厚為4.9mm而實際最小壁厚為 9mm故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙間隙為0.246m葉 0.360mm.F 卸/n=（4.75 X 103/6N=791.7N根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選序號6267的彈簧，其最 大工作負(fù)荷 F1=1120N 791.7N 雖彈簧的最大工作負(fù)荷符合要求，但其彈簧太長， 會使模具的高度增加，所以選用最大工作負(fù)荷為1550N范圍內(nèi)的彈簧。試選6872號中69號彈簧，校驗彈簧最大許可壓縮量 Lmax大于彈簧 實際總壓縮量L總。69號彈簧的具體參數(shù)是：彈簧外徑 D=45mm材料直徑 d=9mm自由高度 H

12、）=80mm節(jié)距t=11.5mm, Fi=1550N,極限載荷時彈簧高度 H1=58.2mm。彈簧的最大的最大許可壓縮量 LmaX=80-58.2 ） mm=21.8mm 彈簧預(yù)壓縮量 L/=LmaxF0/F1=791.7X 21.8/1550=11.13mm 校核：卸料板工作行程 t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量 h 3=6mm彈 簧 實 際 總 壓 縮 量 L 總 =L/+t+h1+h2+h3=20.63，即LmaL總，所以所選彈簧是合適的。69 號彈簧規(guī)格為：外徑 : D=45mm鋼絲直徑： d=9mm自由高度： H0=80mm裝配高度： H2= H0- L

13、/=（80-11.13=68.87mm彈簧的窩座深度： h= H0-L max+ h 卸料板 + t +1- h 凸凹模 - h 修模=80-21.8+14+2+1-58-6 ）mm=11.2mm彈簧外露高度： H3= H2-h- h 卸料板窩深= 模架的設(shè)計 模架各零件標(biāo)記如下：上模座： 100mmX 100mmX 20mm下模座： 100mmX 100mmX 25mm導(dǎo) 柱：B32h5X 120mM 35mm導(dǎo) 套：B32H& 65mm 23mm模柄： 38mm 60mm墊板厚度：100mrK 100mrK 24mm卸料板厚度：100mm 100mr 14mm凸模固定板厚度：100mr 1

14、00mrK 24mm模具的閉合高度：H 閉=h上模座 +h 墊板 +h 凸模固定板 +h 落料凹模 +t+ h 卸料板 +h 橡膠墊+h下模座=20+6+24+16+2+14+50+25）mm=157mm六）.沖壓設(shè)備的選擇通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-25能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。公稱壓力/KN250滑塊行程/mm60行程次數(shù)（不小于 （次/min100封閉咼度/mm300最大圭寸閉咼度調(diào)節(jié)量/mm70滑塊中心至機(jī)身距離/mm180（標(biāo)準(zhǔn)型工作臺尺寸（左右x前后/mm500x350（標(biāo)準(zhǔn)型工作臺孔尺寸（直徑/mm150（標(biāo)準(zhǔn)型立柱間距離（不小于/mm240模柄孔尺寸（

15、直徑x深度/mm 38 x 60工作臺板厚度/mm55傾斜角（不小于（ 20電動機(jī)/kw2.2外形尺寸 前后x左右x咼）/mm1100X800x2000總重量/公斤1300七）.繪制模具總裝圖工作原理：條料送進(jìn)時采用固定擋料銷進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料銷保證送料沿正確的方向 送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時，上模在壓力機(jī)的作用下下行，卸料板首先 接觸條料。上模部分繼續(xù)下行，即可完成沖孔落料復(fù)合工序。當(dāng)沖壓完成 時，在壓力機(jī)的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的條料由彈性卸料板 卸下，當(dāng)模具上的打料桿碰到壓力機(jī)上的打料橫梁時，打料橫梁給模具打 料桿一個作用力，在此作用力的作用下，將沖孔廢料推出來。而制件則有 下模座的推件裝置推出，此時即完成一次