冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例

書(shū)名：冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例ISBN：978-7-111-27278-6作者：王嘉出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書(shū)配有電子課件冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例主編：王嘉冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件第一部分冷沖壓模具設(shè)計(jì)步驟冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

冷沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟

1．搜集必要的資料如產(chǎn)品圖、樣品、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和參考圖等，并相應(yīng)了解如下問(wèn)題：（1）了解提供的產(chǎn)品視圖是否完備，技術(shù)要求是否明確，有無(wú)特殊要求的地方。（2）了解制件的生產(chǎn)性質(zhì)是試制還是批量或大量生產(chǎn)，以確定模具的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。（3）了解制件的材料性質(zhì)（軟、硬還是半硬）、尺寸和供應(yīng)方式，如條料、卷料還是廢料利用等，以便確定沖裁的合理間隙及沖壓的送料方法。（4）了解可供適用的壓力機(jī)情況和有關(guān)技術(shù)規(guī)格，根據(jù)所選用的設(shè)備確定與之相適應(yīng)的模具及有關(guān)參數(shù)，如模架大小，模柄尺寸，模具閉合高度和送料機(jī)構(gòu)等。（5）了解模具制造的技術(shù)力量、設(shè)備條件和加工技巧，為確定模具結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。（6）了解最大限度采用標(biāo)準(zhǔn)件的可能性，以縮短模具制造周期。冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

2．沖壓工藝性分析沖壓件的沖壓工藝性是指該零件沖壓加工的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小（最小孔邊距，孔徑，材料厚度，最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性差，則需要對(duì)沖壓件產(chǎn)品提出修改意見(jiàn)，經(jīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者同意后方可修改。

3．確定合理的沖壓工藝方案

確定方法如下：（1）根據(jù)工件的形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量要求進(jìn)行工藝分析，確定基本工序的性質(zhì)。（2）根據(jù)工藝計(jì)算，確定工序數(shù)目，如拉深次數(shù)等。（3）根據(jù)各工序的變形特點(diǎn)、尺寸要求確定工序排列的順序。

（4）根據(jù)生產(chǎn)批量和條件，確定工序的組合。（5）最后從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和模。具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，在滿足沖件質(zhì)量要求的前提下，確定適合于具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟(jì)合理的沖壓工藝方案。冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

4．確定模具結(jié)構(gòu)形式確定工序的性質(zhì)、順序及工序的組合后，即確定了沖壓的工藝方案，也即決定了各工序模具的結(jié)構(gòu)型式。沖模的種類很多，必須根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸大小、精度要求、形狀復(fù)雜程度和生產(chǎn)條件等多方面因素選擇，其選用原則如下：（1）根據(jù)制件的生產(chǎn)批量確定采用簡(jiǎn)易模還是復(fù)合模結(jié)構(gòu)。（2）根據(jù)制件的尺寸要求確定沖模的精度等級(jí)。（3）根據(jù)設(shè)備能力選擇沖模的類型。（4）根據(jù)制件的形狀大小和復(fù)雜程度選擇結(jié)構(gòu)形式。（5）根據(jù)模具制造力量和經(jīng)濟(jì)性選擇模具類型。總之，在選擇沖模結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)從多方面考慮，經(jīng)過(guò)全面分析合比較，盡可能使所選擇的模具結(jié)構(gòu)合理。冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件5．進(jìn)行必要的工藝計(jì)算主要工藝計(jì)算包括：（1）坯料展開(kāi)計(jì)算（2）沖壓力計(jì)算及沖壓設(shè)備的初選（3）壓力中心計(jì)算（4）進(jìn)行排樣及材料利用率計(jì)算，以便為材料消耗定額作依據(jù)（5）凸、凹模間隙和工作部分尺寸計(jì)算（6）對(duì)于拉深工序，進(jìn)行確定拉深模用不用壓邊圈、拉深次數(shù)、各中間工序模具尺寸分配以及半成品尺寸等計(jì)算；（7）其它方面的特殊計(jì)算冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

6．模具總體設(shè)計(jì)在上述分析、計(jì)算的基礎(chǔ)上，即可進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)，并勾畫(huà)草圖，初步算出模具閉合高度，概略的定出模具外形尺寸，同時(shí)考慮如下內(nèi)容：（1）凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法；（2）制件或毛坯的定位方式；（3）卸料和出件裝置；（4）模具的導(dǎo)向方式以及必要的輔助裝置；（5）送料方式；（6）模架形式的確定及沖模的安裝；（7）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；（8）壓力機(jī)的選用；

7．畫(huà)模具裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖，并校核沖模設(shè)計(jì)圖樣冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件第二部分模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

例一單工序沖裁模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例

設(shè)計(jì)任務(wù)：完成圖示落料件的模具設(shè)計(jì)。材料：10料厚：0.8mm冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例高職高專ppt課件

一、工藝性分析材料分析

10鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓成形性能。2.結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、左右對(duì)稱，對(duì)沖裁較為有利，但外形有多處尖角，對(duì)模具的制造和使用壽命不利，建議在不影響使用的前提下改為圓弧過(guò)渡。建議過(guò)渡圓角值應(yīng)為R0.25mm。3.精度分析零件上有5個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬于IT12，所以普通沖裁可以滿足零件的精度要求。對(duì)于2個(gè)未注公差尺寸，應(yīng)按照IT14查得公差為mm、

mm。

三、工藝計(jì)算

1.刃口尺寸計(jì)算

零件為一落料件，所以工藝方案為一套簡(jiǎn)單落料模生產(chǎn)該零件。

二、沖裁工藝方案的確定

根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算宜采用配做法，但由于零件形狀較復(fù)雜，考慮模具工作零件的制造，決定凸模采用線切割加工方法，所以刃口尺寸最終選用分開(kāi)制造的方法計(jì)算。落料件的基準(zhǔn)件為凹模，根據(jù)凹模在工作中的實(shí)際磨損情況，其磨損后的尺寸可分為如下三類：（1）磨損后變大的尺寸：mm、mm、mm、四個(gè)尺寸的精度等級(jí)都為IT12，所以磨損系數(shù)X取0.75。此外，為了保證模具的初始合理間隙，同時(shí)最大限度地降低工作零件的制造難度，取凹模制造公差

凸模制造公差。mm由沖裁刃口尺寸基本計(jì)算公式可得（2）磨損后變小的尺寸：，尺寸的精度等級(jí)為IT14，磨損系數(shù)X取0.5。磨損后變小尺寸的基本計(jì)算公式

（3）磨損后不變的尺寸：、，磨損后尺寸不變的基本計(jì)算公式為、

2.排樣計(jì)算

分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有以下所示兩種。

現(xiàn)選用1500mm×1000mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。（1）裁成寬43.6mm、長(zhǎng)1500mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為（2）裁成寬43.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為

（3）裁成寬53.6mm、長(zhǎng)1500mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為

（4）裁成寬53.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為比較以上四種裁剪方法，第3、4種裁剪方法的材料利用率最高?？紤]工人操作方便，選用第4種裁剪方式，即裁為寬53.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料。零件最終的排樣圖為3.沖壓力計(jì)算

根據(jù)沖裁力基本計(jì)算公式可得：。此例中零件的周長(zhǎng)為218mm，材料厚度0.8mm，10鋼的抗剪強(qiáng)度取320MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力和推件力為

則零件所需的沖壓力為

初選設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)J23—16。

4.壓力中心計(jì)算

零件為左右對(duì)稱件，所以只需計(jì)算壓力中心縱坐標(biāo)。建立圖示坐標(biāo)系，并將零件左半部分圖形分解為9條直線，則每段直線的長(zhǎng)度及中點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為：

代入壓力中心計(jì)算公式得

四、沖壓設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23—16，其主要技術(shù)參數(shù)如下公稱壓力：160kN滑塊行程：55mm最大閉合高度：220mm閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm滑塊中心線到床身距離：160mm工作臺(tái)尺寸：300mm×450mm工作臺(tái)孔尺寸：160mm×240mm模柄孔尺寸：φ40mm×60mm墊板厚度：40mm

五、模具零部件設(shè)計(jì)

1.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架選用的依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度凹模壁厚所以凹模的總長(zhǎng)為，凹模的寬度為

。模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座125mm×100mm×30mm，下模座125mm×100mm×35mm，導(dǎo)柱22mm×130mm，導(dǎo)套22mm×80mm×28mm。2.卸料裝置中彈性元件的計(jì)算

由于該零件的材料厚度為0.8mm，材料較薄，所以模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：（1）確定橡膠墊的自由高度

由以上兩個(gè)公式得。

（2）確定橡膠墊的橫截面積查得矩形橡膠墊在預(yù)壓量在10%~15%時(shí)的單位壓力為0.5Mpa，所以（3）確定橡膠墊的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開(kāi)有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件尺寸確定橡膠墊中間的避讓孔尺寸為45mm×55mm，外形暫定一邊長(zhǎng)為110mm，則另一邊長(zhǎng)為

（4）校核橡膠墊的自由高度經(jīng)計(jì)算橡膠墊的高徑比在0.5~1.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠