雙孔方墊片沖壓模具設(shè)計(jì)

1、目 錄一沖壓件工藝分析1（一）材料：1（二）零件結(jié)構(gòu)：1（三）尺寸精度：1二工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型2三排樣設(shè)計(jì)2（一）少廢料排樣2（二）無廢料排樣2四沖裁工藝力力與壓力中心計(jì)算3（一）計(jì)算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具4（二）壓力中心4五壓力機(jī)的選擇5（一）壓力機(jī)的選擇原則5（二）沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇5（三）壓力機(jī)的其它參數(shù)6六工作零件刃口尺寸計(jì)算6七工作零件結(jié)構(gòu)尺寸8（一）落料凹模板尺寸：8（二）落料凹模板的固定方式：9（三）凸凹模尺寸計(jì)算：9（四）凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：9（五）沖孔凹模洞口的類型10（六）凸凹模的固定方法和主要技術(shù)要求11（七）沖孔凸模尺寸計(jì)算：11（八）

2、凸模的固定方式12（九）標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)向零件12八有關(guān)模具設(shè)計(jì)計(jì)算:14（一）卸料彈簧選擇：14（二）設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件14（三）選擇上、下模板及模柄15（四）墊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：15（五）閉合高度16（六）裝配圖17參考文獻(xiàn)：19雙孔墊片沖壓模具設(shè)計(jì)與制造一沖壓件工藝分析材 料：紫銅板材料厚度：2mm圖1.雙孔墊片零件圖（一）材料：該沖裁件的材料是紫銅板，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。（二）零件結(jié)構(gòu)：該零件結(jié)構(gòu)簡單，在對(duì)稱中心線上有兩個(gè)直徑為8mm的圓孔?？着c孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為5mm2t（直徑為10mm的孔與最邊緣的之間的尺寸）。由此可以看出該零件具有良好的沖壓性能

3、。（三）尺寸精度：零件上所有未標(biāo)公差的尺我寸，屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差。零件外形尺寸： 長度：48-0.62 0mm；寬度：20-0.52 0mm ； 零件內(nèi)形尺寸： 8±0.06mm ；孔心距尺寸： 30±0.04mm ；結(jié)論：適合沖裁二工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案： 1.先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 2.落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 3.沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一： 模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需

4、求。方案二：只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。方案三：需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但制造難度大，并 且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，作不方便。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二方案為佳。由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為了便于操作，所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模及彈性卸料和定位釘定位方式。三排樣設(shè)計(jì) 可采用以下兩種排樣方式： （一）少廢料排樣 （二）無廢料排樣由于該工件結(jié)構(gòu)比較簡單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比而言少廢料排樣比無廢料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會(huì)加快模具的磨損，使模具壽命

5、減少，并直接影響到工件的斷面質(zhì)量，所以采用少廢料排樣即一方案。查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-18，確定搭邊值：兩工件間的搭邊： a=2.0mm; 工件邊緣搭邊： b=2.2mm; 步距為： S=22mm;條料寬度： B=（D+2b）=48+2×2.2=52.4mm確定后排樣圖如下圖3-1所示： 3-1沖壓件排樣圖一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 =nA/Bh×100% 式中A 沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2） n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件的數(shù)目 B 條料寬度（mm） h 步距(mm)A=48×202××4×4859.47mm2=859.47/5

6、2.4×22=74.6%四沖壓力與壓力中心計(jì)算（一）計(jì)算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。計(jì)算沖壓力：沖壓力的大小主要與材料的力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。 用平刃口沖裁時(shí)，沖裁力F（N）可按下式進(jìn)行計(jì)算F=KLt式中： L沖裁件周邊長度（mm）t材料厚度（mm）材料抗剪強(qiáng)度（MPa）K系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損。模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。則有 F=1.3Lt 式中材料的抗剪強(qiáng)度。（MPa）查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-21得=260MPa （1）、落料力 F落=1.3Lt=1.3×136×2&

7、#215;260=91.936KN （2）、沖孔力 F沖=1.3 Lt=1.3×2dt=2×1.3×2×8×260=33.979KN其中：d為沖孔直徑，2d為兩個(gè)孔圓周長之和。 （3）、卸料力K卸=0.04（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-20得） F卸=K卸F落=0.04×91.936=3.677KN（4）、推件力K推=0.06（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-20得） F推=n K推F沖該模具凹模刃口形式，查沖壓手冊取h=6mm，則n=h/t=6/2=3 F推= n K推F沖 =3×0.06×33.979=6.116kN該

8、套模具采用彈性卸料，下出件的卸料裝置?？倹_壓力：F= F落+ F沖+ F卸+ F推 =91.936+33.979+3.677+6.116 =135.708KN（二）壓力中心圖4-1零件圖 如上圖4-1所示，該工件屬于中心對(duì)稱圖形，所以壓力中心在它的幾何中心上，無需計(jì)算。五壓力機(jī)的選擇（一）壓力機(jī)的選擇原則沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的安全及生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，模具壽命和生產(chǎn)成本等一系列重要問題。重壓設(shè)備的選擇主要包括設(shè)備的類型和規(guī)格參數(shù)兩方面的問題。主要根據(jù)所要完成沖壓工序的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇沖壓設(shè)備類型。1、對(duì)于中小型沖裁件，彎曲件或淺拉深件的常采用開式

9、曲柄壓力機(jī)。2、對(duì)于大中型對(duì)于大和精度要求高的沖壓件，多采用閉式曲柄壓力機(jī)。3、對(duì)于大型或較復(fù)雜的拉深件，常采用上傳動(dòng)的閉式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)。4、對(duì)于大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜，批量很大的中小形沖壓件應(yīng)優(yōu)先選用自動(dòng)高速壓力機(jī)或者多工位自動(dòng)壓力機(jī)。5、對(duì)于批量小，材料厚的沖壓件，常采用液壓機(jī)。6、對(duì)于精沖零件最好選擇專用的精沖壓力機(jī)。（二）沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇在選擇沖壓設(shè)備的類型后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓加工中所需的沖壓力（包括卸料力，壓料力等）變形功以及模具的結(jié)構(gòu)形式或閉合高度，外形輪廓尺寸等選擇沖壓設(shè)備的規(guī)格。1、公稱壓力壓力機(jī)的公稱壓力是指壓力機(jī)滑塊離下止點(diǎn)前一特定距離，既壓力機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)侄離下止點(diǎn)前某一

10、角度時(shí)滑快上所容需的最大工作壓力。一般情況下，壓力機(jī)的工稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓工藝力的1.11.3倍。2、滑快行程壓力機(jī)的滑快行程是指滑快從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過的距離壓力機(jī)的行程的小應(yīng)能保證毛胚或半成品的放入及成型零件的取出。3、閉合高度壓力機(jī)的閉合高度是指滑快在下止點(diǎn)時(shí)，滑快底平面到工作臺(tái)面之間的高度模具的閉合高度必須適合于壓力機(jī)閉合高度范圍的要求。他們之間的關(guān)系為：理論上： Hmin-H1HHmaxH1實(shí)際上：Hmin-H110HHmax-H1-5H模具閉合高度；Hmin壓力機(jī)的最小閉合高度Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度；H1墊板厚度HminH1壓力機(jī)的最小裝模高度；Hmax-H壓力機(jī)的最大

11、裝模高度（三）壓力機(jī)的其它參數(shù)1、壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸壓力機(jī)工作臺(tái)上墊板的平面尺寸應(yīng)大于模具下模座的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地，一般每邊留50-70mm。2、壓力機(jī)工作臺(tái)孔的尺寸，模具底設(shè)置的漏料孔或彈頂裝置尺寸必須小于壓力機(jī)工作臺(tái)孔的尺寸。3、壓力機(jī)模柄孔尺寸模柄直徑必須和壓力機(jī)滑快內(nèi)模柄安裝用孔的直徑相一致，模柄的高度應(yīng)小于模柄安裝用孔的深度。綜上所述根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1.7可選擇壓力機(jī)為參數(shù)如下：參數(shù)如圖4-2公稱壓力250KN滑快行程80mm行程次數(shù)100次/min最大閉合高度250mm最大裝模高度180mm閉合高度調(diào)解量70mm立柱間距離260mm工作臺(tái)孔尺寸前后130m

12、m左右260mm墊板尺寸厚度70mm模柄孔尺寸直徑50mm深度70mm六工作零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。刃口尺寸計(jì)算如下：由于工件圖未注公差尺寸，均屬于未注公差尺寸。在計(jì)算凸模與凹模尺寸時(shí)，沖壓件未注公差尺寸的極限偏差數(shù)值通常按GB180079IT14級(jí)。根據(jù)工件圖可將基本尺寸分為如下幾類：落料模尺寸計(jì)算： A 0=48-0.62 0mmB- 0=20-0.52 0mm沖裁間隙：(查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2.4得)Zmin=0.12mm ；Zmax=0.

13、16 mm.Zmax - Zmin =0.16-0.12=0.04 mm.磨損系數(shù):制件精度為IT14,故x=0.5計(jì)算公式：Dd=(Dmax-x) 0+d凹模制造公差：d=0.6( Zmax - Zmin)；凸模制造公差：p=0.4( Zmax - Zmin).計(jì)算結(jié)果：Dd1=48-0.5×0.62 0+0.024=47.69 0+0.024mm. Dp1=(47.69-0.12)-0.016 0=47.57-0.016 0mm. Dd2=(20-0.5×0.52) 0+0.024=19.97 0 +0.024mm. Dp2=(19.97-0.12)-0.016 0=1

14、9.85-0.016 0mm.沖孔模尺寸計(jì)算：8±0.06mm沖裁間隙：(查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2.4得)Zmin=0.12mm ；Zmax=0.16 mm.Zmax - Zmin =0.16-0.12=0.04 mm.磨損系數(shù):制件精度為IT12,故x=0.75計(jì)算公式：dp=(dmin+x) -p 0凹模制造公差：d=0.6( Zmax - Zmin)；凸模制造公差：p=0.4( Zmax - Zmin).將8±0.06mm轉(zhuǎn)化為7.94 0+0.12mm.計(jì)算結(jié)果：dp3=(7.94+0.75×0.12)-0.016 0=8.03-0.016 0mm.dd3

15、=(8.03+0.12) 0+0.024=8.15 0 +0.024mm.孔心距的計(jì)算：30±0.04mm 計(jì)算公式：Ld=L±8則有Ld=30±2×0.048=30±0.01 mm.七工作零件結(jié)構(gòu)尺寸（一）落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb（其計(jì)算結(jié)果大于或等于15 mm.）其中b沖壓件最大外形尺寸；K系數(shù)，考慮板材厚度的應(yīng)響,其值可查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-24得K=0.42,則有 H=0.42×48=20.16 mm.凹模壁厚：C=(1.52)H （其計(jì)算結(jié)果大于或等于3040 mm.）C=(1.52)×20.16=(

16、30.2440.32) mm. 實(shí)際取C=38.5mm凹模板邊長：L=48+2C=125 mm.查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-41有：凹模板寬B100 mm.故確定凹模板外形為：125×100×21（mm）將凹模板做成薄型形式并加空心墊板后實(shí)取為：125×100×16mm.落料凹模板零件圖如圖7-1 圖7-1落料凹模零件圖（二）落料凹模板的固定方式：凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置應(yīng)可根據(jù)凹模的大小，可在標(biāo)準(zhǔn)的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，應(yīng)滿足有關(guān)要求。（三）凸凹模尺寸計(jì)算

17、：凸凹模長度計(jì)算：16101642mm其中：凸凹模固定板厚度 彈性卸料板厚度增加長度（包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性元件安裝高度等） （四）凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為6mm，根據(jù)強(qiáng)度要求查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2.27可知，該壁厚為4.9mm即可，故該凸凹模側(cè)壁強(qiáng)度足夠。（五）沖孔凹模洞口的類型沖孔凹模的孔口形式通常有如圖7-3所示的幾種。圖中a、e為 直壁形，刃口強(qiáng)度高，刃磨后空口尺寸不變，制造方便。但是在孔口 內(nèi) 易于積存工件或廢料，增大了凹模的脹力、推件力和孔壁的磨損； 磨損后每次的修磨量大，模具的總壽命較低。此外，凹模磨損后孔口可能成倒錐，使沖成的工件或

18、廢料反跳到凹模表面上，造成操作困難。直壁形孔口 凹模適用于沖裁精度較高、厚度較大的工件。對(duì)于上頂出工件（或廢料）的模具也采用此種孔口形式。a適用于圓形或矩形工件；e適用于形狀復(fù)雜的工件。b、c、d的孔口為錐形，孔口 內(nèi)不 易于積存工件或廢料，孔壁所受的脹力、摩擦力小，所以沖孔凹模的磨損及每次的餓刃磨量小。但刃口強(qiáng)度較低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形狀簡單，精度要求不高和較薄的沖裁件。c適用于較復(fù)雜的沖裁加件；d用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。f為凸臺(tái)式凹模，適用于沖裁軟而薄的金屬與非金屬材料，這種材料一般不淬火或淬火強(qiáng)度不高（3538）HRC，可以用手錘敲打凸臺(tái)斜面以調(diào)整模具間隙

19、，直到試沖出滿意的沖壓件為止。 圖7-2沖孔凹模洞口而根據(jù)上述分析本模具采用 a 為合理。凸凹模的零件圖如下所示：圖7-3凸凹模（六）凸凹模的固定方法和主要技術(shù)要求 凸凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置應(yīng)可根據(jù)凹模的大小，可在標(biāo)準(zhǔn)的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，應(yīng)滿足有關(guān)要求凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上下平面應(yīng)保持平行。型孔的表面有粗糙度的要求 Ra0.80.4m。凹模材料選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應(yīng)略高于凸模。因此，根據(jù)這些條件可知固定方式為整體式或著組合式直接連接。（七）沖孔凸模尺寸計(jì)

20、算：凸模長度計(jì)算：=10+12+16+2 =40mm其中：凸模固定板厚空心墊板厚凹模板厚2mm-凸模進(jìn)入沖孔凹模的長度凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠。凸模的零件圖如下所示：圖7-4沖孔凸模零件圖（八）凸模的固定方式 平面尺寸比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺栓固定。中、小型凸模多采用臺(tái)肩、吊裝或鉚接固定。對(duì)于有的小凸模還可以采用粘接固定。對(duì)于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便于修理與更換。而本設(shè)計(jì)在固定中采用了如圖所示：凸模與凸模固定板壓配，并借助與螺緊固定位在上模座上，適應(yīng)與中小尺寸圓形凸模上。（刃口尺寸形狀不對(duì)稱時(shí)，凸模和凸模固定板之間應(yīng)有防轉(zhuǎn)制動(dòng)）（九

21、）標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)向零件GBT285117(90)GBT28521(90)列出了各種不同結(jié)構(gòu)和不同導(dǎo)向形式的標(biāo)準(zhǔn)模架，是由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)并發(fā)布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)，常用的導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架，是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上、下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn)。 按導(dǎo)柱在模架上的固定位置不同，導(dǎo)柱模架的基本型式有如圖 所示的四種。 (a) (b) (d) (c)圖7-5模架圖a)為后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?qū)е惭b在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距

22、會(huì)造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能使用浮動(dòng)模柄結(jié)構(gòu) 。圖b)為中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。圖c)為對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模 (X軸為橫向，Y軸為縱向) 圖 d)為四導(dǎo)柱模架，具有滑動(dòng)平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。根據(jù)以上特點(diǎn)選用a較為適合.模架選用的規(guī)格，根據(jù)凹模周界尺寸從標(biāo)準(zhǔn)手冊中選取。經(jīng)估算：L=125mm, B=100mm 閉合高度H=150165mm取H=140m

23、m從 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)查表得:模架規(guī)格是：125mm×100mm×165mm 導(dǎo)柱：22mm.導(dǎo)套28mm八有關(guān)模具設(shè)計(jì)計(jì)算:（一）卸料橡膠元件的選擇：模具采取彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：確定橡膠的自由高度：H自由=(H工作+H修邊) ×(3.54)又H工作+H修邊=2+1+7=10mm，故H自由=35mm.根據(jù)凸凹模及橡膠元件、卸料螺釘、緊固螺釘?shù)鹊牟贾?，卸料板的平面尺寸?25mm×100mm,厚度為10mm。（二）設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下沖即可,因此不用設(shè)計(jì)出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.81倍,所以卸料板的L×B×H=125mm×100mm×10mm,卸料板在此僅起卸料作用,凸模與