沖壓模具設(shè)計工藝計算

1、一.沖壓件工藝性分析(1)材料分析08F是優(yōu)質(zhì)沸騰鋼，強度低和硬度、塑性、韌性好，易于拉伸和沖裁成形。(2)結(jié)構(gòu)分析沖壓件為外形為弧形和直邊組成近似矩形的結(jié)構(gòu)、有凸緣筒形淺拉深、沖三個圓孔的結(jié)構(gòu)。零件上有3個孔，其中最小孔徑為5.5mm,大于沖裁最小孔徑dmin >1.0t=1.2mm的要求。另外，孔壁與制件直壁之間的最小距離滿足 L=3.475> R+0.5t=1.6.的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁拉深的要求。(3)精度分析零件上有4個尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬于 IT11IT13,所以，普通沖裁可以滿足零件的精度要求。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁

2、和拉深的加工方法制得。二.沖壓件工藝方案的確定(1)沖壓方案完成此工件需要落料、拉深、沖孔三道工序。因此可以提出以下5種加工方案分：方案一：先落料，再沖孔，后拉深。采用三套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一拉深一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一拉深一落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。方案四：拉深一沖孔復(fù)合沖壓，然后落料，采用級進模生產(chǎn)。方案五：落料一拉深復(fù)合沖壓，然后沖孔。采用兩套模生產(chǎn)。(2)各工藝方案的特點分析方案一和方案五需要多套工序模，模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)成本 較低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)；方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位 置精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高。方

3、案三和方案四的級進模，生產(chǎn)效 率高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較低；(3)工藝方案的確定比較三個方案，采用方案五生產(chǎn)更為合理。 盡管模具結(jié)構(gòu)較其他方案復(fù)雜， 但 由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。因此，在本設(shè)計中，將 采用落料、拉深復(fù)合模的設(shè)計方案。三.沖壓工藝計算(1)凸、凹模刃口尺寸的計算根據(jù)零件形狀特點，刃口尺寸計算采用分開制造法。落料件尺寸的計算，落料基本計算公式為Da =(Dmax-X®aDt =(Da -Zmin)% =(Dmax XAZmin)'尺寸44mm,經(jīng)查得該零件凸、凹模最小間隙Zmin=0.126mm,最大間隙Zmax=0.18

4、0mm；凸模制造公差6T = 0.02mm ,凹模制造公差6A = 0.03mm。將以 上各值代入6t他& Zmax -Zmin校驗是否成立。經(jīng)校驗，不等式成立，所以，可 代入上式計算工作零件刃口尺寸。Da1 = (44 - 0.5 0) mm = 44mmDt1 = (44 -0.126) mm = 43.874mm尺寸36.2mm,查得其Zmin、Zmax> 6t、6a數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿 足 6T +6a W Zmax 一Zm.的要求，貝UDa2 = (36.2 -0.5 0) mm = 36.2mmDT2 = (36.2 -0.126) mm = 31.874mm尺

5、寸R50mm ,查得其Zmin、Zmax、每T、"數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿 足 St +Sa< Zmax -Zmin 的要求,則DA3 = (50 - 0.5 0) mm = 50mmDT3 = (50 -0.126/2) mm -49.937mm沖孔尺寸計算，沖孔基本公式為dT =&所+X必dA =(dmin +XA+Zmin)烈尺寸小13.5,i8mm ,查得凸模制造公差6T = 0.02mm ,凹模制造公差 6A = 0.02mm。經(jīng)驗算滿足 6T +7 < Zmax - Zmin ,所以dT1 =(13.32 +0.5X0.18)102mm = 13.4

6、1102mmdA1 -(13.32 0.5 0.18 0.126)00.02mm =13.3313400.02mm尺寸6 5.500.18mm ,查得其Zmin、Zmax、1、6A數(shù)值同上一尺寸，所以同 樣滿足6T +“ < Zmax -Zmin的要求，貝dT2 =(5.5 + 0.5M0.18)0x).02mm =5.590x).02mmdA2 =(5.5 0.5 0.18 0.126)00.02mm = 5.71600.02mm拉深尺寸計算，拉深基本公式為Dd = D0 dDp =(D-Z)0p尺寸 3000.33mm, 6p =0.03 dd =0.05,雙邊間隙 Z=2.2t=2

7、.64，則Dd =dF =300.05Dp =(D _Z)0p = (30_2.64)0.03 = 27.360.05中心距尺寸計算：零件上兩孔中心距為L= 17.5109mmmm(2)拉深凸、凹模圓角半徑的計算凹模圓角半徑的計算：拉深凹模圓角半徑的計算為30.80. D-dt此零件落料沖孔的周長L為94mm,材料厚度t為1.2mm, 08F鋼的抗拉強 度取390MPa,則零件所需拉深力為“0.80 D-dt =0.80, 36.2-27.6 1.2 = 2.35mm凸模圓角半徑的計算：拉深凸模圓角半徑的計算為rpi= 0.8rdi根據(jù)凹模圓角半徑，計算凸模半徑為“0.8rdi=0.8 2.3

8、5 =1.88四.沖壓力的計算及初選壓力機(1)落料工序沖壓力的計算沖裁力基本計算公式為F = KLT 此零件落料的周長L1為153mm材料厚度t為1.2mm 08F鋼的抗剪強度七取 310MPa則沖裁該零件所需沖裁力為F落=1.3 153 1.2 310N = 73990.8N 74kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力Fxi和推件力Fti為Fxi = KxF =0.05 74 N =3.7kNFT1 =NKTF =1 0.055 74N ： 4.07kN所以落料工序沖總壓力為：F總 1=F 落+FX1 +FT1 =(74+3.7 + 4.07)kN =81.77kN(2)拉深工序沖

9、壓力的計算拉深力基本計算公式為F拉深=Lt -bk1此零件落料沖孔的周長L為94mm,材料厚度t為1.2mm, 08F鋼的抗拉強 度5取390MPa,則零件所需拉深力為F拉深=Ltobki=94X1.2 390M=43.99kN壓邊力的基本計算公式Q = Aq此零件在壓邊圈下毛坯的投影面積 A為322,單位壓邊力q取3,則該零件 所需壓邊力為Q = Aq=322 3 =0.966kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力FX2和推件力FT2為Fx2 =Kx(F 拉深 +Q) =0.05M44.956N = 2.25kNFt2 =NKt(F拉深 +Q) = 0.055M44.956N % 2

10、.45kN所以拉深工序沖總壓力為：F總 2 = F拉深 Q Fx2 Ft2 =43.99 0.966 2.25 2.45 ： 49.66kN沖孔工序沖壓力的計算沖裁力基本計算公式為F = KLT 此零件沖孔的周長L2為77mm材料厚度t為1.2mm 08F鋼的抗剪強度取 310MPa則沖裁該零件所需沖裁力為F沖=1.3M77M1.2M310N =37237N 37kN模具采用彈性卸料裝置和寸t件結(jié)構(gòu)，所需卸料力FX3和推件力FT3為Fx3=KxF =0.05 37N=1.85kNFT3 = NKtF =3 0.055 37 N ： 6.11kN所以落料沖孔工序沖總壓力為：F 總,3 =F落+F

11、x3 +Ft3 =(37 + 1.85 + 6.11)kN =44.96kN(4)壓力機的選擇計算的落料、拉深工序壓力壓力：F1 ="1 +F總=81.77+ 49.66 = 131.43kN計算的沖孔工序壓力壓力：F1 = F總3 =44.96kN因此，落料、拉深復(fù)合模初選設(shè)備為開式壓力機J2316;沖孔模初選設(shè)備為開式壓力機J236.3（4）壓力中心的計算由于改沖裁件為對稱圖形，所以它的壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中 心上。即拉深圓的圓心位置。五.排樣圖1a.搭邊查表 3-7 ,選取 ai =1mm,a = 1.8 mm。b.送料步距和條料寬度平行于送料方向的沖件寬度 D=36

12、.2,因此，送料步距為：S = D ai = 36.2 1 = 37.2mm模具無壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 Z=0.5 （表3-9）,條料寬 度單向公差A(yù)=0.20 （表3-11）,沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸 Dmax = 44, 條料寬度為：B鼠二（D max+ 2a + Z ）Z = （44 +2M 1.8 + 0.5）入=48.1,20 mm導(dǎo)料板間的距離為：Bo =Dmax 2a 2Z =44 2 1.8 2 0.5 = 48.6mmc.板料利用率選用1.2mmx 1500mrK 1000mm勺板料。落料件面積為1698.232mm2采用橫裁可裁條料數(shù)為：1500+48.

13、1 =31 （條），余8.9mm每條板料可沖制 件數(shù)（1000 -1） + 37.2 =26 （件）,因此每張板料可沖制件數(shù)26M31 =806 （件）。材 料的利用率為：1698.22 806-： （1500 1000） 100% ： 91.3%采用豎裁可裁條料數(shù)為：1000 + 48.1 =20 （條），余38mm每條板料可沖制 件數(shù)（1500 1）+37.2 =40 （件），因此每張板料可沖制件數(shù) 20父40 = 800 （件）。 材料的利用率為：1698.22 800 -> (1500 1000) 100% ： 90.6%a.搭邊查表 3-7 ,選取 a =1.5mm,a = 1

14、.2 mm。b.送料步距和條料寬度平行于送料方向的沖件寬度 D=44,因此，送料步距為：S = D 日=44 1.5 = 45.5mm模具無壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 Z=0.5 （表3-9）,條料寬 度單向公差 =0.20 （表3-11 ）,沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸 Dmax=36.2 , 條料寬度為：B久二（D max + 2a+Z）Z = （36.2 +2父1.2 +0.5）%= 39.1%.20mm導(dǎo)料板間的距離為：B0 = D max 2a 2Z = 36.2 2 1.2 2 0.5 = 39.6mmc.板料利用率選用1.2mm< 1500mrK 1000mm勺板料。落料件面積為1698.232mm2采用橫裁可裁條料數(shù)為：1500+39.1=38 （條），余14.2mm每條板料可沖制 件數(shù)（1000-1.5）+45.5 =21 （件）,因此每張板料可沖制件數(shù) 38M 21 = 798 （件）。 材料的利用率為：1698.22 79811500 1000）