沖壓模具課程設(shè)計

1、 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)計計算（1）排樣方式的確定以及計算（3）（2）壓力中心的確定及相關(guān)計算（3）（3）沖壓力的計算（4）（4）工作零件刃口尺寸計算（4）（5）卸料橡膠的設(shè)計（5）4. 模具總體設(shè)計 （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 （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（6）（2）定位零件的設(shè)計（8）（3）導(dǎo)料板的設(shè)計（8）（4）卸料板部件設(shè)計（8）（5）模架及其他零部件設(shè)計（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）9. 模具的

2、裝配（10）主要參考文獻(xiàn)（12）設(shè)計小結(jié)（12）連續(xù)模設(shè)計說明任務(wù)描述：工件名稱：墊圈沖孔落料模具設(shè)計工件簡圖：如下圖 材料：30鋼板材料厚度：0.3mm設(shè)計內(nèi)容：1. 沖壓件的工藝分析：對產(chǎn)品進(jìn)行分析，確定各部分尺寸是否滿足沖壓件的工藝要求2. 確定工藝方案：（1）計算毛坯尺寸；（2）確定排樣方式和計算材料利用率；（3）沖壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)的選擇3. 模具結(jié)構(gòu)形式的確定：各工序所要設(shè)計的模具，包括名稱結(jié)構(gòu)類型等4. 計算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備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(shè)備、模具名稱等 工件圖1.沖壓件工藝性分析此工件只有沖孔和

3、落料兩個工序。材料為30鋼板，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)果簡單，有2個直徑14mm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。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，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：沖孔落料連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)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

4、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)計簡單，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)過比較，采用方案三最為合適。3.主要設(shè)計計算 （1）排樣方式的確定以及計算 設(shè)計連續(xù)模，先要設(shè)計條料排樣圖。工件直排材料利用率最高。如圖一所示的排樣方法，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2mm，壁厚取2mm，條料寬度為121mm，步距為36mm，一個步距的材料利用率為73% （2）壓力中心的確定及相關(guān)計算畫出凹模型口圖如下（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(guān)計算見表1根據(jù)計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇

5、 JF23-63。 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計算 項目分類項目公式結(jié)果備注排樣沖裁件面積AA=11617+3.141721/2+8217-3.1472-214173189.87條料寬度BB=116+4+1=121121mm=2mm,=2mm步距SS=17+17+2=3636mm一個步距的材料利用率100% 73%沖壓力沖裁力FF=KL=490369.340.354293NL=369.34mm卸料力= F=0.055429310859N查表得=0.05推件力=F=60.0635429350523N取6沖壓工藝總力=F+85675N彈性卸料下出件（4）工作零件刃口尺寸計算 在確定工作零件刃口尺寸計

6、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，工作零件的形狀相對較簡單,適宜采用線切割機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. 落料應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)然后配做凸模。工件尺寸如圖所示1）凹模磨損后變大的尺寸（5）卸料橡膠的設(shè)計 卸料橡膠的設(shè)計計算見表三。選用的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。 表三 卸料橡膠的設(shè)計計算項目公式結(jié)果備注卸料板工作行程3.3mm為凸模具凹進(jìn)卸料板的高度1mm，為

7、凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm，為凸模修磨量取5mm,取為的25%，選用4個圓筒形橡膠橡膠工作行程8.5mm橡膠自由高度33.2mm橡膠的預(yù)壓縮量4.98mm每個橡膠承受的載荷2714.75N橡膠的外徑D60 mm校核橡膠自由高度0.51.5滿足要求橡膠的安裝高度28.22 mm4. 模具總體設(shè)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(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(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擋料銷定距。 （3）卸料，出件方式的選擇 因為工件料厚0.

8、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(dǎo)向方式選擇 為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該連續(xù)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5. 主要零部件設(shè)計 （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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=14.4+0.3+14+21.3=50mm落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示 b.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(jié)構(gòu)如下圖所示。 c.凹模 凹模采用整

9、體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，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(nèi)。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18020025mm，凹模結(jié)構(gòu)如圖所示 （2）定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置兩個導(dǎo)正銷，借用工件直徑14mm的的兩個孔作為導(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H

10、7/r6配合。（3）導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板內(nèi)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)料板上有活動擋料銷凹槽。（4）卸料板部件設(shè)計 a.卸料板的設(shè)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。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M64。 （5）模架及其他零部件設(shè)計 該模具采用對角式導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱分別為28100,導(dǎo)套分別為2842x95。上模座厚度取40mm，上墊板厚度取1

11、0mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么該模具的閉合高度： =40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mmL凸模長度，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(shè)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(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)時采用活動擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝

12、2個導(dǎo)正銷，利用條料直徑為15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(diào)節(jié)長度:55mm工作臺尺寸（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簡單。表四所示為落料凸模的加工工藝過程。 表四工序號工

13、序名稱工序內(nèi)容工序簡圖1備料將毛坯鍛成長方體2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(diào)質(zhì)5磨平磨六面，互成直角6鉗工劃線劃出各孔位置線、型孔輪廓線7加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔按位置加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔8熱處理按熱處理工藝，淬火，回火達(dá)到6064HRC9磨平面精磨上下平面10線切割按圖切割型孔達(dá)到尺寸要求11鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計要求12檢驗9、模具的裝配 根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見表五所示。 表五序號工序工藝說明1凹凸模預(yù)裝1）裝配前仔細(xì)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

14、，形狀。2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。不適合的應(yīng)重新修磨或更換。2凸模裝配以凹模孔定位，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(yù)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(zhuǎn)2）預(yù)裝下模，劃出與凸凹模固定板相應(yīng)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

15、在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓縮量，使卸料板高出凸凹模下端約12mm5）復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)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(diào)整裝機試沖，并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整1.上模座 2.導(dǎo)套 3.導(dǎo)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(dǎo)正銷 18.卸料橡膠 19.擋料銷 20.導(dǎo)料扳子模具總裝圖 主要參考文獻(xiàn)：1、 公差配合與技術(shù)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(chǔ)，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(chǔ)，司乃鈞，機械工業(yè)出版社6、 機械制造技