第6章-模具設(shè)計(jì)過程(09-10)

第六章模具設(shè)計(jì)過程本章目錄

6.1冷沖壓模具設(shè)計(jì)一般步驟

6.2冷沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)例沖壓模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性都很強(qiáng)的工作包括：沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)二者關(guān)系：相互關(guān)聯(lián)、相互影響。沖壓工藝設(shè)計(jì)是沖模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)；沖模設(shè)計(jì)的目的是保證實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。6.1冷沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟一、取得必要的資料，并分析零件的沖壓工藝性

（1）產(chǎn)品圖及技術(shù)要求（2）加工工藝過程分析（3）生產(chǎn)批量（4）原材料的規(guī)格與毛坯（5）沖壓車間的設(shè)備資料（6）車間模具制造能力、設(shè)備條件（7）研究資料，提出修改意見二、確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式（1）確定基本工序（落料、沖孔、彎曲等）（2）確定工序數(shù)目（3）確定工序順序（4）確定工序組合工藝方案――模具結(jié)構(gòu)三、必要的工藝計(jì)算（1）毛坯尺寸計(jì)算，設(shè)計(jì)排樣形式（2）沖壓力計(jì)算（3）壓力中心計(jì)算（4）零件厚度計(jì)算（5）凸、凹模間隙確定，（6）凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算（7）拉深工序：確定拉深方式（壓邊與否）計(jì)算拉深次數(shù)、中間工序半成品尺寸四、模具總體設(shè)計(jì)（1）模具草圖（2）模具閉合高度（3）模具外形尺寸圖5.1模具總體設(shè)計(jì)尺寸關(guān)系圖五、模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）工作零件：凸凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)、固定形式選擇（2）定位零件：可調(diào)定位板、固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷、定距側(cè)刃等的設(shè)計(jì)或選擇（3）卸料和推件裝置：彈性或剛性卸料選擇、橡皮或彈簧的計(jì)算（4）導(dǎo)向零件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板的選擇（5）安裝緊固零件：模柄、模座結(jié)構(gòu)形式的選擇六、沖壓設(shè)備選擇（1）沖壓設(shè)備類型的選擇：依據(jù)工藝要求、生產(chǎn)批量（2）沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇：

依據(jù)工藝參數(shù)、沖模結(jié)構(gòu)尺寸七、繪制模具總圖（1）主視圖：模具工作位置剖視圖（2）俯視圖：對(duì)稱工件：左半部分——模具下半部分的投影右半部分——模具上半部分的投影非對(duì)稱工件：只畫模具下半部分的投影（3）其它視圖（4）工件圖：工件圖畫在右上角（5）排樣圖（6）明細(xì)表（7）技術(shù)要求主視圖左開啟右閉合俯視圖下模投影上模投影局部剖視圖技術(shù)要求壓力機(jī)型號(hào)明細(xì)表標(biāo)題欄條料排樣圖制件圖材料、料厚比例圖5.2模具總圖布局八、繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖

單獨(dú)繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、形位公差、表面光潔度、材料、熱處理要求以及其它各項(xiàng)技術(shù)要求。九、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（1）目錄（2）設(shè)計(jì)任務(wù)書（3）工藝方案分析及確定（4）工藝計(jì)算（5）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）模具零部件工藝設(shè)計(jì)（7）填寫說明書（8）模具裝配步驟（9）模具的優(yōu)缺點(diǎn)（10）參考資料目錄（11）結(jié)束語6.2.1沖裁模一、落料模零件簡(jiǎn)圖：如圖示生產(chǎn)批量：大批量材料：30鋼材料厚度：0.3mm

圖5.3零件簡(jiǎn)圖1．沖壓件的工藝分析沖壓工序：落料；材料：30鋼，具有較好的沖壓性能，適合沖裁；結(jié)構(gòu):凹槽寬度14mm，滿足b≥1.5t(圖2.2)

最小壁厚為10mm，滿足c≥1.5t

最小圓角半徑7mm,滿足R>0.25t；滿足沖壓要求。精度：兩孔中心距82±0.2mm，查表2.4一般精度模具兩孔中心距公差±0.15mm自由公差，看作IT14級(jí)，普通沖裁完全滿足沖壓要求。沖壓工藝方案的確定：

工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度不高，只有一道工序，采用單工序落料模模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低2．排樣

采用直排有廢料排樣方式，如圖示圖5.4排樣圖2．排樣(1)計(jì)算沖裁件面積：(2)搭邊值:

查表2.8，得a=2mm=1.5mm(3)條料寬度：b=116+2a=116+4＝120mm(4)進(jìn)距：h=34+a1=34+1.5=35.5mm(5)材料利用率（一個(gè)進(jìn)距）：η3．沖壓力的計(jì)算

模具采用彈性卸料和上出料方式（1）沖裁力的計(jì)算

其中故（2）卸料力查表2.10

取=0.05（3）頂出力查表2.10

?。?.08選擇沖床的總沖壓力：

4.確定模具壓力中心由于工件形狀對(duì)稱，壓力中心在y軸上，只計(jì)算y值。計(jì)算結(jié)果如下：圖5.5壓力中心5、計(jì)算凸、凹模尺寸(1)確定加工方法：本例采用凸、凹模配合加工(2)查表確定合理間隙，查表2.12

確定磨損系數(shù)，查表2.17，x=0.5

確定各尺寸公差值，查表2.14

,,,.

（3）尺寸分類：

A類尺寸:116,34,17B類尺寸:14C類尺寸:82

本模具為落料模，凹模為基準(zhǔn)件。（4）凹模尺寸計(jì)算如下：（計(jì)算公式表2.18）（5）凸模尺寸：按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙0.03～0.05mm6．模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)（1）總體設(shè)計(jì)：選擇導(dǎo)柱式?jīng)_裁模。（2）工作零件設(shè)計(jì)①落料凸模凸模類型：階梯式凸模固定方式：用2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。凸模長(zhǎng)度：總長(zhǎng)按下式計(jì)算：

（2）工作零件設(shè)計(jì)（續(xù)）②凹模

型孔類型：（a）型(圖)

基本結(jié)構(gòu)：整體凹模固定方式：螺釘直接固定于下模座

外形尺寸：

厚度：H=Kb1＝17.4～23.2mm取H＝20mm

壁厚：C=(1.5～2)H取C＝40mm

寬度：B＝b1+(2.5～4.0)H取B＝196mm

長(zhǎng)度：A=L1+2l1取A＝114mm

輪廓尺寸：114mm×196mm×20mm，圖6.6凹模零件圖

（3）定位零件

①導(dǎo)向方式與零件：送進(jìn)方向用兩個(gè)導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置。②擋料方式與零件：

控制送進(jìn)步距采用固定擋料銷。

（4）卸料、出件部件的設(shè)計(jì)卸料①卸料方式：彈壓卸料板②卸料板結(jié)構(gòu)：彈性元件為彈簧的一般彈壓卸料板③卸料板的尺寸：周界尺寸與凹模相同，

厚度14mm

板孔與凸模的單邊間隙：0.05mm

導(dǎo)向孔高度：

3～5mm

高出凸模底面尺寸：

0.2～0.8mm

（4）卸料、出件部件的設(shè)計(jì)（續(xù)）④卸料螺釘：結(jié)構(gòu)形式按表2.31選取，具體尺寸按表7.58選取，卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整，尾部與凸模固定板按H6/m5配合⑤卸料板彈簧的安裝方法：按表2.32選取

序號(hào)5，尺寸按表7.57選?。?）卸料、出件部件的設(shè)計(jì)（續(xù)）上出件上出件方式，凹模中安裝頂件器，計(jì)算頂桿長(zhǎng)度，選擇頂件橡膠尺寸。（5）導(dǎo)向方式的選擇后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的具體尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。

（6）模架及其它零部件設(shè)計(jì)①模架：后側(cè)導(dǎo)柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選取標(biāo)準(zhǔn)模架。②模柄：壓入式模柄，選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。③固定板：平面尺寸與凹模相同，厚度取凸模設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的40％④墊板：尺寸與凸模固定板相同，厚度選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。結(jié)果如下：上模座：L/mm×B/mm×H/mm=200×200×45

下模座：L/mm×B/mm×H/mm=200×200×50

導(dǎo)柱：d/mm×L/mm＝32×160

導(dǎo)套：d/mm×L/mm×D/mm＝32×105×43

墊板厚度:10mm

凸模固定板厚度:16mm

卸料板厚度：14mm

模具的閉合高度：

7．沖壓設(shè)備的選擇

開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-16

主要技術(shù)參數(shù)：公稱壓力：160KN

滑塊行程：55mm

最大閉合高度：220mm

閉合高度調(diào)節(jié)量：245mm

8．模具總裝圖

上模部分：上模板、墊板、凸模、凸模固定板、卸料板。卸料方式：彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分：下模座、凹模、導(dǎo)料銷、頂件器等圖5.6

正裝下頂出落料模1圖5.6

正裝下頂出落料模二、倒裝復(fù)合沖裁模

工件簡(jiǎn)圖：圖示生產(chǎn)批量：大批量材料：10鋼材料厚度：2.2mm本副模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、工藝方案為提高生產(chǎn)率及精度，采用沖孔落料復(fù)合沖裁模.

由表2.3、表2.5查出，沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12-IT13,孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.6mm，經(jīng)分析滿足沖壓工藝要求。

排樣圖2、排樣：采用圖示的直對(duì)排方式，提高材料利用率。(1)計(jì)算沖裁件面積A(2)查搭邊值表2.8（教材p14），得最小搭邊值a=3mm(3)條料寬度

b=（120+3×3+44）=173mm(4)進(jìn)距

h=（45+3）=48mm(5)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率3．計(jì)算沖壓力

該模具選擇彈性卸料、下出料方式。

(1)落料力（2）沖孔力（3）落料時(shí)的卸料力

查表2.10取，故（4）沖孔時(shí)的推件力取圖2.44（a）的凹模刃口形式，取h=5mm，則n=h/t=5/2≈2個(gè)查表2.10取，故選擇沖床的總沖壓力為4.確定模具壓力中心①計(jì)算壓力中心時(shí)，先按比例畫出工件形狀，如圖所示。②在圖中將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心線上③將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成l1～l6共5組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心的坐標(biāo)，由于工件形狀對(duì)稱，壓力中心在y軸上，只計(jì)算y值。計(jì)算結(jié)果如下：圖5.13壓力中心5、計(jì)算凸、凹模尺寸確定凸、凹模合理間隙，查表2.12(P21)該模具有兩個(gè)凸模，即，經(jīng)計(jì)算分析，沖孔凸凹模采用分開加工方法。落料凸凹模采用配合加工方法。(1)沖孔φ26mm凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下按表2.14（P25）查出凸、凹模制造公差

校核滿足條件查表2.17得系數(shù)x=0.5(2)落料凸、凹模采用配合加工方法，凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下落料模以凹模為基準(zhǔn)件，尺寸分類：刃口部分尺寸均屬于A類尺寸。零件圖中未注尺寸公差得尺寸，查表7.14，其極限偏差分別為：查表2.17得系數(shù)x為：Δ≥0.50時(shí)，x＝0.5Δ＜0.50時(shí)，x＝0.75