沖孔落料件冷沖模具設(shè)計(jì)

1、沖孔落料件冷沖模具設(shè)計(jì)目錄1.沖壓件工藝性分析（1）2.沖壓工藝方案的確定（3）3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣方式的確定以及計(jì)算（3）（2）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算（3）（3）沖壓力的計(jì)算（4）（4）工作零件刃口尺寸計(jì)算（4）（5）卸料橡膠的設(shè)計(jì)（5）4. 模具總體設(shè)計(jì)（1）模具類型的選擇（5）（2）定位方式的選擇（5）（3）卸料，出件方式的選擇（6）（4）導(dǎo)向方式選擇（6）5. 主要零部件設(shè)計(jì)（1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）（2）定位零件的設(shè)計(jì)（8）（3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)（8）（4）卸料板部件設(shè)計(jì)（8）（5）模架及其他零部件設(shè)計(jì)（8）6. 模具總裝圖7沖壓設(shè)備的選定（8）8.工作零件的加工工藝（8）

2、9. 模具的裝配（10）主要參考文獻(xiàn)（12）設(shè)計(jì)小結(jié)（12）工件名稱：沖孔落料件工件簡(jiǎn)圖：如下圖生產(chǎn)批量：大批量材料：紫銅材料厚度：1mm要求：1.完成模具總裝圖（3D 電子文檔）；2. 完成總裝配圖，圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)；3. 繪制工程圖，圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)；4. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（A4 紙打印）工件圖1. 沖壓件工藝性分析此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。材料為紫銅，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)果簡(jiǎn)單，有 2 個(gè)直徑 8mm 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，可看著IT14 級(jí)，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。2. 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料

3、 沖孔 兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。所以經(jīng)過(guò)比較，采用方案三最為合適。3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 排樣方式的確定以及計(jì)算設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，先要設(shè)計(jì)條料排

4、樣圖。工件圖可視為一矩形中間兩個(gè)孔，直排材料利用率最高。如圖一所示的排樣方法，可減少?gòu)U料。第一次沖裁使用活動(dòng)擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。搭邊值取 1mm，壁厚取 1.5mm，條料寬度為 63.5mm，步距為 21mm，一個(gè)步距的材料利用率為 76%（2） 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算畫出凹模型口圖如下；通過(guò)軟件得出壓力中心點(diǎn)（-2.89，0）。（3） 沖壓力的計(jì)算該模具采用級(jí)進(jìn)模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見表1 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇 J23-25。表一 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注沖裁件面積 AA=40 ´ 20+ p 10 2 -2 p &

5、#180; 4 21013.5mm2排樣條料寬度 B步距 SB=60+2 ´ 1.5+0.5S=20+164mm21mma =1mm,一個(gè)步距的材料利用率nAh =´ 100% = 1013.5BS´ 100%76%64 ´ 21a =1.5mm1沖裁力 FF=KL t t=1.3´ 92.56´ 1´ 160b19252NL=92.56mm查表得卸料力 FF = KxF=0.04´ 19252770NxXK=0.04沖壓力X推件力 FTFT= n KF=8´ 0.06´ 19252T9241N

6、n 取 8沖壓工藝總力 FF=F+ F + FZxT29263NZ=19252+770+9241彈性卸料下出件（4） 工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)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(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單,適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料 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(gè)孔的同軸度，使裝配簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來(lái)計(jì)算，具體計(jì)算見表二所示。表二 工作零件刃口尺寸的計(jì)算尺寸及分類尺寸轉(zhuǎn)換計(jì)算公式結(jié)果備注R= (R- XD)R=9.91 +0.0080查表得沖裁雙面間隙落料R10R10A

7、nax0-0.36+dA0AR= (RTA- Z/ 2)min0-dTZ=0.07mmRT=9.885 0-0.012maxZ=0.05mmmind= (dtnax- XD)0-dTdT=8.18 0-0.008沖孔F 8F 8 +0.360d= (dAT- Z/ 2)min+dA0d磨損系數(shù) X=0.5，模具按 IT14 級(jí)制造。校核滿足A=8.205 +0.0120d+dAT£ (Z- Z)maxmin孔心距4040 ± 0.62LA= L ± D / 8L =40 ± 0.155A（5） 卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見表三。選用的 4 快橡膠板

8、的厚度無(wú)比一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。項(xiàng)目卸料板工作行程h工公式h= h + t + h結(jié)果工124 mm備注h 為凸模具凹進(jìn)卸1表三 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算橡膠工作行程HH= h+ h工工工修9 mm料板的高度 1mm，h2橡膠自由高度H自由H= 4H自由工36 mm為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm，橡膠的預(yù)壓縮量HH= 15%H5.4 mm預(yù)自由h修為凸模修磨量預(yù)每個(gè)橡膠承受的載荷F1F = F/ 41192.5N取卸5mm, 取 H為工橡膠的外徑 DD = （d 2 + 1.2（7 F / p）46 mm1H自由的 25，選用 4校核橡膠自由高度H自由0.5

9、 £ H自由/ D £ 1.5滿足要求個(gè)圓筒形橡膠橡膠的安裝高度HH= H- H30.6 mm安安自由預(yù)4. 模具總體設(shè)計(jì)（1） 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。（2） 定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋料銷定距。（3） 卸料，出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾?1mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)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(dǎo)向方式選擇為了提高模具壽命和工件治療，

10、方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5. 主要零部件設(shè)計(jì)（1） 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a. 落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2 個(gè) M8 螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。總長(zhǎng)L 可按公式計(jì)算： L= h工= h + t + h12+h=14.4+14+1+20.6=50mm落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示b. 沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，加工簡(jiǎn)單，便于裝備與更換。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。c. 凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模具在模架上的位置時(shí)。

11、要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算：凹模厚度 H=kb=0.3x60=18，為了方便橡膠安裝，取H=25凹模壁厚 c=（1.5-2）H=27-36m，取 c=40凹模寬度 B=b+2c=60+2x40=140取 B=150凹模長(zhǎng)度L 取 130mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為 130 ´ 150 ´ 25mm，凹模結(jié)構(gòu)如圖所示凹模（2） 定位零件的設(shè)計(jì)落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件直徑 8mm 的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用 H7/r6 安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用 H7/r6 配合。（3） 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板內(nèi)

12、側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取 1mm， 這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)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(dǎo)料板上有活動(dòng)擋料銷凹槽。（4） 卸料板部件設(shè)計(jì)a. 卸料板的設(shè)計(jì)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。b. 卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置 4 個(gè)螺釘，公稱直徑為 8mm，螺紋部分為 M6´ 4。（5） 模架及其他零部件設(shè)計(jì)該模具采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架， 導(dǎo)柱分別為 F 28 ´ 100, 導(dǎo)套分別為F 28 ´ 42x95

13、。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= H+ H閉上模墊+ L + H + H下模- h =40+10+50+25+45-2=168mm2式中：h2 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm L凸模長(zhǎng)度，L=50mm H凹模厚度，H=25mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23-25 的最大裝模高度（220 mm），可以使用。6. 模具總裝圖通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（3 個(gè)）、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

14、模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷 21 作為粗定距，在落料凸模上安裝 2 個(gè)導(dǎo)正銷， 利用條料上10 的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。7. 沖壓設(shè)備的選定通過(guò)校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)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(diào)節(jié)長(zhǎng)度:55mm工作臺(tái)尺寸（前后 x 左右）：370x560 mm墊板尺寸（厚度 x 直徑）：50x200 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大傾斜角度：30 度8、模具零件的加工工藝本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)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(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。表四所示為落料凸模的加工