沖壓模具課程設計

1、11. 沖壓件工藝性分析-(1 1)2. 沖壓工藝方案的確定-(3 3)3. 主要設計計算(1)- 排樣方式的確定以及計算-(3 3)(2)-壓力中心的確定及相關計算一一 -(3 3)(3) 沖壓力的計算- -(4 4)(4 4 )工作零件刃口尺寸計算- - (4 4)(5 5 )卸料橡膠的設計- - -(5 5)4. 模具總體設計(1 1 )模具類型的選擇-(5 5)(2 2 )定位方式的選擇-(5 5)(3)- 卸料，出件方式的選擇-(6 6)(4)- 導向方式選擇-(6 6)5. 主要零部件設計(1 1)主要零件的結構設計- - -(6 6)(2 2 )定位零件的設計- -(8 8)(3

2、) 導料板的設計- - -(8 8)(4)- 卸料板部件設計- - (8 8)(5 5 )模架及其他零部件設計- - (8 8)6. 模具總裝圖7.- 沖壓設備的選定-(8 8)8. 工作零件的加工工藝-(8 8)9. 模具的裝配-(1010)主要參考文獻-(1212)設計小結-(1212)2連續(xù)模設計說明任務描述：工件名稱：墊圈沖孔落料模具設計工件簡圖：如下圖材料：3030 鋼板材料厚度：0.3mm0.3mm設計內容：1 1沖壓件的工藝分析：對產(chǎn)品進行分析，確定各部分尺寸是否滿足沖壓件的工藝要求2 2確定工藝方案：（1 1）計算毛坯尺寸；（2 2）確定排樣方式和計算材料利用率；（3 3 ）沖

3、壓工序性質和工序次數(shù)的選擇3 3模具結構形式的確定：各工序所要設計的模具，包括名稱結構類型等4 4計算各工序沖壓力和選擇沖壓設備5 5工藝卡片：選擇一家企業(yè)的產(chǎn)品使用的沖壓工藝卡片，主要有每道工序圖、基本尺寸、使 用設備、模具名稱等3工件圖1.1.沖壓件工藝性分析此工件只有沖孔和落料兩個工序。材料為3030 鋼板，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結果簡單，有 2 2 個直徑 14mm14mm 的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的 尺寸全部為自由公差，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。2 2。沖壓工藝方案的確定該工件包括落料 沖孔 兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料

4、，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一落料連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案一模具結構簡單， 但需要兩道工序兩套模具， 成本高而生產(chǎn)效率低， 難以滿足大批量生 產(chǎn)要求。方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在 模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設計簡單，由于工件精度要求不高，完 全能滿足工件技術要求。所以經(jīng)過比較，采用方案三最為合適。3.主要設計計算（1 1）排樣方式的確定以及計算設計連續(xù)模，先要設計條料排樣圖。工件直排材料利用率最高。如圖一所示的排

5、樣方法，可減少廢料。第一次沖裁使用活動擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。搭邊值取 2mm2mm，壁厚取 2mm2mm，條料寬度為 121mm121mm ,步距為 36mm36mm，一個步距的材料利用率 為 73%73%456(3 3)沖壓力的計算該模具采用連續(xù)模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關計算見表1 1根據(jù)計算結果，沖壓設備擬選擇JF23-63JF23-63。表一條料及沖壓力的相關計算7項目分類項目公式結果備注8排樣沖裁件面積AA=116 17+3.14 X ihx 1/2+82 x17-3.14X72-2X14X173189.827mm條料寬度BB=116+4+1=121121mma

6、=2mm,a1=2mm步距SS=17+17+2=3636mm一個步距的材料利用率nAn = x100%BS73%沖壓力沖裁力FF=KLt “=490 x369.34 x 0.354293NL=369.34mm卸料力F FxF Fx= KxF=0.05 x5429310859N查表得KX=0.05推件力FTFT=nKTF= 0.065429350523Nn 取6沖壓工藝總力FZFZ=F+FX+FT85675N彈性卸料下出件（4 4 ）工作零件刃口尺寸計算在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分

7、別加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝 配簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算如下所示。1.1.落料應以凹模為基準然后配做凸模。工件尺寸如圖所示1 1）凹模磨損后變大的尺寸（5 5 ）卸料橡膠的設計卸料橡膠的設計計算見 表三。選用的 4 4 快橡膠板的厚度無比一致， 不然會造成受力不 均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。9表三卸料橡膠的設計計算項目公式結果備注卸料板工作行程h工人工=h1+h23.3mmh1為凸模具凹進卸橡膠工作行程H工H工=h工+ h修8.5mm料板的高度 1mm1mm，橡膠自由高度H自由H自

8、由=4H工33.2mmh2為凸模沖裁后進橡膠的預壓縮量H預H預=15% H自由4.98mm入凹模的深度每個橡膠承受的載荷FiFi =卩卸/42714.75N2mm2mm，h修為凸模修橡膠的外徑DD= (d2+1.27(Fi/p)60 mm磨量取 5mm,5mm,取校核橡膠自由高度H自由0.50.5蘭H自由/ D蘭1.51.5滿足要求H工為H自由的橡膠的安裝咼度H安H安=H自由一H預28.22 mm25%25%，選用 4 4 個圓筒形橡膠4.模具總體設計（1）模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用連續(xù)沖壓，所以模具類型為連續(xù)模。（2）定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導

9、料板，無側壓裝置 控制條料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置可 由活動擋料銷定距。（3）卸料，出件方式的選擇因為工件料厚0.3mm,較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因 為是連續(xù)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。（4）導向方式選擇為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調整，該連續(xù)模采用中間導柱的 導向方式。5.主要零部件設計（1）主要零件的結構設計10a落料凸模結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5?？傞LL可按公式計算：L =h 工二 hit h2+h=14.4

10、+0.3+14+21.3=50mm落料凸模結構如下圖所示I (療廠飩UUb.沖孔凸模沖孔凸模采用臺階式，加工簡單，便于裝備與更換。沖孔凸模結構如下圖所 示。c.凹模11凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模具 在模架上的位置時。要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內。其 輪廓尺寸可按公式計算：凹模厚度H=kb=0.15x116=17.4,為了方便橡膠安裝，取H=25凹模壁厚c=（1.5-2）H=26,1-34.8m，取c=40凹模寬度B=b+2c=116+80=196取B=200凹模長度L取180mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為180200 25mm，凹模結構如

11、圖所示_L凹模（2） 定位零件的設計落料凸模下部設置兩個導正銷，借用工件直徑14mm的的兩個孔作為導正孔。導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/r6配合。（3） 導料板的設計導料板內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間間隙取1mm， 這樣就可確定了導料板的寬度，導料板厚度取4mm,采用45鋼制作，熱處理硬 度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導料板上有活動擋料銷凹槽。（4） 卸料板部件設計a卸料板的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。12b.卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設置4個螺釘，公稱

12、直徑為8mm，螺紋部分為M6 4。（5）模架及其他零部件設計該模具采用對角式導柱模架，導柱分別為28漢100,導套分別為：28 42x95。上模座厚度取40mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度 取45mm，那么該模具的閉合高度：H閉=H上模H墊L H H下模-h2=40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2為凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mmL凸模長度，L=50mmH凹模厚度，H=25mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機JF23-25的最大裝模高度（220mm），可 以使用。6模具總裝圖通過以上設計，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊

13、板、凸模（3個） 、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以 橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品 件均由漏料孔漏出。條料送進時采用活動擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個導正銷, 利用條料直徑為15的孔作為導正銷孔導正，以此作為條料送進的精確定距。7.沖壓設備的選定通過校核， 選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足要求。 起主要參數(shù)如下：公稱壓力：250kN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270mm最大裝模高度：220mm連桿調節(jié)長度:55mm工作臺尺寸（前后x左右）：370 x560 mm墊板尺寸（厚度x直徑）：50 x200 mm模柄孔

14、尺寸：YF40X60 mm最大傾斜角度：30度8、模具零件的加工工藝13本副沖裁模，模具零件加工的關鍵在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用 線切割加工技術，這些零件的加工就變得相對簡單。表四所示為落料凸模的加工 工藝過程。表四工序號工序名稱工序內容工序簡圖1備料將毛坯鍛成長方體J J! !4 470702熱處理退火3粗刨刨六面，互成直角，留單邊余量0.5mm4熱處理調質5磨平磨六面，互成直角6鉗工劃線劃出各孔位置線、型孔- 1 1-輪廓線1-1- -7加工螺釘按位置加工螺釘孔、銷孑L、銷孔及孔及穿絲孔穿絲孔14精磨上下平面按圖切割型孔達到尺寸要求11鉗工精修全面達到設計要求12檢驗9、模具的

15、裝配根據(jù)倒裝復合模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝上模，再裝下模, 并調整間隙，試沖，返修。具體的情況見表五所示。表五骨口，序號工序工藝說明1凹凸模預裝1） 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀。2）將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?， 檢查其間隙是否加 工均勻。不適合的應重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中， 并牢固。3裝配上模1）在上模座上劃中心線，按中心線預裝凹模、墊板、凸模 固定板2）在上模座上，用已經(jīng)加工好的凹模分別確定其螺孔位置， 并分別鉆孔、攻絲3）將上模座、墊板、凸模固定板、凹模裝在一起，并用螺熱處理按

16、熱處理工藝，淬火,回火達到6064HRC10磨平面線切割1815釘緊固，打入銷釘4裝配下模1）在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸凹模與固定板 組合裝入凹模，將上模翻轉2）預裝下模，劃出與凸凹模固定板相應的螺孔、銷孔位置 并鉆鉸螺孔、銷孔3）用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起，但不 要擰緊4） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和 卸料螺釘，并調節(jié)橡膠的預壓縮量，使卸料板高出凸凹模 下端約12mm5）復查凸凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘6）切紙檢查，合適后打入銷釘5試沖與調整裝機試沖，并根據(jù)試沖結果作相應調整161.上模座2導套3.導柱4緊固螺釘5.沉頭螺釘6模柄7凸模固定板8卸料螺釘9.墊板10.圓柱銷11.卸料板12.下模座13圓柱銷14.凹模15.沖孔凸模16落料凸模17導正銷18.卸料橡膠19擋料銷20.導料扳子模具總裝圖主要參考文獻：1、公差配合與技術測量，陳于萍，機械工業(yè)出版社2、機械制圖，劉少年主編，機械工業(yè)出版社3、機械制造基礎，胡大超，高等教育出版社4、金屬材料與熱處理，趙先仲，機械工業(yè)出版社5、機械加工工藝基礎