第4章沖壓模具設(shè)計實例

1、第4章 沖壓模具設(shè)計實例1 1第4章 沖壓模具設(shè)計實例 4.1 沖壓件的工藝性沖壓件的工藝性 4.2 模具設(shè)計的內(nèi)容及程序模具設(shè)計的內(nèi)容及程序 4.3 實例分析實例分析 小結(jié)小結(jié) 思考與練習題思考與練習題第4章 沖壓模具設(shè)計實例2 24.1.1 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性 獲得金屬零件的方法有很多種，鑄造、鍛造、切削加工等等。要知道某個零件用什么樣的工藝進行加工最合理、最經(jīng)濟，就必須分析該零件對各種加工工藝的工藝適應(yīng)性。沖裁件工藝性分析，即是指沖裁件對沖裁工藝的適用性。一般情況下，對沖裁工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足材料省、工序少、模具結(jié)構(gòu)簡單、加工容易

2、、壽命較長、操作安全方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。4.1 沖壓件的工藝性沖壓件的工藝性第4章 沖壓模具設(shè)計實例3 31.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性(1)幾何形狀：沖裁件形狀盡可能設(shè)計成簡單對稱和符合材料合理排樣。工件用條料兩端裁切圓弧成形時，圓弧的半徑應(yīng)超過料寬的一半，即可用于少廢料排樣；若限定RB/2，則不能用于少廢料排樣，以免因送料偏移而產(chǎn)生臺肩。如圖41所示。第4章 沖壓模具設(shè)計實例4 4圖41 圓弧與寬度的關(guān)系第4章 沖壓模具設(shè)計實例5 5(2)最小圓角半徑：沖裁件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有一定的圓角，其最小圓角半徑允許值見表41。如果是少無廢料排樣沖裁，或者采用鑲拼模具時可不要求沖裁件有圓角

3、。圓角大大地減小了應(yīng)力集中，有效地消除了沖模開裂現(xiàn)象。第4章 沖壓模具設(shè)計實例6 6表表41 沖裁件最小圓角半徑?jīng)_裁件最小圓角半徑第4章 沖壓模具設(shè)計實例7 7(3)沖裁件上的懸臂和凹槽：如果沖裁件上有懸臂和凹槽，其尺寸如表42所示。(4)沖裁件孔的最小尺寸：沖裁件上孔的尺寸受到凸模強度和剛度的限制，不能太小，沖孔的最小尺寸見表43。 (5)最小孔邊距、孔間距：當沖孔邊緣與工件外形的邊緣平行時，其距離不應(yīng)小于材料厚度的1.5倍；當沖孔邊緣與工件外形的邊緣不平行時，其距離不應(yīng)小于材料厚度,如圖42(a)所示。(6)在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應(yīng)保持一定的間距，以免沖孔時凸模折斷,如圖

4、42(b)所示。第4章 沖壓模具設(shè)計實例8 8表表42 懸臂和凹槽的最小寬度懸臂和凹槽的最小寬度B第4章 沖壓模具設(shè)計實例9 9表表43 沖孔的最小尺寸沖孔的最小尺寸第4章 沖壓模具設(shè)計實例1010圖42 沖裁件的工藝性第4章 沖壓模具設(shè)計實例11112.沖裁件的精度和斷面粗糙度沖裁件的精度和斷面粗糙度(1)精度：沖裁件的經(jīng)濟精度一般不高于IT11級，最高可達IT8IT10級。沖孔比落料的精度約高一級。沖裁件的尺寸公差，孔中心距的公差分別見表44和表45。(2)斷面粗糙度：沖裁件的斷面粗糙度Ra一般為12.550m，最高可達6.3m，具體數(shù)值見表46。第4章 沖壓模具設(shè)計實例1212表表44

5、沖裁件內(nèi)形與外形尺寸公差沖裁件內(nèi)形與外形尺寸公差第4章 沖壓模具設(shè)計實例1313表表45 沖裁件孔的中心距公差沖裁件孔的中心距公差第4章 沖壓模具設(shè)計實例1414表表46 一般一般沖裁件斷面的近似粗糙度沖裁件斷面的近似粗糙度第4章 沖壓模具設(shè)計實例15154.1.2 彎曲件的工藝性彎曲件的工藝性 彎曲件的工藝性是指彎曲件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、精度、材料及技術(shù)要求等是否符合彎曲加工的工藝要求。具有良好工藝性的彎曲件，能簡化彎曲工藝過程及模具結(jié)構(gòu)，提高彎曲件的質(zhì)量。第4章 沖壓模具設(shè)計實例16161.彎曲件的材料彎曲件的材料彎曲件的材料，要求具有足夠的塑性，屈彈比sE和屈強比sb小。足夠的塑性和較小的

6、屈強比能保證彎曲時不開裂，較小的屈彈比能使彎曲件的形狀和尺寸準確。最適宜于彎曲的材料有軟鋼、黃銅和鋁等。脆性較大的材料，如磷青銅、鈹青銅、彈簧鋼等，要求彎曲時有較大的相對彎曲半徑rt，否則容易發(fā)生裂紋。對于非金屬材料，只有塑性較大的紙板、有機玻璃才能進行彎曲，而且在彎曲前坯料要進行預(yù)熱，相對彎曲半徑也應(yīng)較大，一般要求rt35。第4章 沖壓模具設(shè)計實例17172.彎曲件的結(jié)構(gòu)彎曲件的結(jié)構(gòu)1)彎曲件的形狀彎曲件的形狀應(yīng)盡可能對稱，彎曲半徑左右一致，以防止彎曲變形時坯料受力不均勻而產(chǎn)生偏移。有些雖然形狀對稱，但變形區(qū)附近有缺口的彎曲件，若在坯料上先將缺口沖出，彎曲時會出現(xiàn)叉口現(xiàn)象，嚴重時難以成形，這

7、時應(yīng)在缺口處留連接帶，彎曲后再將連接帶切除，如圖43(a)、(b)所示。為了保證坯料在彎曲模內(nèi)準確定位，或防止在彎曲過程中坯料的偏移，最好能在坯料上預(yù)先增添定位工藝孔，如圖43(b)、(c)所示。第4章 沖壓模具設(shè)計實例1818圖43 增添連接帶和定位工藝孔的彎曲件第4章 沖壓模具設(shè)計實例19192)彎曲件的相對彎曲半徑彎曲件的相對彎曲半徑rt應(yīng)大于最小相對彎曲半徑(見表26)，但也不宜過大。因為相對彎曲半徑過大時，受到回彈的影響，彎曲件的精度不易保證。第4章 沖壓模具設(shè)計實例20203)彎曲件的彎邊高度彎曲件的彎邊高度不宜過小，其值應(yīng)為hr2t，如圖44(a)所示。當h較小時，彎邊在模具上支

8、持的長度過小，不容易形成足夠的彎矩，很難得到形狀準確的零件。當零件要求hr2t時，則需預(yù)先在圓角內(nèi)側(cè)壓槽，或增加彎邊高度，彎曲后再切除，如圖44(b)所示。如果所彎直邊帶有斜角，則在斜邊高度小于r2t的區(qū)段不可能彎曲到要求的角度，而且此處也容易開裂(見圖44(c)，因此必須改變零件的形狀，加高彎邊尺寸，如圖44(d)所示。第4章 沖壓模具設(shè)計實例2121圖44 彎曲件的彎邊高度第4章 沖壓模具設(shè)計實例22224)彎曲件的孔邊距離帶孔的板料彎曲時，如果孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，則彎曲時孔的形狀會發(fā)生變形，因此必須使孔位于變形區(qū)之外，如圖45所示。一般孔邊到彎曲半徑r中心的距離要滿足以下關(guān)系。當t2mm

9、時，Lt；當t2mm時，L2t。如果上述關(guān)系不能滿足，在結(jié)構(gòu)許可的情況下，可在靠變形區(qū)一側(cè),預(yù)先沖出凸緣形缺口或月牙形槽(見圖46(a)、(b)，也可在彎曲線上沖出工藝孔(見圖46(c)，以改變變形范圍，利用工藝變形來保證所需孔不產(chǎn)生變形。第4章 沖壓模具設(shè)計實例2323圖45 彎曲件的孔邊距第4章 沖壓模具設(shè)計實例2424圖46 防止彎曲時孔變形的措施第4章 沖壓模具設(shè)計實例25255)避免彎邊根部開裂在局部彎曲坯料上的某一部分時，為避免彎邊根部撕裂，應(yīng)使不彎部分退出彎曲線之外，即保證br(見圖44(a)。如果條件br不能滿足，可在彎曲部分和不彎曲部分之間切槽(見圖47(a)，槽深l應(yīng)大于彎

10、曲半徑R)，或在彎曲前沖出工藝孔(見圖47(b)。第4章 沖壓模具設(shè)計實例2626圖47 避免彎邊根部開裂的措施第4章 沖壓模具設(shè)計實例27276)彎曲件的尺寸標注彎曲件尺寸標注不同，會影響沖壓工序的安排。例如，圖48所示是彎曲件孔的位置尺寸的三種標注方法，其中采用圖(a)所示的標注方法時，孔的位置精度不受坯料展開長度和回彈的影響，可先沖孔落料(復(fù)合工序)，然后再彎曲成形，工藝和模具設(shè)計較簡單；圖(b)、(c)所示的標注法，受彎曲回彈的影響，沖孔只能安排在彎曲之后進行，增加了工序，還會造成許多不便。第4章 沖壓模具設(shè)計實例2828圖48 彎曲件的尺寸標注第4章 沖壓模具設(shè)計實例29293.彎曲

11、件的精度彎曲件的精度彎曲件的精度受坯料定位、偏移、回彈、翹曲等因素的影響，彎曲的工序數(shù)目越多，精度也越低。對彎曲件的精度要求應(yīng)合理，一般彎曲件長度的尺寸公差等級在IT13級以下，角度公差大于15。彎曲件長度未注公差的極限偏差見表47；彎曲件角度的自由公差見表48。第4章 沖壓模具設(shè)計實例3030表表47 彎曲件未注公差的長度尺寸的極限偏差彎曲件未注公差的長度尺寸的極限偏差第4章 沖壓模具設(shè)計實例3131表表48 彎曲件角度的自由公差值彎曲件角度的自由公差值第4章 沖壓模具設(shè)計實例32324.1.3 拉深件的工藝性拉深件的工藝性1.拉深件的形狀、尺寸拉深件的形狀、尺寸(1)拉深件應(yīng)盡量簡單、對稱

12、，并能一次拉深成形。(2)拉深件壁厚公差或變薄量要求一般不應(yīng)超出拉深工藝壁厚變化規(guī)律。根據(jù)統(tǒng)計，不變薄拉深工藝的筒壁最大增厚量約為(0.20.3)t，最大變薄量約為(0.10.18)t(t為板料厚度)。(3)當零件一次拉深的變形程度過大時，為避免拉裂，需采用多次拉深，這時在保證必要的表面質(zhì)量前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡。(4)在保證裝配要求的前提下，應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度。第4章 沖壓模具設(shè)計實例3333(5)拉深件的底部或凸緣上有孔時，孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)滿足aR0.5t(或r0.5t)，如圖49(a)所示。(6)拉深件的底與壁、凸緣與壁、矩形件的四角等處的圓角半

13、徑應(yīng)滿足：rt，R2t，rg3t，如圖49(b)所示。否則，應(yīng)增加整形工序。一次整形的，圓角半徑可取r(0.10.3)t，R(0.10.3)t。(7)拉深件的徑向尺寸應(yīng)只標注外形尺寸或內(nèi)形尺寸，而不能同時標注內(nèi)、外形尺寸。帶臺階的拉深件，其高度方向的尺寸標注一般應(yīng)以拉深件底部為基準，如圖410(a)所示。若以上部為基準(見圖410(b)，高度尺寸不易保證。第4章 沖壓模具設(shè)計實例3434圖49 拉深件的孔邊距及圓角半徑第4章 沖壓模具設(shè)計實例3535圖410 帶臺階拉深件的尺寸標注第4章 沖壓模具設(shè)計實例36362.拉深件的精度拉深件的精度一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高

14、于IT11級。圓筒形拉深件的徑向尺寸精度和帶凸緣圓筒形拉深件的高度尺寸精度分別見表49和表410。對于精度要求高的拉深件，應(yīng)在拉深后增加整形工序，以提高其精度。由于材料各向異性的影響，拉深件的口部或凸緣外緣一般是不整齊的，出現(xiàn)“突耳”現(xiàn)象，需要增加切邊工序。第4章 沖壓模具設(shè)計實例3737表表49 圓筒形拉深件徑向尺寸的偏差值圓筒形拉深件徑向尺寸的偏差值第4章 沖壓模具設(shè)計實例3838表表410 帶凸緣圓筒形拉深件高度尺寸的偏差值帶凸緣圓筒形拉深件高度尺寸的偏差值第4章 沖壓模具設(shè)計實例39393.拉深件的材料拉深件的材料用于拉深件的材料，要求具有較好的塑性，屈強比s/b小、板厚方向性系數(shù)r大

15、，板平面方向性系數(shù)r小。屈強比s/b值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好。例如，低碳鋼的屈強比s/b0.57，其一次拉深的最小拉深系數(shù)為m0.480.50；65Mn鋼的s/b0.63，其一次拉深的最小拉深系數(shù)為m0.680.70。所以有關(guān)材料標準規(guī)定，作為拉深用的鋼板，其屈強比不大于0.66。第4章 沖壓模具設(shè)計實例4040板厚方向性系數(shù)r和板平面方向性系數(shù)r反映了材料的各向異性性能。當r較大或r較小時，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。第4章 沖壓模具設(shè)計實例41414.2.1 冷沖模工藝及模具設(shè)計

16、的內(nèi)容冷沖模工藝及模具設(shè)計的內(nèi)容在沖壓生產(chǎn)中，模具設(shè)計必須在工藝方案確定的前提下進行。因此，當?shù)玫揭粋€產(chǎn)品的零件圖時，首先是進行工藝規(guī)程的制定，然后根據(jù)相應(yīng)的工藝方案設(shè)計對應(yīng)的模具。4.2 模具設(shè)計的內(nèi)容及程序模具設(shè)計的內(nèi)容及程序第4章 沖壓模具設(shè)計實例4242為保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時考慮經(jīng)濟效益和操作的方便安全，應(yīng)全面兼顧生產(chǎn)組織各方面的合理性與可行性。在制定冷沖壓工藝規(guī)程時，必須制定包括原材料的準備，獲得工件所需的基本沖壓工序和其它輔助工序(退火、表面處理等)，制定冷沖壓工藝規(guī)程就是針對具體的沖壓件恰當?shù)剡x擇各工序的性質(zhì)，正確確定坯料尺寸、工序數(shù)目、工序件尺寸，合理安排沖壓工序的先后順序和工序

17、的組合形式等內(nèi)容，最終確定最佳的冷沖壓工藝方案。第4章 沖壓模具設(shè)計實例43434.2.2 制定沖壓工藝的程序制定沖壓工藝的程序1.收集制定沖壓工藝的原始資料收集制定沖壓工藝的原始資料沖壓工藝規(guī)程的制定應(yīng)在收集、調(diào)查研究并掌握有關(guān)設(shè)計的原始資料基礎(chǔ)上進行，沖壓工藝的原始資料主要包括以下內(nèi)容：(1)沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求。(2)產(chǎn)品原材料的尺寸規(guī)格、性能及供應(yīng)情況。第4章 沖壓模具設(shè)計實例4444(3)產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及定型程度。它是制定沖壓工藝規(guī)程中必須考慮的重要內(nèi)容。它直接影響到加工方法的確定和模具類型的選擇。(4)沖壓設(shè)備條件。(5)模具制造條件及技術(shù)水平。第4章 沖壓模具設(shè)計實例4545

18、2.制定沖壓工藝過程的程序及方法制定沖壓工藝過程的程序及方法在清楚了解上述原始資料的基礎(chǔ)上，制定沖壓工藝過程的程序及方法如下：1)沖壓件的分析它包括兩方面：沖壓件的經(jīng)濟性分析和沖壓件的工藝性分析。2)沖壓工藝方案的確定工藝方案的確定是在對沖壓件的工藝性分析之后應(yīng)進行的重要環(huán)節(jié)。確定工藝方案主要要確定以下幾個方面：第4章 沖壓模具設(shè)計實例4646(1)工序性質(zhì)：即確定是哪一種工序來完成零件的加工的，如是沖裁還是拉深或是彎曲或其它工序。(2)工序數(shù)量：即要確定用幾道工序來完成零件的加工過程，往往要通過工藝計算才能確定，如拉深件的工藝計算。(3)工序順序：即確定工序的先后順序如何，如是先彎曲后沖孔還

19、是先沖孔后彎曲。(4)工序的組合方式等：有幾道工序時，如何組合，以達到最好的效果，如落料拉深組合、拉深整形組合等。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時還要進行必要的工藝計算，因此實際中通常提出幾種可能的方案，進行分析比較后確定最佳方案。第4章 沖壓模具設(shè)計實例47473)工藝計算(1)排樣與裁板方案的確定。根據(jù)沖壓工藝方案，確定沖壓件或坯料的排樣方案，確定條料寬度和步距，選擇板料規(guī)格，確定裁板方式，計算材料利用率。(2)沖壓工序件的形狀和工序尺寸計算。4)沖壓設(shè)備的選擇計算變形力以及模具的閉合高度和輪廓尺寸等因素，合理選定沖壓設(shè)備的類型規(guī)格。5)編寫沖壓工藝文件沖壓工藝文件主要是沖壓工藝

20、卡(工藝規(guī)程卡)和沖壓工序卡，它是指導工人進行生產(chǎn)的指導性技術(shù)文件，其格式參考表411。第4章 沖壓模具設(shè)計實例48484.2.3 模具設(shè)計的程序在確定沖壓工藝方案以后，根據(jù)所需模具進行設(shè)計。其設(shè)計程序如下。1模具結(jié)構(gòu)類型的選擇模具結(jié)構(gòu)類型的選擇工藝方案一般已確定了模具的類型，即單工序?；驈?fù)合模或級進模，對每一種類型的模具，須進行結(jié)構(gòu)的選擇，包括工作零件結(jié)構(gòu)、形狀及固定方式，條料(毛坯)定位的零件選擇，卸料方式，送料方向的選擇，模架類型的選擇等。對于復(fù)合模來說，在凸凹模壁厚足夠的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用倒裝式復(fù)合模，當凸凹模壁厚較小時才考慮采用正裝式。如果凸凹模壁厚更小，則要考慮采用級進?；騿喂ば蚰?/p>

21、。而級進模設(shè)計更多地應(yīng)考慮條料的定位選擇，一般來說，側(cè)刃加導正銷定位應(yīng)用廣泛。第4章 沖壓模具設(shè)計實例49492模具零、部件的設(shè)計，選用及計算模具零、部件的設(shè)計，選用及計算模具零、部件的設(shè)計，選用及計算包括模具工作零件刃口尺寸的計算，凹模外形尺寸及壓力中心的確定。當凹模外形尺寸確定以后，便可根據(jù)凹模外形尺寸結(jié)合所選模具結(jié)構(gòu)類型選用合適的模架及相對應(yīng)的各種標準零件。第4章 沖壓模具設(shè)計實例50503繪制冷沖模裝配圖繪制冷沖模裝配圖冷沖模裝配圖用以表明沖模結(jié)構(gòu)、工作原理、組成沖模的全部零件及其相互位置和裝配關(guān)系。一般情況下，冷沖模裝配圖用主視圖和俯視圖表示，若還不能表達清楚，可再增加其它視圖,一般

22、按1 1的比例繪制。冷沖模裝配圖上要標明必要的尺寸和技術(shù)要求。第4章 沖壓模具設(shè)計實例51511)主視圖主視圖放在圖樣的上面偏左，按沖模正對操作者方向繪制，采取剖面畫法，一般按模具閉合狀態(tài)繪制，在上、下模間有一完成的沖壓件，斷面涂紅或涂黑。主視圖是模具裝配圖的主體，應(yīng)盡量在主視圖上將結(jié)構(gòu)表達清楚，力求將凸、凹模的形狀畫完整。第4章 沖壓模具設(shè)計實例52522)俯視圖通過俯視圖可以了解沖模零件的平面布置、排樣方法以及凹模的輪廓形狀等。習慣將上模部分拿去，只反映模具的下模俯視可見部分；或?qū)⑸夏５淖蟀氩糠秩サ?，只畫下模，而右半部分保留上模畫俯視圖。俯視圖上，制件圖和排樣圖的輪廓用雙點劃線表示。圖上應(yīng)

23、標注必要的尺寸，如模具閉合高度、模架外形尺寸、模柄直徑等，不標配合尺寸和形位公差。第4章 沖壓模具設(shè)計實例53533)制件圖和排樣圖制件圖和排樣圖通常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材料、規(guī)格以及制件的尺寸、公差等。若圖面位置不夠可另立一頁。對于多工序成形的制件，除繪制本工序的模具裝配圖外，還應(yīng)繪出排樣圖，排樣圖布置在制件圖的左邊。此外，對于有落料工序的模具裝配圖，還應(yīng)繪出排樣圖，排樣圖布置在制件圖的下方，并注明條料寬度及公差、步距和搭邊值。制件圖和排樣圖應(yīng)按比例繪出，若不一致，必須用箭頭指明沖壓方向。第4章 沖壓模具設(shè)計實例54544)標題欄與明細表標題欄與明細表布置在圖樣的右下角，并按機械制

24、圖國家標準填寫。零件明細表應(yīng)包括件號、名稱、數(shù)量、材料、熱處理、標準零件代號及規(guī)格、備注等內(nèi)容。模具圖中的所有零件都應(yīng)詳細填寫在明細表中。5)技術(shù)要求裝配圖和技術(shù)要求布置在圖紙的下部的適當位置。其內(nèi)容包括：凸、凹模間隙，模具閉合高度，該模具的特殊要求，其它按本行業(yè)國標或廠標執(zhí)行。第4章 沖壓模具設(shè)計實例55554沖模零件圖沖模零件圖零件圖的繪制和標注應(yīng)符合機械制圖國家標準的規(guī)定，要注明全部尺寸、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理要求及其它技術(shù)要求。沖模零件在圖樣上的方向應(yīng)盡量按該零件在裝配圖中的方位畫出，不要隨意旋轉(zhuǎn)或顛倒，以防畫錯，影響裝配。對凸、凹模配合加工，其配制尺寸可不標公差

25、，僅在該標稱尺寸右上角注上符號“*”，并在技術(shù)條件中說明：注“*”尺寸按凸(凹)模配作，保證間隙若干即可。第4章 沖壓模具設(shè)計實例56564.3.1 彎曲模實例分析彎曲模實例分析如圖411所示的制件，材料為黃銅H68(半硬)，料厚為1mm，制件尺寸精度為IT14級，年產(chǎn)量20萬件。4.3 實例分析實例分析第4章 沖壓模具設(shè)計實例5757圖411 片狀彈簧第4章 沖壓模具設(shè)計實例58581工藝分析工藝分析該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度適中，一般批量，屬于普通沖壓件，但有幾點值得注意：(1)23.5mm兩孔壁距及與周邊距僅2.252.5mm，在設(shè)計模具時應(yīng)加以注意。(2)制件頭部有15的非對稱彎曲

26、，控制回彈是關(guān)鍵。(3)制件較小，從安全角度考慮，要采用適當?shù)娜〖绞健?4)有一定的批量，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。第4章 沖壓模具設(shè)計實例59592工藝方案的確定工藝方案的確定根據(jù)制件工藝性分析，其基本工序有落料、沖孔和彎曲三種。按其先后順序組合，可得如下五種方案：方案一：落料、彎曲、沖孔，單工序沖壓。方案二：落料、沖孔、彎曲，單工序沖壓。方案三：沖孔、切口、彎曲、落料，單件復(fù)合沖壓。方案四：沖孔、切口、彎曲、切斷、落料，兩件連沖復(fù)合。方案五：沖孔、切口、彎曲、切斷，兩件連沖級進沖壓。前兩個方案屬于單工序沖壓，不能滿足生產(chǎn)批量的要求，且因制件小，操作也不安全，故不宜采

27、用。第4章 沖壓模具設(shè)計實例6060方案三、四屬于復(fù)合沖壓，由于制件結(jié)構(gòu)尺寸小，壁厚小，復(fù)合模裝配困難，強度也會受到影響，壽命不高；又因沖孔在前，落料在后，以凸模插于凹模內(nèi)進行了落料，必然會受到材料的切向流動阻力，有可能使3.5mm凸?？v向變形。采用復(fù)合沖壓，除解決了操作安全性和生產(chǎn)率等問題外，又有了新的難題，因此使用價值不高，也不宜采用。方案五屬于級進沖壓，既解決了方案一、二的問題，又不存在方案三、四的難點，故此方案最合適。第4章 沖壓模具設(shè)計實例61613模具結(jié)構(gòu)形式的確定模具結(jié)構(gòu)形式的確定因制件材料較薄，為保證制件平整，可采用彈壓卸料裝置。它還可對沖孔小凸模起導向作用和保護作用。為方便操

28、作和取件，選用雙柱可傾式壓力機，縱向送料。因制件薄而窄，故采用側(cè)刃定位，生產(chǎn)率高，材料消耗也不大。第4章 沖壓模具設(shè)計實例62624工藝設(shè)計工藝設(shè)計(1)計算毛坯尺寸。相對彎曲半徑為r/t2/120.5，因此，毛坯尺寸按公式(221)確定： 由圖412可知，)(180 xtrLLLLz，彎彎直mm 14. 8) 138. 02(180)5/4arccos90()(180mm 56.323515cos162022彎直xtrLBCABL第4章 沖壓模具設(shè)計實例6363 (2)畫排樣圖。因3.5mm兩孔的壁距較小,將兩小孔分兩步?jīng)_出,沖孔與切口之間留一空位,故該制件需6個工位完成。查模具設(shè)計資料得切

29、斷工序中工藝廢料帶的標準值C3(考慮到凸模強度，實取5)、切口工序中工藝廢料的值S3.5，側(cè)刃裁切的條料寬度F1.5，條料下料公差0.5，得條料下料寬度第4章 沖壓模具設(shè)計實例6464 如圖413所示，畫排樣圖。選取板料規(guī)格為1500mm600mm1mm的條料，采用橫裁法，每塊板料可裁成16根條料，其材料利用率為mm 90)5 . 125412()22(05 . 005 . 00zFCLB65100901225 . 841%1000AA第4章 沖壓模具設(shè)計實例6565 (3)選擇壓力機。完成本制件所需的沖壓力由沖裁力、彎曲力及卸料力、推料力組成，所選壓力機的標稱壓力大于上述各力之和。沖裁力由沖

30、孔力、切口力、切斷力和側(cè)刃沖壓力組成，其值為93.1 kN；為有效控制回彈，采用校正彎曲，其彎曲力為39.8 kN；卸料力和推件力為28 kN?？倹_壓力為160.9 kN。故初選壓力機為J2335雙柱可傾式壓力機。第4章 沖壓模具設(shè)計實例6666圖412 毛坯尺寸計算第4章 沖壓模具設(shè)計實例6767圖413 排樣圖第4章 沖壓模具設(shè)計實例6868 (4)計算壓力中心。取坐標系如圖414所示。由于該圖形規(guī)則且左右對稱,故x00，y0可按公式 (5)計算凸凹模刃口尺寸(略)。5填寫工藝卡片填寫工藝卡片填寫工藝卡片見表411。第4章 沖壓模具設(shè)計實例6969圖414 壓力中心第4章 沖壓模具設(shè)計實例

31、70706模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模設(shè)計：采用整體式矩形凹模(見圖415)，其外形尺寸可按下列公式確定。 套國標后,取凹模最終尺寸為160 mm140 mm20 mm。模架及其它沖模零件尺寸可依據(jù)凹模尺寸查設(shè)計手冊得到。140130160150325 . 121931033，沖BLHWFH第4章 沖壓模具設(shè)計實例7171圖415 凹模周界尺寸的確定第4章 沖壓模具設(shè)計實例7272表表411 沖壓工藝卡片沖壓工藝卡片第4章 沖壓模具設(shè)計實例73737畫裝配圖及零件圖畫裝配圖及零件圖畫裝配圖及零件圖如圖416圖419所示。 4.3.2 拉深件實例分析拉深如圖420所示的帶凸緣圓筒形零件，材料為0

32、8鋼，厚度t1mm，大批量生產(chǎn)。試確定拉深工藝，設(shè)計拉深模。 第4章 沖壓模具設(shè)計實例7474圖416 裝配圖及零件明細表第4章 沖壓模具設(shè)計實例7575圖416 裝配圖及零件明細表第4章 沖壓模具設(shè)計實例7676圖417 凹模第4章 沖壓模具設(shè)計實例7777圖4-18 彎曲凸模第4章 沖壓模具設(shè)計實例7878圖419 凸模固定板第4章 沖壓模具設(shè)計實例7979圖420 拉深?？傃b圖第4章 沖壓模具設(shè)計實例80801零件的工藝性分析零件的工藝性分析該零件為帶凸緣圓筒形件，要求內(nèi)形尺寸，料厚t1mm，沒有厚度不變的要求；零件的形狀簡單、對稱，底部圓角半徑r2mmt，凸緣處的圓角半徑R2mm2t，

33、滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的要求；尺寸20.10.2 0mm為IT12級，其余尺寸為自由公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求；零件所用材料08鋼的拉深性能較好，易于拉深成形。綜上所述，該零件的拉深工藝性較好，可用拉深工序加工。2確定工藝方案確定工藝方案為了確定零件的成形工藝方案，先應(yīng)計算拉深次數(shù)及有關(guān)工序尺寸。第4章 沖壓模具設(shè)計實例8181該零件的拉深次數(shù)與工序尺寸計算見例22，其計算結(jié)果列于表412中。根據(jù)上述計算結(jié)果，本零件需要落料(制成 79mm的坯料)、四次拉深和切邊(達到零件要求的凸緣直徑55.4mm)共6道沖壓工序?？紤]該零件的首次拉深高度較小，且坯料直徑( 79)與首次拉深后的

34、筒體直徑( 39.5)的差值較大，為了提高生產(chǎn)效率，可將坯料的落料與首次拉深復(fù)合。因此，該零件的沖壓工藝方案為：落料與首次拉深復(fù)合第二次拉深第三次拉深第四次拉深切邊。第4章 沖壓模具設(shè)計實例8282表表412 拉深次數(shù)與各次拉深工序件尺寸拉深次數(shù)與各次拉深工序件尺寸(mm)第4章 沖壓模具設(shè)計實例8383本例下面僅以第四次拉深為例介紹拉深模設(shè)計過程。3拉深力與壓料力計算拉深力與壓料力計算(1)拉深力。查機械設(shè)計手冊得08鋼的強度極限b400MPa，由m40.844查表223得K20.70，則FK2d4tb0.703.1420.1140017672 N (2)壓料力。查表222，取p2.5MPa，則(3)壓力機標稱壓力?？倹_壓力FFFY，取F