三圓孔圓形墊片沖壓具設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 11. 工件的沖壓工藝設(shè)計(jì) 31.1工藝分析 31.2確定工藝方案 31.3工藝計(jì)算 51.3.1排樣及確定條料尺寸 51.3.2沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇 61.4凸模 凹模 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 91.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸 91.4.2落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸 111.4.3沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸 111.4.4凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸 121.5其他模具零部件的選擇 131.5.1 模架 131.5.2凸模固定板 131.5.3 模座 131.5.4凸凹模固定板 141.5.5卸料板 141.5.6壓力機(jī)的確定 142. 結(jié)構(gòu)總圖 153參考文獻(xiàn) 164.設(shè)計(jì)小結(jié) 161.工件的沖壓工藝設(shè)計(jì)

2、1.1工藝分析沖壓件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量零件設(shè)計(jì)是否合理。一般來(lái)講，滿足使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法將工 件加工出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的沖壓工藝性 就差。工藝性的好壞是相對(duì)的，他直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè) 備條件的影響。該零件尺寸中，未注公差按照IT13確定工件尺寸的公差。查公 差表，各尺寸公差為8o22mm 14；13；mm 20富6和口 40o.39mm04譏筋、O零件簡(jiǎn)圖：如圖所示零件名稱：典型圓墊片上產(chǎn)批量：大量生產(chǎn)（30萬(wàn)件）材料：45鋼厚度：2mm1.2確定工藝方案確定工藝方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序 數(shù)、工序的組

3、合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)對(duì)不同的工藝 方案進(jìn)行全面的分析與研究。在選擇工藝時(shí)，一般要考慮模具的結(jié)構(gòu) 形式，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。在確定沖壓件的工藝路線時(shí)，應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)方面：沖壓零 件的幾何形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量、加工零件時(shí)操作的 難易程度、模具的加工成本及時(shí)間等。經(jīng)分析該零件屬于大批量生產(chǎn)，形狀簡(jiǎn)單，工藝性較好、沖壓件 尺寸精度較高。沖壓該零件需要的基本工序有落料和沖孔。方案一：先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料和沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模（連續(xù)模）生產(chǎn)。方案一單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

4、但需要兩道工序、兩套模具才能完 成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由 于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁 方式。方案二復(fù)合模能在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔等多道工 序，所沖壓的工件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置重 復(fù)性好，由于壓料沖裁的同時(shí)得到了校平， 沖件平直且有較好的剪切 斷面。方案三級(jí)進(jìn)模可以加工形狀復(fù)雜、 寬度很小的異形沖裁件，且可 沖裁比較厚的零件，但級(jí)進(jìn)模沖裁受壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸與工序數(shù)的 限制，沖裁件尺寸不宜太大。另外級(jí)進(jìn)模沖裁中、小型零件時(shí)零件平面度不咼，咼質(zhì)量工件需校平。根據(jù)沖壓模工藝原理，結(jié)合該零件結(jié)構(gòu)的特

5、點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比以上三種方案，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，沖壓工藝過(guò)程穩(wěn)定可靠，比較適 合該零件了生產(chǎn)制造。1.3工藝計(jì)算1.3.1排樣及確定條料尺寸(1)調(diào)料寬度條料寬度B用式(1-1 )進(jìn)行計(jì)算B=(D+2a1 +C(1-1 )式中，D是制件直徑(mm；印是是工件與邊緣的搭邊值(mm； C是條料與導(dǎo)料板之間的間隙(mm。查表得，材料厚度t=2mm自動(dòng)送料時(shí)，工件與工件之間的搭邊值a =3mm工件與邊緣之間的搭邊值a1=2mm查表得條料寬度Bv100mml時(shí)，送料間隙取 C=0.5mm零件外形為圓形，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零 件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就

6、 會(huì)相應(yīng)增大，從而增加模 44具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)i 11決定采用單排結(jié)構(gòu)即直排(如圖所示)由于每張鋼板的尺E1000/44 : 2222 46=1012計(jì)算(1-2 /寸都是長(zhǎng)度為2000mm寬度為1000mm每張鋼板剪裁 條；每條能沖裁（2000-2 2）/43 : 46.所以每張鋼板能生產(chǎn) 個(gè)零件?？紤]定位公差及裁剪公差后，條料寬度按式（1-2 /B = （D 2ai C）_式中，5是條料寬度偏差（mm,查表得合=0.5故得B =（40 2 2 0.5）0.5 mm即44.50.5mm（2）步距S=D a=40 3二 43mm（3）材料利用率I = nA 100%SB式中，n是一個(gè)步距

7、內(nèi)沖裁件數(shù)目A是沖裁面積（包括餒形結(jié)構(gòu)廢料）S是步距長(zhǎng)度（mr/B是調(diào)料寬度（mm取 n=1, A =兀漢 202 =1256.64mm2S=43mm , B=44.5mm1 1256.64 100% =65.67%43 44.51.3.2沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇（1）沖裁力的計(jì)算落料及沖孔時(shí)的沖裁力按式1-3）計(jì)算(1-3)式中，P是沖裁力（N）; L是沖裁周邊長(zhǎng)度（mr）； t是材料厚度（mr）b是材料的抗剪強(qiáng)度（MPa； K是修正系數(shù)，一般取 K=1.3。由于 一 13b，所以式（1-3）也常常表達(dá)為F =Lt二（1-4）其中，二是沖壓材料的抗拉強(qiáng)度（MPa；查表得，45鋼的抗拉強(qiáng)度匚=60

8、0MPa落料所需沖裁力L= 40mm 二 125.66mmP = LW = 125.66mm漢 2mm匯600MPa =150792N沖孔所需沖裁力L = 3 8mm 二-75.40mmP2 二 Lt ： = 75.40mm 2mm 600MPa =90480N（2）卸料力、頂件力、推料力的計(jì)算從凸模上卸下箍著的材料所需的力稱為卸料力；逆沖裁方向?qū)?板料從凹模內(nèi)頂出所需的力稱為頂件力； 從凹模內(nèi)向下推出制件或廢 料所需的力，稱為推料力。一般按以下公式計(jì)算Fx =KxFFd 二 KdFFt 二 KTnF式中，F(xiàn)是沖裁力（N） , Kx是卸料力系數(shù)，查表取Kx =0.04 ； Kd是 頂件力系數(shù)，

9、查表取 心=0.06，n是塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n 二h/t.h為凹模直刃高度，取h=8, t為板厚，t=2，則n=8/2=4 , Kt為推料 力系數(shù)，查表取Kt =0.055。經(jīng)計(jì)算得Fx =0.04x(R +F2) = 0.04x(150792+90480) = 9650.9NFd =0.06R +F2)=0.06150792+90480) = 14476.32NFt =0.055x4x(R +R) =0.055 4x(150792 + 90480) = 53079.8N（3）總沖壓力的計(jì)算Fz =R R2 Fx Fd Ft -150792 90480 9650.9 14476.32

10、 53079.8 = 318479N（4）壓力中心的確定X。XI）/ LiYLJ/E Li式中，X。、Y。是壓力中心在X、Y軸上的坐標(biāo)，為（XiLi）、昱MG是各簡(jiǎn)單圖形的壓力中心在 X軸、丫軸上的坐標(biāo)與其沖裁周邊長(zhǎng)度乘積之和（mm），為L(zhǎng)i是各簡(jiǎn)單圖形的沖裁周邊長(zhǎng)度之和（mr）可以看出零件在X軸方向上是對(duì)稱的，因此壓力中心必在零件的中心線上。所以X0經(jīng)計(jì)算丫00.93.即壓力中心的位置（0, -0.93）（5）設(shè)備選擇經(jīng)計(jì)算，總沖壓力為318KN取安全系數(shù)S=1.2則計(jì)算總分沖壓力F =S Fz -1.2 318=：381.6KN則選取J23-40型開(kāi)式可傾壓力機(jī)公稱壓力（KN :400最大

11、閉合高度（mr）330立柱距離（mr）340工作臺(tái)尺寸（mr） :460 X 7001.4凸模 凹模 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算1.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，計(jì)算刃口尺寸時(shí)宜采用尺寸轉(zhuǎn)換法計(jì)算零件上包含三類(lèi)尺寸：落料尺寸A =40； 39mm沖孔尺寸B =G8022mm位置尺寸已=14 _ 0.135mmH2 =20 士0.165mm查得沖裁模刃口雙間隙Zmin =0.24 mmZmax =0.36mm（1）落料刃口尺寸計(jì)算A = 6401.39 mm人 0.39 、d =、p0.0975mm44、d 、p =0.0975 0.0975 =0.195mmZmax-Zmi

12、n = 0.20 - 0.16 = 0.04mmmin=0.6( ZmaxZmin )=0.6 漢 0.04 = 0.024mm貝“取=0.4 Zmax Zmin =0.4 0.04 =0.016mmDd = ( Dmax - XL gdx=0.5Dp - (Dmax 一 X 二min )打其中x是為與沖裁件精度有關(guān)的系數(shù)，查表，取Dd =(40 -0.5 0.39 00.024 =39.8050024mmDp=(40 -0.5 0.39 -0.16) _0.016 =39.6450n.0i6mm(2) 沖孔刃口尺寸計(jì)算mm=0.0975mmd 、p = 0.0975 0.0975= 0.19

13、5mmZmax-Zmin = 0.20 - 0.16 = 0.04mm、d 、：p -Zmax Zmin則取d =0.6 Zmax - Zmin =0.6 0.04 = 0.024mm、p =0.4 ZmaxZmin =0.4 0.00.016mm dp =(dmin XU)0.。dd =(dmin XZmin)0、ddp = (8+0.5 疋0.22),016 =8.1也.016mmdd=(8 0.5 0.220.16)0.0.024二 8.270mm(3) 位置尺寸比=14 0.135mm H2 = 20 匸0.165mmlq = H10.25ld2 = H2 0.25：ld =14 0.

14、25 0.135 =14 _0.034mm|d2 -20 0.25 O.OO.OQmm1.4.2落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸(1)凹模壁厚C凹模厚度H=K醫(yī)15mm凹模壁厚C=(1.52)H三 3040mm式中，b是沖裁件的最大外形 尺寸(mr)，K是凹模厚度系數(shù)。查表得K=0.50貝卩 H=Kb=0.5X 40=20mm 取H=30mmC=(1.52)H=(1.52) x 20=2432mm 取 C=30mm(2)凹模板直徑Do。二 D 2C=40 2 30= 100mm1.4.3沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸沖孔凸模長(zhǎng)度為L(zhǎng)二 h h2式中，hi是落料凹模厚，為30mm h2是凸模固定板厚卸料板厚,取h2為25mm

15、Lj = h =30 25 二 55mm144凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸落料凸模 O4Oo0.39mm和孔B=O80.22mm的凹模考慮到該副模具 的結(jié)構(gòu)和精度，及加工、裝配方面等因素，可選用整體式凸凹模。凸凹模長(zhǎng)度Hpd確定H pd = h自由 h預(yù) H卸 Hi =14_21121= 44mm式中H卸一卸料板厚度，取H卸二11mm ;H1 凸凹模固定板厚度，H1 （0.60.8 ） H凹h =（0.60.8 ) x30 =1824mm 取 比=21mm1.5其他模具零部件的選擇1.5.1模架本例中采用滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架。因?yàn)樵撝萍毫χ行脑趯?duì)稱線上， 其無(wú)偏心載荷，之間精度要求 也不是很高且制件較

16、小，所以由模具成本等因素考慮該副模具模架選 用滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架。1.5.2凸模固定板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形 尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合 H7/m6 H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一 起磨平。凸模固定板為圓形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235H凸固定=14mm1.5.3模座根據(jù)凹模板的尺寸，模座采用標(biāo)準(zhǔn)的中間導(dǎo)柱圓形模座， 材料采用 HT20Q標(biāo)記為：上模座 160 40 GB2855.11 81；下模座 160 45 GB2855.12 81。1.5.4凸凹模固定板凸凹模固定板

17、形狀與凹模板一致，厚度為 24mm1.5.5卸料板卸料板同樣為圓形板，直徑和凹模板一致，厚度為11mm卸料板材料選A3或（45）鋼，不用熱處理淬硬。卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為10mm螺紋部分為M10 x 10mm卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使 卸料板超出凸模端面lmm,有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊 片來(lái)調(diào)整。1.5.6壓力機(jī)的確定模具的閉合高度為：H 閉二H 上模+ H 墊+ L+ H +H 下模h2 = （40+8+14+20+45+45-2）mm=190mm式中L 凸模長(zhǎng)度，L=55mmH 凹模厚度，H=30mmj h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2

18、=2mm選取23-40型開(kāi)式可傾壓力機(jī)公稱壓力（KN :400最大閉合高度（mm：330立柱距離（mm：340工作臺(tái)尺寸（mr） :460 X 700壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸 460 X 700，一般工作臺(tái)面尺寸每邊應(yīng)大于模 具下模座尺寸5070mm所以壓力機(jī)合格，可用。2.結(jié)構(gòu)總圖總的高度H=180mm長(zhǎng)度 L=205mm寬度 S=110mm3參考文獻(xiàn)(1) .王孝培.沖壓手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000(2) .史鐵梁.模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006(3) .姜奎華.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200(4) . 丁松聚.冷沖模設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000(5) .瞿平.飛機(jī)鈑金成形原理與工藝.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社。4.設(shè)計(jì)小結(jié)這次的設(shè)計(jì)也讓我鞏固了軟件知識(shí)，制圖知識(shí)，收獲頗豐！ ！這 次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，