卡簧--沖壓模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、一設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一套如下圖所示的零件成型模具二設(shè)計(jì)要求1. 完成詳盡的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份2. 完成模具裝配圖一份3. 完成零件及模具的三維設(shè)計(jì)三模具設(shè)計(jì)的意義沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)是材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，通過(guò)模具的課程使我們加強(qiáng)對(duì)課程知識(shí)的理解，在掌握材料特性的基礎(chǔ)上掌握金屬成型工藝，掌握一般模具的基本構(gòu)成和設(shè)計(jì)方法， 為我們進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的理論實(shí)踐基礎(chǔ)。四零件工藝性分析一）零件的尺寸精度從零件圖上可以看出，零件尺寸全部按照 IT14 級(jí)尺寸精度，查公差尺寸表確定零件各構(gòu)成尺寸在實(shí)際沖壓中的公差為：2、9.5、5.2、3、6、5二） 零件結(jié)構(gòu)工藝零件外形簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，零件中有三處彎

2、曲，一處為 L 型彎曲， 一處為 U 型彎曲， 一處為多彎成型， 由圖可知，零件為薄型零件， ，零件尺寸精度和位置精度只是一般要求，且零件的相對(duì)彎曲半徑都大于最小相對(duì)彎曲半徑，以上條件都適合彎曲。（一）確定工藝方案由圖可知，零件沖壓生產(chǎn)所需的基本工序有彎曲、落料兩種工序，因此，可能的沖壓方案有:1：全部單工序生產(chǎn)即：落料，彎曲2：采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)由于零件尺寸較小，根據(jù)零件外形尺寸和坯料厚度，以及生產(chǎn)過(guò)程中的操作方便以及精度要求的角度出發(fā)，易采用單工序模具生產(chǎn)。（二）零件坯料展開(kāi)如圖所示（三）零件排樣1：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：材料較薄，尺寸小，且要求工件紋向?yàn)?45，因此采用 Q113*1200 型

3、號(hào)剪床（ 模具設(shè)計(jì)手冊(cè) ）下料，且排樣為有廢料排樣，沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都有搭邊，沖件尺寸完全由沖模來(lái)確定，因此模具壽命較長(zhǎng)，但材料利用率較低。2 計(jì)算條料寬度：根據(jù)零件形狀，及排樣方法，查沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) ，工件之間搭邊值為 1.8，工件與側(cè)搭邊值為 2，條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料方便，規(guī)定其上偏差為 0，下偏差為，00max1(2)BDa 式中 Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a1-沖裁件之間的搭邊板料剪裁下的偏差； （其值查表 5）可得=0.4mmB0=00.42222.82 2422 =00.422.03故條料寬度為 22.03mm。3：確定布局：送料距 S：條料

4、在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。送料步距 S1maxaDSDmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊S22.030.422.43mm排樣圖如圖所示4： 計(jì)算材料利用率一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率/BS100%式中A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B條料寬度；S步距；=BS100%= 257.748（22.0322.43）100%=52.16%根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道排材料利用率可達(dá) 52.16%，滿足要求。（四）沖壓力計(jì)算1：沖裁力計(jì)算用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算：bKLtF）式中：F沖裁力；L沖裁周邊長(zhǎng)度

5、；t材料厚度；b材料抗剪強(qiáng)度； Qbe-2 的b的值查 沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì) 附錄表 2 為 590830pa,則取b=660Mpa系數(shù)；一般取=1.3。則落料力 ：F=KLtb= 1.3*73.53*0.3*660= 18926.62N卸料力 ：F缷=K缷F=0.05*18926.62=946.33N頂件力 ：F頂=K頂F=0.08*18926.62=1514.13N則F總=F+F缷+F頂=21387.08N2 彎曲力計(jì)算:由20.7KB=r+ttFbU ，20.6KB=r+ttFbL 得=F上20.7KBr+ttb=20.7 1.3 46600.30.50.3 +20.7 1.3 366

6、00.3 10.3 +20.7 1.3 36600.32.250.3 =467.33N=F下20.7KBr+ttb=20.7 1.3 36600.30.50.3 =202.71=F小20.6KBr+ttb=20.6 1.3 2.076600.30.50.3=119.89N校正彎曲力：查沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)得Qf=20MP，又由彎曲件被校正部分的投影面積為 A，則QF=QfA 得1116.4N=147.85N=48NFFQQQF上下小則FFFF下壓沖小壓沖壓=21905.53N由ZFP 0%)60%50(,即沖壓時(shí)工藝力的總和不能大于壓力 機(jī) 公 稱(chēng) 壓 力 的 50%-60% ， 取ZFP8

7、 . 10, 則 公 稱(chēng) 壓 力01.839429.95ZPFN.由上可知，查模具設(shè)計(jì)手冊(cè) ，初選壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為 40KN,即 J113 型壓力機(jī)，具體如下：型號(hào)公稱(chēng)壓力滑 塊行程形 成 次數(shù)最大閉合高度閉合高度調(diào)節(jié)量工 作 臺(tái) 尺寸墊板厚度模 柄 孔尺寸J11-550KN0-40mm1150min140mm20mm前后左右30mm直徑深度180mm320mm25mm40mm3:壓力中心的計(jì)算：用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心由公式X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln)Y0=（L1y1L2y2Lnyn）/（L1L2Ln）用解析法計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫(huà)出凹模形口圖，如圖所示。在圖中將

8、 XOY 坐標(biāo)系建立在建立在圖示對(duì)稱(chēng)中心線上， 將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成基本線段 。則 X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln)=（9.54*4.77+3*6.27+4.77*17.31+3.87*1.935+2.07*4.905+3.6*7.74+3*6.27+3.6*14.34+2.07*17.175+3.84*20.145）/（9.54*2+3*2+3.87*2+2.07*2+3.6*2）=11.04Y0=（L1y1L2y2Lnyn）/（L1L2Ln）=（3.47*3.47+4*5.47*2+1.7*8.32*4+3.47*2*9.205）/3.47*4+1.7*4+4*

9、2）=6.159（五）模具工作部分尺寸計(jì)算：由于本產(chǎn)品采用 IT14 級(jí)精度，查工具與制造手冊(cè)知：Zmax=0.20mm，Zmin=0.20mm.則， 對(duì)于下料凹模磨塤后刃口尺寸:1235,ddddAA AA變大， 所以查表2-11 得12350.75,0.75,0.75,0.5XXXX，由公式 2-11 得：1*0.30.77540011*0.250.062540021*0.250.062540031*0.520.134005(40.75*0.3)3.775(2.070.75*0.25)1.8825(30.75*0.25)2.8125(22.080.5*0.52)21.82ddddAAAA凹

10、模磨塤后，尺寸 B 變大，由表 2-11 查得 X=0.75，由公式 2-12 得0010.075*0.34(3.60.75*0.3)3.825dB尺寸123,dddC C C不變得123111.70.251.70.0312524113.470.31.70.0375241112.270.431.70.0537524dddCCC對(duì)于彎曲模刃口尺寸計(jì)算， 以下部 U 型彎曲為例計(jì)算： 查表得，間隙 Z=0.3， =0.25。 ， 則由公式10.250.06253400400310.062540.254(50.252 0.3)5.7875(50.25)5.1875dpLL 得10.250.06253

11、400400310.062540.254(50.252 0.3)5.7875(50.25)5.1875dpLL （六）模具主要零部件設(shè)計(jì)：1 落料凹模：1）厚度 H 的計(jì)算：查表得 K 取 1.2531 . 0 FKH 331.250.1 21.387 10=14.10mm, 取 H=15mm2）模長(zhǎng)度和寬度，根據(jù)凹模周界尺寸，查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)得凹模周界尺寸 80*63mm根據(jù)凹模周界尺寸和送料方式凹 模周界凸模長(zhǎng)度配 用 模架 閉 合高度孔距墊板厚度固定板厚度缷料板厚度導(dǎo) 料板凹模厚度LB42 最大最小s1s2s3s414 12 長(zhǎng)度厚度1480 63130 110 62 36

12、45 2183 63） 凹材料的選用:根據(jù) 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 8-3,材料選用 45 鋼。4）凹模的選用由于零件尺寸較小， 所以在所有模具中， 凹模均選用整體式凹模。2 落料凸模由表知凸模長(zhǎng)度為 42mm,為便于凸模和固定板的加工,可通過(guò)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.凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)選用 Cr122）校核考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對(duì)最小凸模 5mm 進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核：（1）強(qiáng)度校核：根據(jù)凸模校核公式：L90d2/F可得：L90d2/F=51.49mm, L：為凸模的允許最大工作尺寸，而設(shè)計(jì)中，凸模

13、的工作尺寸為 42,所以鋼度得以校核.(2)剛度校核凸模的最小直徑 d 應(yīng)滿足:5.2 0.3 5105.2660.1.2mmtd壓所以 51.2,凸模強(qiáng)度得以校核.3：卸料板的設(shè)計(jì)卸料板采用Q235制造， 卸料板輪廓尺寸與凹模固定板輪廓尺寸相同，厚度根據(jù)JB/T 8066.2-1995規(guī)定，選用80mm63mm14-17組模具參考，取其厚度為12mm。查模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)P298典型卸料縱向送料組合得相應(yīng)：組合的零件尺寸由上圖表可得兩圓柱銷(xiāo)銷(xiāo)孔之間的距離S1=36mm,兩內(nèi)六角螺釘之間的橫向距離S=62mm,兩內(nèi)六角螺釘之間的橫向距離S2=45mm.4：固定板的的設(shè)計(jì)1） 凹模固定板的厚度:其

14、厚度與凹模的厚度尺寸相當(dāng)， 取14mm；2）凹模固定板的外形尺寸：與卸料板的外形尺寸一致，根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為8063LBmmmm。3）材料：選用 Q235 鋼4）配合及連接件：凹模與凹模固定板的配合為 H7/n6,裝配可通過(guò) 2 個(gè)銷(xiāo)釘定位,4個(gè)螺釘與下模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與模鉚接,因此必須倒角。5）凸模固定板的厚度：其厚度與凸模的厚度尺寸相當(dāng)，取14mm；6）凸模固定板的外形尺寸：與卸料板的外形尺寸一致，根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為8063LBmmmm。7）材料：選用Q235鋼；8）配合及連接件：凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過(guò)2個(gè)銷(xiāo)釘定位,4個(gè)螺

15、釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凸模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角。（七）模架及其他零部件的設(shè)計(jì)該模具采用中間導(dǎo)柱模架。 由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于縱向送料級(jí)進(jìn)模送。以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。上模座按GB/T 2855.2-1990規(guī)定，厚度取25mm,墊板厚度取4mm,固定板厚度取14mm,卸料板厚度取12mm,下模座按GB/T 2855.2-1990規(guī)定，厚度取30mm，固定板厚度取4mm。根據(jù)上下模座選取導(dǎo)柱為18mm140mm, 導(dǎo) 套 為 20 mm100mm25mm 。 模 具 閉 合 高 度H=120-140

16、mm（八）模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)1）校核模具閉合高度10)(5minmax墊板墊板）（HHHHH公式式中maxH壓力機(jī)最大閉合高度；minH壓力機(jī)最小閉合高度；墊板H墊板厚度。根據(jù)前面初選壓力機(jī) J11-5，查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)P49表 1-81 得：max140Hmm，min120Hmm，4Hmm墊板將以上數(shù)據(jù)帶入公式，得 126H139.經(jīng)計(jì)算該模具最大閉合高度 H=130mm，在 126mm139mm 內(nèi)，且開(kāi) 式 壓 力 機(jī) J11-5 最 大 裝 模 高 度 140mm, 大 于 模 具 閉 合 高 度130mm ,可以使用2）沖壓設(shè)備選定通過(guò)較核，選擇開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J11-5能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)公稱(chēng)壓力滑 塊行程形 成 次數(shù)最大閉合高度閉合高度調(diào)節(jié)量工 作 臺(tái) 尺寸墊板厚度模 柄 孔尺寸J11-550KN0-40mm1150min140mm20mm前后左右30mm直徑深度180mm320mm25mm40mm（十）設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)件。繪制模具裝配圖參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1： 冷沖壓技術(shù)翁其金主編北京機(jī)械工業(yè)出版社 2000 年11 月版2： 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) （第四版）廖念釗 許金釗 主編 中國(guó)計(jì)量出版社2008 年 2 月版3： 現(xiàn)代工程制圖 李麗