沖壓模課程設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——沖壓模課程設(shè)計(jì)1.沖壓模具的工藝分析

1.1沖壓件工藝分析

該彎曲件尺寸如下圖，材料為10鋼，板料厚度t=4mm，成批生產(chǎn)。

1.2總工藝方案的確定

該零件是某汽車底盤上的支撐件，彎曲半徑r=6mm，大于0.8t，故彎曲時(shí)不會(huì)產(chǎn)生裂紋。兩個(gè)小孔的邊距彎曲中心線為12mm,，大于2t=8mm，故可以采用先落料和沖孔，再?gòu)澢尚偷墓に?，這樣孔在彎曲時(shí)不僅不會(huì)產(chǎn)生變形，而且還可以利用兩個(gè)?14孔作為定位孔。兩壁?35孔與芯軸協(xié)同，有公差要求，表面粗糙度Ra為12.5um。假使在彎曲前沖出兩個(gè)?35孔，不僅表面粗糙度難以達(dá)到要求，而且孔因孔邊距彎曲中心線太近，彎曲時(shí)孔會(huì)發(fā)生變形，故應(yīng)在彎曲后通過機(jī)加工達(dá)到兩個(gè)孔的技術(shù)要求。根據(jù)以上分析，較合理的工藝方案為：落料、沖兩個(gè)?14孔復(fù)合工序；彎曲成形；機(jī)加工兩個(gè)?35孔。

2．沖裁模具的工藝分析

2.1沖裁件工藝分析

由于本零件形狀為上下左右對(duì)稱，選用的沖壓材料為10鋼，厚4mm，進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

2.2工藝方案的確定

該零件形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是由圓弧和直線組成的。由表查得，沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，孔中心與邊緣距離公差為±0.2mm，未注公差都按IT14標(biāo)注，則該零件的尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等狀況，均符合沖裁的工藝要求，故采用沖孔落料模進(jìn)行加工。方案一采用復(fù)合模進(jìn)行加工，復(fù)合模雖然結(jié)構(gòu)繁雜，制造精度要求高，成本高。但復(fù)合模主要特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小，用于生產(chǎn)批量大，精度要求高的沖裁件。

方案二采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減小了模具與設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，對(duì)于特別繁雜和孔邊距較小的沖裁件，可用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造繁雜，成本高，一般適用于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件。

比較方案一與方案二，此零件更適合用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)加工。2.3沖裁變形過程

1）當(dāng)凸凹模間隙正常時(shí)，其沖裁過程大致分為三個(gè)階段：彈性變形階段、塑性變形階段、斷裂分開階段。

2）對(duì)于普通沖裁零件的斷面做進(jìn)一步分析，我們可以發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律：零件的斷面與零件的表面并非完全垂直，而是帶有一定的錐度。除光亮帶以外，其余均粗糙，并帶有毛刺和塌角。而較高質(zhì)量的沖裁件斷面應(yīng)當(dāng)是：光亮帶較寬，約占整個(gè)斷面的1/3以上，塌角、斷裂帶、毛刺和錐度都很小，整個(gè)沖裁件表面無折彎現(xiàn)象。沖裁斷面質(zhì)量隨不同材料的性能不同而變化。一般塑形較差的材料，斷裂傾向嚴(yán)重。光亮帶、塌角及毛刺均較小，

且斷面大部分是斷裂帶。塑形較好的材料與其相反，其光亮帶所占比例較大，塌角、毛刺均較小。對(duì)于同一種材料而言，光亮帶、斷裂帶、塌角及毛刺四部分在斷面上所占比例也不是固定的，與材料本身的厚度，沖裁間隙，模具結(jié)構(gòu)，沖裁速度及刃口鋒利程度等因素有關(guān)，其中影響最大的是沖裁間隙。2.4沖裁間隙

1）沖裁間隙是指沖裁的凸模與凹模刃口之間的距離，凸模與凹模每一側(cè)的間隙稱為單邊間隙，兩側(cè)間隙之和稱為雙邊間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凹模刃口尺寸與凸模刃口尺寸之差。

2）當(dāng)間隙適當(dāng)時(shí)，在沖裁過程中板料的變形區(qū)在比較純的剪切作用下被分開，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，沖孔件尺寸等于凹模尺寸。

當(dāng)間隙過大時(shí)，板料在沖裁過程中除受剪切外還產(chǎn)生較大的拉伸與彎曲變形，沖裁后制件會(huì)發(fā)生與拉伸彎曲方向相反的彈性恢復(fù)。對(duì)于落料件，其尺寸會(huì)小于凹模尺寸。對(duì)于沖孔件，其尺寸會(huì)大于凸模尺寸。

當(dāng)間隙過小時(shí)，板料在沖裁過程中除受到剪切外還會(huì)受到較大的側(cè)壓作用，沖裁后板料發(fā)生與側(cè)壓方向相反的彈性恢復(fù)。對(duì)于落料件，其尺寸會(huì)大于凹模尺寸。對(duì)于沖孔件，其尺寸會(huì)小于凸模尺寸。

此外，沖裁間隙會(huì)對(duì)沖裁件尺寸，沖壓力，模具壽命都有影響。間隙選取原則

除了沖裁間隙之外，在沖裁工程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接影響沖裁件尺寸精度，并且合理的沖裁間隙也要依靠凸凹模刃口尺寸來保證。在確定刃口尺寸及制造公差時(shí)應(yīng)遵循一下原則：

1）落料尺寸取決于凹模尺寸，沖孔尺寸取決于凸模尺寸。

2）根據(jù)磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取制件尺寸公差范圍內(nèi)的最小值；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取制件尺寸公差范圍內(nèi)的最大值。

3）不管是落料還是沖孔，在初始設(shè)計(jì)模具時(shí)，沖裁間隙一般采用最小合理間隙值。4）沖裁模刃口尺寸的制造偏差方向，原則上是入體原則，即凹模刃口尺寸制造偏差取正值，凸模刃口尺寸制造偏差去負(fù)值。

5）根據(jù)加工方法不同，可分為單獨(dú)加工和協(xié)同加工。

3.沖裁模具的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1排樣

沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣，排樣的設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容包括選擇排樣方法，確定搭邊數(shù)值，計(jì)算條料寬度及步距，畫出排樣圖。

沖裁件的排樣與材料的利用率有密切關(guān)系，對(duì)零件的成本很大，因此應(yīng)設(shè)法在有限的材料面積上沖出最多數(shù)量的制件。沖裁排樣有以下分類：

1）從廢料角度來分可分為有廢料排樣，少?gòu)U料排樣和無廢料排樣。

2）按制件在板料上的排樣方式來分，可分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多樣排和沖裁搭邊排。

根據(jù)制件的形狀特點(diǎn)，故采用直排的排樣方案，如下圖：

3.2搭邊值的確定：

排樣中相鄰兩沖裁件之間的余料或沖裁件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。辯論的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，防止由于條料的寬度誤差，送進(jìn)步距誤差，送料歪斜等原因而沖裁出殘缺的廢品，保證送料的順利進(jìn)行，從而保證制件質(zhì)量。搭邊值的大小要適合，過大會(huì)造成材料利用率低，過小則不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使沖裁產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入凸凹模之間的間隙，損壞模具的刃口，降低模具的壽命。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)值確定的，影響搭邊值的因素有材料的力學(xué)性能，材料的厚度，工件的形狀和尺寸，排樣的形式及送料、擋料的方式。

以下為搭邊數(shù)值表：

板料厚度手送料圓形非圓形往復(fù)送料自動(dòng)送

料

a

≤11～22～33～44～55～66～8>8

1.522.534567a1aa1a1.521.51.52.522332.53.54345456567678

a13

3.53.545678

22.53.545678

a2.533.545678

a1

22334567

根據(jù)零件形狀取搭邊值，a=3.5a1=3,則進(jìn)距h=151.36+3=154.36mm3.3條料寬度的確定

條料是由板料（或帶料）剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定條料寬度B的上極限偏差為0，下極限偏差為負(fù)值。條料在模具上送進(jìn)時(shí)常用導(dǎo)尺導(dǎo)向，使用導(dǎo)尺導(dǎo)向又分為側(cè)壓導(dǎo)向和無側(cè)壓導(dǎo)向兩種狀況。兩種狀況下條料寬度計(jì)算不同，但目的是一致的，要求既能保證條料順利送進(jìn)，又能保證沖裁件與條料側(cè)邊之間有不低于規(guī)定的搭邊值。由表查得條料寬的公差△=