沖壓模具設(shè)計說明書-虞

1、沖裁圖 1-1 所示的沖裁件，材料為 Q235，料厚 2 ,大批量生產(chǎn),試完成其沖壓工藝與模具設(shè)計。1. 工藝性分析此零件使用的材料 Q235 為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖壓成型性能。該沖裁件無凹槽、懸臂、尖角等，圓角半徑 R 大于板厚 t 的一半，所沖孔的尺寸及距和孔間距尺寸均滿足最小要求，符合沖裁工藝要求。由表 3-11 和表 3-12 可知，內(nèi)孔和外形尺寸的精度以及距的精度等級均屬于一般的精度要求，采用普通沖裁即可沖出。綜上所述，該沖裁件的沖裁工藝性良好，適合沖壓。2.工藝方案的確定該零件需要落料和沖孔兩道工序，可采用的方案有三種：方案一：單工序沖裁，先落料再沖孔。方案二：級進沖裁，先

2、沖孔再落料。方案三：復合沖裁，落料沖孔同時完成。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，難于滿足零件的大批量生產(chǎn)，因此方案一不滿足生產(chǎn)要求。方案二只需一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度較復合模低。方案三只需一套模具，沖壓件的行為位精度和尺寸精度易于保證，且方案三都具有較高的生產(chǎn)效率，雖然方案三比方案二模具結(jié)構(gòu)復雜，但由于零件結(jié)構(gòu)較簡單，模具制造并不。因此選用方案三。3.模具總體設(shè)計1)模具類型的確定：考慮操作的方便與安全性，選用正裝結(jié)構(gòu)。2)模具零件結(jié)構(gòu)形式確定(1)送料及定位方式：采用手工送料，導料銷導料，固定擋料銷擋料。(2)卸料與出件方式：采

3、用剛性卸料裝置卸料，剛件裝置推件。(3)模架的選用： 選用中間導柱導向的滑動導向模架。4.工藝計算（1）排樣設(shè)計 根據(jù)工件形裝，這里選用單排排樣最適宜，查表 3-3 得搭邊 a1=1.5，側(cè)搭邊 a=2 ，則條料寬度 B=40+210+215=64 ，進距=20+1.5=21.5 。查表 3-4裁板誤差=1 ，于是得到如下圖所示的排樣圖。根據(jù) GB/T708-2006 可知，這里采用的鋼板規(guī)格為 1800mm1180 ，采用縱裁法，則可裁得寬度為 64 的條料為 28 條，每條條料可沖出零件 54 個。由零件圖可計算出該零件的面積為：A=726.54mm則材料利用率為：=NA/LB100=（2

4、854+726.54）/18001180=51.7（2）沖裁工藝力計算由于采用復合沖裁，則總的沖財力 F 沖裁為落料力 F 落料和 F沖孔力之和。其中：F 落料=KL 落料 tb式中 F 落落料力；L工件外拉輪廓周長，；=1.3147.921.5310N=89.42KNF 沖孔=KL 沖孔 tb=1.3100.8450N=14.70KN=1.31021.5310=37.96KN則總的沖裁力：F 沖裁=F 落料+F 沖孔=89.42+37.96=127.38KNF 卸=k 卸 F 落料=0.489.42=35.71KNF 推=nK 推 F 沖孔=40.05537.96=8.35KN式中 F 落落

5、料力；L工件外拉輪廓周長，；K 卸、K 推由表 3-8 查得。由表 3-30 查得凹模刃口直壁高度為 6 ，則n=6/1.5=4； K 卸=0.04；K 推=0.055（3）工件的壓力中心1)建立坐標系2）計算落料外形壓力中心。由于外形以 Y 軸對稱，因此其壓力中心應(yīng)在 Y 軸上，僅需計算 Y 坐標值 Yc.將圖形分成 1、2、3、4、條線段和兩條圓弧，計算各沖裁線段和圓弧的長度及各段壓力中心坐標，見下表3)計算外形壓力中心。將上述各值代入式中，得壓力中心坐標為Y=（ 62.86.7+2430+62.853.3+2430）/(62.8+24+62.8+24)=30mm確定中間孔形壓力中心，由于

6、所沖對稱形狀，因此其壓力中心即為其幾何中心，序號線段長度 LiXiYi162.806.7224630362.8053.3424630則兩個孔的壓力中心坐標為別為（0,10）和（0，50）。4）計算壓力中心，在坐標系想 xoy 中，由公式得Yc=（173.630+31.410+31.450）/（173.6+31.4+31.4）=30mm其中 173.6 為外形輪廓長度，31.4 為中間兩個孔的周長。即壓力中心坐標為（0,30），因為該制件有中心對稱，因此其壓力中心與重心重合。5.模具設(shè)計（1）工作零件設(shè)計由于零件的外形不規(guī)則，其模具采用配合加工制造，即落料時以凹模為基礎(chǔ)，只需計算凹模刃口尺寸和公

7、差；中間的凸模為基準，只需計算凸模刃口尺寸及公差；凸凹模刃口尺寸分別與落料尺寸分別與落料凹模刃口和沖孔凸模刃口的實際尺寸匹配，保證單邊間隙為Cmin。1）模具間隙。由于零件有平面度要求，查1表 3-20 選用類沖裁間隙得：C=（710%）t，即 Cmin=0.072=0.14 ；Cmax=0.12=0.2 。2）落料凹模和沖孔凸模刃口的制造公差分別按照 IT7 和 IT6 級選取，公差值由GB/T1800.32009 查得。落料凹模和沖孔凸模刃口尺寸計算見表 1-1（：）表 1-1 工作零件刃口尺寸計算3）落料凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，外形為矩形，首先由經(jīng)驗公式計算出凹模外形的參考尺寸，再查閱標準的

8、凹模外形的標準尺寸。落料凹模材料選用 Cr12，熱處理 60-64HRC。根據(jù)工件的最大外形尺寸 b=（5.91+51+26+12.87）mm=95.78mm 和材料的厚度 2mm,查表得 3-29 得：K=0.28，則可計算出凹模的各尺寸如下：H=Kb=0.2895.78=26.82mm，取 H=27mm。C=（1.52）H=（1.52）26.82=40.53.64，取 C=50mm。則：L=5.91+51+26+12.87+250=195.78mm。B=36.88+250=136.88mm。這是計算出來的凹模外形尺寸，根據(jù)計算出來的尺寸查標準 JB/T 7643.1-2008零件尺寸磨損系

9、數(shù)(查1表 3-25)模具制造公差基準模刃口尺寸落料凹模刃口沖孔凸模刃口50.750.020d=(5+0.750.15) 0-0 020=5.110-0 020210.50.025d=(21+0.50.21) 0-0 025=21.112580.750.020d=(8+0.750.18) 0-0 020=8.14 0-0 020R60-0 120.750.020R=(6-50.12)0=5.910R50-0 120.750.020R=(5-0.75 0.12)0=4910370-0 250.50.030D=(37-0.5 0.12)0=36.880R130-0 180.750.020R=(13

10、-0.750.18)0=12.870510.20.030510.030260.120.025260.025960.凹模尺寸為：LBH=200mm160mm28mm凹模零件圖4）沖孔凸模為圓形，參照 JB/T5826-2008 進行設(shè)計,材料選用 Cr12，熱處理 58-62HRC。凸模長度應(yīng)根據(jù)沖模的整體結(jié)構(gòu)來確定，一般情況下，在滿足模具結(jié)構(gòu)要求前提下，凸模越短，強度越高，材料越省。在確定凸模長度時，應(yīng)留有修磨余量，并且模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板之間應(yīng)留有避免壓手的安全距離。則凸模長度為：P25沖壓模具標準及應(yīng)用手冊（2）其他板類零件的設(shè)計當落料凹模的外形尺寸確定后，即可根據(jù)凹模外形

11、尺寸查閱有關(guān)標準或資料得到模座、固定板、墊板、卸料板的外形尺寸。查 GB/T25 81-2008 得: 滑動導向模架 中間導柱 200160（120145）GB/T2581-2008. 為了繪圖方便，還需要查出上、下模架的規(guī)格尺寸。由 GB/T2855.2-2008 查得：滑動導向下模座20016045。由 GB/T2855.1-2008 查得：滑動導向上模座20016045。L=56mm查 JB/T7643.2-2008 得，矩形固定板 1258015 JB/7643.2-2008.（凸凹模固定板）查 JB/T7643.2-2008 得，矩形固定板 1258020 JB/7643.2-200

12、8.（沖孔凸模固定板）查 JB/T7643.2-2008 得，矩形墊板 125805 JB/7643.2-2008.（沖孔凸模墊板）查表 3-39 得卸料板的厚度為 16 ，則卸料板的尺寸為：1258016。（3）導柱、導套的選用查 GB/T2861.1-2008 和 GB/T2861.3-2008 得：滑動導向?qū)е篈20110 GB/T2861.1-2008滑動導向?qū)е篈22150 GB/T2861.1-2008滑動導向?qū)祝篈207028 GB/T2861.3-2008滑動導向?qū)祝篈227028 GB/T2861.3-2008（4）模柄的選用根據(jù)初選設(shè)備 JB23-10 模柄孔的尺寸

13、，查表 JB/T7646.1-2008 得：壓入式模柄25mm60mm（5）推件板的設(shè)計推件板的外形與落料凹模孔單邊保持 0.1 的間隙，推件板的內(nèi)孔與沖孔凸模采用 H8/f8 的間隙配合，推件板的臺階高度為 12 ，總高度為 26.5 。（6）螺釘、銷釘?shù)倪x用查表 3-43，選 M12 的內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)?，直徑?2 的圓柱形銷釘。（7）卸料螺釘?shù)倪x用查標準 JB/T7650.6-2008 得，選直徑為 M14 的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘。6.設(shè)備選擇及校核（1）設(shè)備選擇由前述計算出的沖裁工藝力，確定模具結(jié)構(gòu)形式后，到總的沖壓力為：F 總=F 沖裁+F 卸+F 推=127.38+35.77+8

14、.35=171.5KN選擇 J2325 壓力機，主要參數(shù)如下：公稱壓力：250KN最大閉合高度：180 ，閉合高度調(diào)節(jié)量：70 工作臺尺寸：560 360 ；工作臺孔尺寸：260 130 模柄孔尺寸：50mm70mm（2）設(shè)備驗收 主要驗收平面尺寸和閉合高度。由標記為“滑動導向下模座 中間導柱 16012520GB/T2855.22008”可知，下模座平面的最大外形尺寸為 200 140 ，滿足模具安裝要求。模具的閉合高度為：40 +5 +65 +18 +40 -6 =162 ，小于壓力機的最大閉合高度，因此所選設(shè)備適合。（3）凸模的校核1）凸模壓應(yīng)力的校核F/A=127.38103/52=1.6103Mpa符合應(yīng)力要求。2）凸模的強度校核壓應(yīng)力校核，對于圓形凸模：dmin 4t0/壓=41.5310/235=7.9mmdmin=10mm7.9mm符合強度要求。（4）凹模的強度校核22=1.5F/H （1-2d/3d ）=1.5127.381000/34(1-2