壓圈沖壓課程方案說明書

1、沖壓工藝與模具設計課程設計任務書題目：壓圈的設計內容： <一）沖壓件的工藝性分析< 二）確定工藝方案及模具機構形式<三）模具設計計算V四）模具總體設計V五）模具主要零部件的結構設計V六）沖壓設備的選擇V七）繪制模具總裝圖V八）拆畫零件圖V九）設計總結V十）參考文獻目錄V一）.沖壓件的工藝性分析 4V二）.確定工藝方案模具機構形式 4V三）模具設計計算 5V1 ）排樣方式的確定及其計算（2> 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）.模具總體設計 8五）模具主要零部件的結構設計 91 ）落料凸、凹模的結構設計 2

2、 ）彈性元件的設計計算 3 ）模架的設計六）.沖壓設備的選擇 12七）.繪制模具總裝圖 13八）.拆畫零件圖 13九）.參考文獻 14沖裁模具設計L-'P工件名稱：壓圈生產批量：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。沖裁件內外形所能達到的經濟精度為IT11IT14。凡產品圖樣上沒有標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，其他尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決 定采用

3、沖壓方式進行加工。經查公差表，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構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-沖孔復合沖壓，采用復合模加工。方案三：落料-沖孔級進沖壓，采用級進模加工。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產效率低，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，所以方案二和方案三更具優(yōu)越性。該零

4、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、落料復合?；?沖孔、落料級進模，復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證， 且生產率也高，盡管模具結構比較復雜，但因為零件的幾何形狀簡 單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產率也高，但零件的沖裁 精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導 正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析 比較，該零件的沖壓生產采用方案二的復合模為佳。（三.模具設計計算<1）排樣方式的確定及其計算設計復合模時，首先要設計條料的排樣圖，因

5、該零件外形為圓形, 可采用有廢料排樣的直排比較合適。參考沖壓工藝與模具設計 表2.8確定其排樣方式為直排畫出排樣圖排樣圖因為R=21> 2X 2查表2.9最小搭邊值可知：最小工藝搭邊值a（側面>=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計書

6、中表2.4 得間隙值 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm1)沖孔© 20mrK 22mm凸、凹模刃口尺寸的計算因為制件結構簡單，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=<0.020+0.025=0.045mm滿足 Z ma-Zmin§凸+ 5凹的條件查沖壓工藝與模具設計書中表 2.6得：IT14級

7、時標準公差=0.52伽，因為0.52 >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計書中表 2.5得2.2mnX 4mm的矩形凸、凹 模制造公差：§ 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

8、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計書中表 2.6得：IT14級時磨損系數(shù)X=0.5,按式 <2.5) d 凸=I =42.26-°o.o2omm+ 0.030d 凹=42.506 ° mm(4>沖壓力的計算落料力 F 落=Lt t b=<

9、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總沖壓力為：F 總=卩落+F孔

10、+F 推+F卸=<118.692+60.453+9.068+4.748 ) KN=192.961KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖F 總=1.3 X F 總=1.3 X 192.961=250.8KN(5>壓力中心的計算用解讀法求模具的壓力中心的坐標，建立如下圖所示的坐標系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 mL

11、4=4mmX4=12 m將以上數(shù)據代入壓力中心坐標公式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+4 X 12+2.210.9"(131.88+58.77+2.2+4+22.2>=0.28mm<四)模具的總體設計根據上述分析，本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個工序，且孔邊距 較大，可采用倒裝復合模，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推 件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？斩粗?，應在凹?？?設置推件塊，卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則 可以在下

12、模座中開設通槽，使廢料從空洞中落下。因為在該模具中 壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的，所以卸料板還應有壓料的作用，應選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產，采用手動送料方式，從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。因為該零件導 向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。V五)模具主要零部件的結構設計V1)凸模、凹模、凸凹模的結構設計，包括一下幾個方面： 落料凸、凹模的結構設計在落料凹模內部，因為要放置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形 刃口，并查沖壓工藝與模具設計書中表 2.21，取得刃口高度

13、 h=6mm該凹模的結構簡單，宜采用整體式。查沖壓工藝與模具設計書中表 2.22，得k=0.40即 凹模高度 H=ks=0.40X 42mm=16.8mm凹模壁厚 C=1.5H=1.5X 16.8mm=25.2mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度：L=(42+25.2 X 2>伽=92.4 mm凹模外形寬度：B=(42+25.2 X 2>m =92.4 m凹模整體尺寸標準化，取為 100mrX 100mrX 16mm凹模的工藝路線工序號工序名稱工序內容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側面

14、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面達要求10型孔精加工在坐標磨床上磨型孔，留研磨余量 0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達規(guī)定技術要求 沖孔凸模的設計為了增加凸模的強度與剛度，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，凸模長度根據結構上需要來確L= h凸模固定板+h落料凹模=<24+16.8) mm=40.8mm (取40mm&

15、gt; 凸凹模的結構設計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個凸凹 模。根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖如下圖所示：確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據計算的壓力中心的數(shù) 據，使壓力中心與模柄中心重合 校核凸凹模的強度：查沖壓工藝與模具設計書中表 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.<2）卸料彈簧的設計根據模具的結構初選 6 根彈簧，每根彈簧的預壓力為 Fo>F 卸/n=（4.75 X 103/6>N=791.7N根據預壓力和

16、模具結構尺寸，初選序號6267的彈簧，其最 大工作負荷 F1=1120N >791.7N 雖彈簧的最大工作負荷符合要求，但其彈簧太長， 會使模具的高度增加，所以選用最大工作負荷為1550N范圍內的彈簧。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）=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 彈簧預壓縮量 L/=LmaxF0/F1=791

17、.7X 21.8/1550=11.13mm 校核：卸料板工作行程 t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm凸模刃磨量和調節(jié)量 h 3=6mm彈簧實際總壓縮量 L總=1+上+人1+人2+佗=<11.13+3.5+6 ） mm=20.63mm因為21.8>20.63，即Lma>L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 /=（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

18、-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=<68.87-11.2-7 ）mm=50.67mm.（3> 模架的設計 模架各零件標記如下：上模座： 100mmX 100mmX 20mm下模座： 100mmX 100mmX 25mm導 柱：B32h5X 120mM 35mm導 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 100mrK 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）.沖壓設備的選擇通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機 J23-25能滿足使用要求。其主要技術參數(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最大圭寸閉咼度調節(jié)量/mm70滑塊中心至機身距離/mm180（標準型工作