沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)

1、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)單位：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院部門：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：11級(jí)模具302班姓名：羅少鐳學(xué)號(hào)：201110230215導(dǎo)師：洪奕托板生產(chǎn)枇量：大量量資料;08Ft=2mm、八、亠序言中國(guó)當(dāng)前已經(jīng)成為了世界性的制造大國(guó)，在近50年內(nèi)中國(guó)還將擔(dān)當(dāng)“世界工廠”的角色，制造業(yè)將是將來(lái)我國(guó)公民經(jīng)濟(jì)增添的主要源泉，而沖壓技術(shù)則是現(xiàn)代制造業(yè)中一個(gè)重要的構(gòu)成部分。高科技和創(chuàng)新已經(jīng)成為了全球的重要構(gòu)成“元素”人，跟著類生活開支水平的提升，國(guó)家對(duì)模具的要求也提升了。如何做好一個(gè)圓滿的模具，并使它物盡其用都需要人類不停試驗(yàn)和研究，而沖壓模具是其必不可以缺的不分?？墒?，沖壓生產(chǎn)的技術(shù)含量高，需要從業(yè)者具備較

2、高的技術(shù)要乞降水平。所以，高素質(zhì)人材才是沖壓技術(shù)的關(guān)鍵。同學(xué)么不只要學(xué)習(xí)教材，更需要進(jìn)行實(shí)地的著手，總結(jié)，整理工作的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，將沖壓模具的各個(gè)領(lǐng)域都貫徹才是提升國(guó)家地位的重點(diǎn)。編者2012年10月目錄一、沖裁工藝設(shè)計(jì)11.零件的沖裁工藝性分析.?.1沖裁工藝方案分析和優(yōu)化.22?二、沖裁工藝參數(shù)計(jì)算401?沖裁排樣設(shè)計(jì)的方法和選擇4.沖壓力計(jì)算和沖裁設(shè)施確立.62?3.模具壓力中心確立.7三、沖裁模具參數(shù)計(jì)算81?8沖裁模具空隙的采納和確立.2?沖裁模具刃口尺寸計(jì)算.8.3.模具閉合高度確立.11四、沖裁結(jié)構(gòu)分析，采納和確立111.模具結(jié)構(gòu)采納和確立的基本要求.13.2.沖裁的主要種類及使用

3、生產(chǎn)范圍.13五、沖裁模具零零件設(shè)計(jì)141.模具零件的分類14.2.模具零零件的標(biāo)準(zhǔn)化.:.143.沖裁零件設(shè)計(jì).144.模具整體尺寸及各主要零零件之間的關(guān)系.15零件的沖裁工藝性分析零件的批量和資料批量：大量量生產(chǎn)，所以沖壓工藝性好。資料：零件的資料為08F,查表可知08F的資料抗剪度為F230-310Pa?？估瓘?qiáng)度為275-380。不只知足了其產(chǎn)品使用性能的技術(shù)要求，并且還應(yīng)當(dāng)知足沖裁工藝對(duì)資料的基本要求。所以適合沖裁工藝。零件的結(jié)構(gòu)尺寸：a.由圖可知：此零件外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其厚度t=2mm，左右對(duì)稱，有益于資料的合理利用，以便節(jié)儉資料，減少工序數(shù)量，提升模具壽命，降低沖壓件的成本，適合沖裁

4、工藝。b.沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角要盡量防備尖角，應(yīng)以圓弧過渡，以便于模具加工。減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損。減少熱處開裂。圖中的尖角要以圓弧過渡取代。查表可知圓弧處的r=0.25t=0.5mm。以以下列圖：其余bh00.0.Q22R0,5/01O+S：ooo呂導(dǎo)IGOl_7T?CO一W其余未注圓角均為R0.5托板生產(chǎn)批量：大量量資料：08Ft=2oc?此工件無(wú)任何懸臂及凹槽，無(wú)需考慮防備過于窄長(zhǎng)的凸出懸臂和凹槽。所以此工件適合沖裁工。沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不該太小。沖孔的最小尺寸取決于資料性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等。而圖中，孔的直徑d=10mm，查表可知d=10mm1.5t。符

5、合要求，適合沖裁。因?yàn)榇肆慵挥幸黄渲行目?，所以無(wú)需考慮孔與孔之間的距離。不影響沖裁生產(chǎn)，適合沖裁工藝。3零件的精度與斷面分析：a?沖裁體的公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低于IT9級(jí)。可以由表得悉，t=2mm的托板的沖壓生產(chǎn)知足產(chǎn)品的精度要求，故適合沖裁工藝。b?沖裁件的斷面粗拙度及毛刺高度與資料塑性、資料厚度、沖裁空隙、刃口尖利程度、沖模結(jié)構(gòu)及凸、凹模工作部分表面粗拙值等要素相關(guān)。用一般沖裁厚度為mm以下的金屬板料時(shí)，其斷面粗拙度值Ra一般可在卩m由圖可知：此零件t=2mm的金屬資料，Rmaxw0.05mm,知足沖壓件實(shí)質(zhì)尺寸的要乞降公差精

6、度等級(jí)。沖壓工藝方案分析及優(yōu)化1在選擇沖壓工藝方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證沖裁件的質(zhì)量，還應(yīng)選擇成本較適合的工件。必然恪守安全性原則。2在知足或依據(jù)上邊三個(gè)要求時(shí)，還需分析并確立沖壓工藝方案a分析工件的基本特色及一般性：08F屬于優(yōu)異碳素結(jié)構(gòu)鋼，其特色：資料的利用率高、成本低、組織不致密、力學(xué)性能低、質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、塑性好、主假如制作薄板，適合與制造此工件。b分析得出沖壓工藝工序有：1.落料，2沖孔。單工序模：主合用于較復(fù)雜的沖壓件，小批量也合用于單工序模，其精度只好達(dá)到一般水平，但成本也相應(yīng)較低一些。復(fù)合模：合用于大量量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，精度高，但成本比單工序模稍稍高，不產(chǎn)生積累偏差，精度比單工序模高。連續(xù)

7、模：精度比單工序模高比復(fù)合模低，成本在二者之間。綜上所述：工件是大量量生產(chǎn)，塑性高，簡(jiǎn)單變形，所以用單工序模簡(jiǎn)單產(chǎn)生積累偏差，偏差較大，不該使用；假如用連續(xù)模，精度雖好，但此工件需要沖孔、落料，假如用連續(xù)模加工，步驟多、麻煩，對(duì)設(shè)施的磨損也較高，也不宜使用；假如采納復(fù)合磨具，大量量生產(chǎn)，資料也較廉價(jià)，不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)偏差，精度高，成本歲高但能增添生產(chǎn)效率，所以我任務(wù)復(fù)合模更合用于此工件的沖壓加工。c沖壓件屬于落料，一次即可沖成。次序：假如先沖孔，再落料，工件塑性高，所以簡(jiǎn)單變形，在落料的過程中有可能使孔變形。所以不可以先沖孔再落料，相反先落料再?zèng)_孔就能很好的填補(bǔ)這一問題。增補(bǔ)：?jiǎn)喂ば蚰＃壕纫蟛?/p>

8、高，生產(chǎn)效率低，不適合大量量生產(chǎn)，會(huì)產(chǎn)生積累誤差，從設(shè)施方面來(lái)說，要兩套設(shè)施，麻煩，耗費(fèi)設(shè)施的壽命，而且越麻煩的工序越容易發(fā)生安全事故，并且精度不高，有可能沒法達(dá)到用戶所理想的精度，用戶就無(wú)再次訂單的興趣；而連續(xù)模來(lái)說，固然精度較高，步驟稍短，固然安全系數(shù)大大提升，可是假如我是一名用戶的話，我必然會(huì)選價(jià)格低，質(zhì)量?jī)?yōu)異的工件。所以復(fù)合模生產(chǎn)效率高工件的精度也比連續(xù)模高，成本起伏不大，安全系數(shù)也特別高，所以我更贊成復(fù)合模。我以為不論是關(guān)于工廠仍是用戶來(lái)說，工件的質(zhì)量和造件的速度才是首選。假如一個(gè)工件質(zhì)量不是用戶的理想范圍的話，用戶自然不想要此工件，相對(duì)來(lái)說工廠也不好銷售掉。其次是造件的速度，能在最

9、散工序造出來(lái)的工件，速度快，安全系數(shù)也高，所以綜上所述，仍是復(fù)合模更適合沖壓生產(chǎn)。沖裁排樣設(shè)計(jì)的方法和選擇：.排樣設(shè)計(jì)的原則：提升資料的利用率。對(duì)沖裁件來(lái)說，資料開支常占沖裁件總成本的60%以上，故資料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；使工人操作方便、安全，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具壽命較高；排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。2.提升資料利用率的方法：沖裁所產(chǎn)生的廢料可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖裁件的形狀特色產(chǎn)生的；另一類是因?yàn)闆_裁件之間和沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料成為工藝廢料。要提升資料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力舉措是設(shè)計(jì)合理

10、的排樣方案，選擇適合的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件等。排樣方法：有廢料排樣：沿沖件所有外形沖裁，沖件與沖件之間、重修與條料之間都存在搭邊廢料。沖件尺寸完滿由沖模來(lái)保證，所以精度高，模具壽命也高，但資料利用率低；少?gòu)U料排樣：沿沖件部格外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質(zhì)量和定位偏差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊沿毛刺被凸模帶入空隙也影響模具壽命，但資料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲取沖件。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但資料利用率最高。采納

11、有廢料排樣，沖件的精度雖高，但資料利用率較低在知足沖件質(zhì)量的同時(shí)，無(wú)法更快更省的利用資料和設(shè)施，所以我以為關(guān)于大量量生產(chǎn)沖件的過程中不利于采納有廢料排樣。又因?yàn)榇肆慵男螤顩]法達(dá)到無(wú)廢料排樣，并且無(wú)廢料排樣的質(zhì)量和精度都沒法律用戶滿意的話會(huì)影響到工廠的信用，所以不利采納。所以我以為最正確排樣方法是少?gòu)U料排樣。板料的選擇：長(zhǎng)：500mm；寬300mm；厚度：2mm5.條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：因?yàn)榫纫_(dá)到IT8，有事大量量生產(chǎn)，所以選擇有測(cè)壓裝置。導(dǎo)入公式：B0=(Dmax+2a)-方法一：橫裁縱排B=(Dmax+2a)=30+2x2=34mm每條板料數(shù)n=500/3414條每條零件數(shù)n=

12、(300-2)/604件每板零件數(shù)n=4x14=56件方法二：縱裁橫排B=(Dmax+2a)=58+2每條零件數(shù)n=(300-2每板零件數(shù)n=8x9=72)x1.6=61.2mm/329件件每條板料數(shù)n=500/61.28條方法三：縱裁縱排B=(Dmax+2a)=58+2x2=62mm每條板料數(shù)n=500/628條每條零件數(shù)n=(300-2)/329件每板零件數(shù)n=8x9=72件資料利用率：n=72x1326.46/150000X100%?64%B=(Dmax+2a)=30+2x1.6=33.2mm每條板料數(shù)n=500/33.215條每條零件數(shù)n=(300-2)/604件每板零件數(shù)n=4x15

13、=60件資料利用率：n=60 x1326.46/150000X100%?53%固然方案二與方案三的利用率相等，但因?yàn)槭Ａ隙嗟拇_實(shí)方案二，所以沖經(jīng)濟(jì)利益上和工作效率來(lái)說采納方案二更適合。計(jì)算各工序沖壓力：沖裁力：F=kLtT又vL=191.64mm,t=2mm,T=230?310令T=300F=1.3X191.64X2X300=149479.2N令n=5,則F推=74739.6NF壓=F+F卸+F推=231692.73N設(shè)施的屯位為：F壓/80%=289615.95N依據(jù)此力可以采納J23-40式雙柱可傾式壓力機(jī)。壓力中心確認(rèn)：因?yàn)榇藳_裁件左右對(duì)稱，厚度平均，所以壓力中心在零何中心。件的幾沖裁模

14、具空隙的采納和確立：一般來(lái)說，當(dāng)時(shí)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)采納較小的空隙值，而當(dāng)沖裁件的質(zhì)量要求不高時(shí)，則應(yīng)適合地加大空隙值以利用提升沖模的使用壽命。沖裁空隙的確定：由此沖裁件工序分為沖孔個(gè)落料，依據(jù)前面可知落料的公差一般，沖孔的公差相關(guān)于落料要高些，故落料的初始空隙可由沖壓工藝及模具書中標(biāo)4.佃查得，沖孔的初始空隙可由沖壓工藝及模具書中表4.20查得。即：落料：Zmin=0.22mm,Zmax=0.26mm;沖孔:Zmin=0.16mm，Zmax=0.20mm。沖裁模具刃口尺寸計(jì)算：依據(jù)尺寸計(jì)算原則可計(jì)算出模具刃口尺寸。1因?yàn)椴杉{的是復(fù)合模，則凸模和凹模配合加工。落料時(shí)，先做凹模，并以它

15、作為基準(zhǔn)配制凸模，保證最小合理空隙；沖孔是，先做凸模，并以它作為基準(zhǔn)配制凹模，保證最小合理空隙。落料的尺寸計(jì)算：A類尺寸：依據(jù)凹凸的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后，尺寸變大，其基本尺寸應(yīng)取等于工件的最小極限尺寸，凸模應(yīng)取最大極限尺寸。確立模具公差：一般沖模精度較工件精度高2?3級(jí)。落料：T58=0-(-0.74)=0.74，T3o=0-(-0.52)=0.52，TR8=0-(-0.22)=0.22+0.25查表可知x=0.5，依據(jù)公式:A凹=(A-x)0(58-0.37+0.18+0.18Ddi=)=57.63mm0+0.13+0.13=29.74Dd2=(30-0.26)mm0(8-0.16+0.

16、055+0.055Dd3=)=7.84mm0T38=為自由公差，令其公差等級(jí)為IT14級(jí)，公差為0.56+0.14+0.14Dd4=(38-0.28)=37.72mm0089s0=tsIIII+29.74ro：Jooo沖孔：基本尺寸為10+0.03,為了延伸模具壽命，應(yīng)將其人口尺寸加工0成為其工件的最大極限尺寸，由沖壓工藝及模具查表0公式為B凹=(B+xA)-0.25z查表4.24可知x=0.75.依據(jù)公式：B=(10+0.75X0.03)-0.0075=10.22500-0.00754.25可知其刃口mm凸模與凹模分開加工凹模刃口尺寸：+0.025D=(58-0.37)0=57.63+0.0

17、20D=(30-0.26)0=29.74+0.017D=(8-0.16)0=7.84+0.020D=(38-0.28)0=37.72+0.0250+0.0200+0.0170+0.0200mmmmmmmm凸模刃口尺寸：d=(D-x-Znnin)-凸可計(jì)算出d=57.41-0.017mmI0d=29.52d=7.62-0.0140.0120mmmmd=37.50mm-0.017R7.89is+0.03沖孔：基本尺寸100,凹模刃口尺寸:d凹=(d+xA+Zmin)+0.017+0.017依據(jù)公式得：d凹=(10+0.0225+0.16)。=10.18250mm0000,0075凹凸模刃口尺寸：d

18、凸=(d+xA)-s凸=10.0225一。*mm四.分別加工的可行性判斷：由前面計(jì)算參數(shù)可知：凹凸模最大空隙為0.42mm,最小間隙為0.29mm,艮卩Zmax=0.42mm,Zmin=0.29mm。要使分別加工的可行性建立，需知足Zmax-ZminZmax-Zmin,即0.13玄0.04.所以不可以用分別加工。五.模具閉合高度確立：模具的閉合高度需知足：不要墊板時(shí)：Hmin+10mm15mm)(K值可查書中表4.37)凹模壁厚：C=(1.52)H(C30mm)即:H=0.42X58=24.36mm,C=2X24.36=48.72mm按上式計(jì)算的凹模外形尺寸，可以保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度，一

19、般可不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。3.復(fù)合模中凹凸模的最小壁厚：依據(jù)沖裁件的尺寸可決定凹凸模的內(nèi)、外緣之間的壁厚。是為了保證凹凸模的強(qiáng)度。對(duì)內(nèi)孔不齊聚廢料或工件的凹凸模，沖裁硬資料，最小壁厚為：C=1.5t且C0.7mm，即：C=1.5X2=3mm0.7mm凹模的固定及主要技術(shù)要求：螺孔間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不可以太近，不然含影響模具壽命。以以下列圖：沖裁模具卸料與出件裝置設(shè)計(jì)：岡性卸料力大，卸料靠譜。對(duì)t0.5mm，平直度要求不很高的沖裁件一般使用好多而對(duì)薄料不太適合卸料板選定：在此依據(jù)前面設(shè)計(jì)應(yīng)采納與導(dǎo)料板成一體的整體式卸料板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，弊端是裝置調(diào)整不方便。凸模與剛性卸料板的

20、雙邊空隙取決于板料厚度，一般為0.20.5mm,板料薄時(shí)取小值，剛性卸料板的厚度一般取520mm，依據(jù)卸料力大小額而定。當(dāng)學(xué)了板兼起凸模導(dǎo)板作用時(shí)，與凸模一般按H7/h6配合制造，但應(yīng)使它與凸?？障缎∮诎纪鼓？障?，以保證凹凸模的正確配合。采納導(dǎo)板可以確立各工作的相對(duì)地點(diǎn)，提升凸模的導(dǎo)向精度，并且能保護(hù)修長(zhǎng)凸模不致折斷。導(dǎo)板厚度一般取(0.81)H凹。2.推件裝置：依據(jù)前面的設(shè)計(jì)確立了剛性推件裝置，當(dāng)模具回程時(shí)，壓力機(jī)上上橫梁作用于打桿，將力挨次傳達(dá)到推板和推件塊，把模孔中的工件或廢料推出。特色：剛性推件裝置推件力大，工作靠譜，故應(yīng)用十分寬泛，特別合用于沖裁板料較厚的沖裁模。沖裁模具定位零件設(shè)計(jì)

21、：使用條料時(shí)，保證條料送進(jìn)的導(dǎo)向零件有導(dǎo)料板，導(dǎo)料銷。保證條料送進(jìn)步距的零件有擋料銷，定距側(cè)刃等。依據(jù)前面設(shè)計(jì)，在此定位的導(dǎo)向零件為導(dǎo)料銷。為保證送料精度，使條料緊靠一側(cè)送進(jìn)，采納彈簧壓塊式側(cè)壓裝置。以以下列圖：一-#-一*L_標(biāo)準(zhǔn)模架與導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)：1.導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動(dòng)導(dǎo)向裝置：沖壓模具設(shè)置導(dǎo)向裝置可以提升模具精度，減少壓力機(jī)對(duì)模具精度的不良影響，同節(jié)氣儉調(diào)整時(shí)間，提升工件精度和模具壽命，所以，批量生產(chǎn)用沖壓模具寬泛采納導(dǎo)向裝置。2.導(dǎo)柱、導(dǎo)套轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向裝置：是一種無(wú)空隙導(dǎo)向，其導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)，在高速壓力機(jī)工作的高速?zèng)_模、精巧沖裁模，硬質(zhì)合金模和其余精巧模具中有寬泛應(yīng)用。依據(jù)前面設(shè)計(jì)，在此

22、我采納導(dǎo)柱、導(dǎo)套轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向裝置，因?yàn)樗雀?，壽命長(zhǎng)，關(guān)于大量量生產(chǎn)是在適合可是了。3.標(biāo)準(zhǔn)模架技術(shù)參數(shù)。a.凹模周界。模架可以安裝凹模的最大尺寸為凹模周界。凹模周界LXB的大小是采納模架的主要技術(shù)參數(shù)。確立凹模尺寸，是在計(jì)算出凹模刃口尺寸的基礎(chǔ)上，再計(jì)算出凹模的壁厚，確立凹模外輪廓尺寸。即：LXB=94.2mmb.最小閉合高度：依據(jù)前面設(shè)計(jì)最小閉合高度為Hmin=220mm。最大行程S,最大行程S是指模架贊成使用的最大沖壓行程。即：最小閉合高度Hi(h+h2)=183.84mm其余支承和設(shè)計(jì)和采納：模柄：依據(jù)前面設(shè)計(jì)，在此采納凸緣式模柄，上模座的沉孔與土元為H7/h6配合，并用4個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。以以下列圖：jrJrjF廠FJFf1LL2.凸模、凹模固定板：凸模、凹模固定板主要用于小型凸模、凹?；虬纪鼓５裙ぷ髁慵墓潭?。固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本上一致，厚度?。?.60.8）H凹，資料可采納Q235或45岡嘰固定板與凸模、凹模為過渡配合（H7/n6或H7/m6）,壓裝后將凸模斷面與固定板一同磨平。浮動(dòng)凸模與固定板采納空隙配