沖壓模具課程設(shè)計

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1、 目 錄 1. 沖壓件工藝性分析———————————————————(1) 2. 沖壓工藝方案的確定——————————————————(3) 3. 主要設(shè)計計算 (1)排樣方式的確定以及計算—————————————————————(3) (2)壓力中心的確定及相關(guān)計算————————————————————(3) (3)沖壓力的計算—————————————————————————(4) (4)工作零件刃口尺寸計算——————————————————————(4) (5)卸料橡膠的設(shè)計———————————

2、——————————————(5) 4. 模具總體設(shè)計 (1)模具類型的選擇————————————————————————(5) (2)定位方式的選擇———————————————————————(5) (3)卸料,出件方式的選擇—————————————————————(6) (4)導(dǎo)向方式選擇—————————————————————————(6) 5. 主要零部件設(shè)計 (1)主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計———————————————————————(6) (2)定位零件的設(shè)計—————————————————————————(8) (3)導(dǎo)料板的設(shè)

3、計——————————————————————————(8) (4)卸料板部件設(shè)計—————————————————————————(8) (5)模架及其他零部件設(shè)計——————————————————————(8) 6.模具總裝圖 7.沖壓設(shè)備的選定——————————————————————(8) 8.工作零件的加工工藝—————————————————————(8) 9. 模具的裝配—————————————————————————(10) 主要參考文獻————————————————————————(12) 設(shè)計小結(jié)——————————————————

4、————————(12) 級進模設(shè)計說明 任務(wù)描述: 工件名稱:沖孔落料件 工件簡圖:如下圖 生產(chǎn)批量:大批量 材料:紫銅 材料厚度:1mm 要求:1.完成模具總裝圖(3D電子文檔); 2.完成總裝配圖,圖紙符合國家制圖標準; 3.繪制工程圖,圖紙符合國家制圖標準; 4.編寫設(shè)計說明書。(A4紙打?。? 工件圖 1.沖壓件工藝性分析 此工件只有沖孔和落料兩個工序。材料為紫銅,具有良好的沖壓性能,適合沖

5、裁。工件結(jié)果簡單,有2個直徑8mm的孔;孔與孔,孔與邊緣之間的距離滿足要求,工件的尺寸全部為自由公差,可看著IT14級,尺寸精度底,普通沖裁就能滿足要求。 2。沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料 沖孔 兩個基本工序,可有以下三種工藝方案: 方案一:先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二:落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三:沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序兩套模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求。 方案二只需一套模具,工作精度及生產(chǎn)效率都比較高,但制造難度大,并且沖壓成品件留在模具上,清理模具上的物料影響沖壓

6、速度,操作不方便。 方案三也只需要一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,設(shè)計簡單,由于工件精度要求不高,完全能滿足工件技術(shù)要求。 所以經(jīng)過比較,采用方案三最為合適。 3.主要設(shè)計計算 (1)排樣方式的確定以及計算 設(shè)計級進模,先要設(shè)計條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間兩個孔,直排材料利用率最高。 如圖一所示的排樣方法,可減少廢料。第一次沖裁使用活動擋料銷,然后第二次可用固定擋料銷。 搭邊值取1mm,壁厚取1.5mm,條料寬度為63.5mm,步距為21mm,一個步距的材料利用率為76%

7、 (2)壓力中心的確定及相關(guān)計算 畫出凹模型口圖如下;通過軟件得出壓力中心點(-2.89,0)。 (3)沖壓力的計算 該模具采用級進模,選擇彈性卸料,下出件。沖壓力的相關(guān)計算見表1 根據(jù)計算結(jié)果,沖壓設(shè)備擬選擇 J23-25。 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計算 項目分類 項目 公式 結(jié)果 備注 排樣 沖裁件面積

8、A A=4020+10-24 1013.5 條料寬度B B=60+21.5+0.5 64mm =1mm, =1.5mm 步距S S=20+1 21mm 一個步距的材料利用率 100% = 100% 76% 沖壓力 沖裁力F F=KL=1.392.561160 19252N L=92.56mm 卸料力 = F=0.0419252 770N 查表得=0.04 推件力 =F=80.0619252 9241N 取8 沖壓工藝總力 =F++ =19252+770+9241 29263N 彈性卸料 下出件 (4)工作零件刃口尺寸計算

9、 在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前,首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點,工作零件的形狀相對較簡單,適宜采用線切割機床分別加工落料凸模,凹模,凸模固定板,卸料板,這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度,使裝配簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算,具體計算見表二所示。 表二 工作零件刃口尺寸的計算 尺寸及分類 尺寸轉(zhuǎn)換 計算公式 結(jié)果 備注 落料 R10 R10 R=9.91 查表得沖裁雙面間隙 =0.07 mm =0.05 mm 磨損系數(shù)X=0.5,模具按IT14級制造。校核滿足 R=9.

10、885 沖孔 8 8 =8.18 =8.205 孔心距 40 400.62 =400.155 (5)卸料橡膠的設(shè)計 卸料橡膠的設(shè)計計算見表三。選用的4快橡膠板的厚度無比一致,不然會造成受力不均勻,運動產(chǎn)生歪斜,影響模具的正常工作。 表三 卸料橡膠的設(shè)計計算 項目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程 4 mm 為凸模具凹進卸料板的高度1mm,為凸模沖裁后進入凹模的深度2mm,為凸模修磨量取5mm,取為的25%,選用4個圓筒形橡膠 橡膠工作行程 9 mm 橡膠自由高度 3

11、6 mm 橡膠的預(yù)壓縮量 5.4 mm 每個橡膠承受的載荷 192.5N 橡膠的外徑D 46 mm 校核橡膠自由高度 0.51.5 滿足要求 橡膠的安裝高度 30.6 mm 4. 模具總體設(shè)計 (1)模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知,采用級進沖壓,所以模具類型為級進模。 (2)定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料,控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板,無側(cè)壓裝置??刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距,導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動擋料銷定距。 (3)卸料,出件方式的選擇 因為工件料厚1mm,

12、相對較薄,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn),所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 (4)導(dǎo)向方式選擇 為了提高模具壽命和工件治療,方便安裝調(diào)整,該級進模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5. 主要零部件設(shè)計 (1)主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a.落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工,將落料凸模設(shè)計成直通式,采用線切割機床加工,2個M8螺釘固定在墊板上,與凸模固定板的配合按H6/m5??傞LL可按公式計算: L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm 落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示

13、 b.沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形,而且都不屬于需要特別保護的小凸模,所以沖孔凸模采用臺階式,加工簡單,便于裝備與更換。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。 c.凹模 凹模采用整體凹模,各沖裁的凹??拙捎镁€切割機床加工,安排凹模具在模架上的位置時。要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù),將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計算: 凹模厚度H=kb=0.3x60=18,為了方便橡膠安裝,取H=25 凹模壁厚c=(1.5-2)H=27-36m,取c=40 凹模寬度 B=b

14、+2c=60+2x40=140 取B=150 凹模長度 L取130mm(送料方向) 凹模輪廓尺寸為13015025mm,凹模結(jié)構(gòu)如圖所示 凹模 (2)定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置兩個導(dǎo)正銷,借用工件直徑8mm的的兩個孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面,導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。 (3)導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸,外側(cè)與凹模齊平,導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm,這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度,導(dǎo)料板厚度取4mm,采用45鋼制

15、作,熱處理硬度為40-45HRC,用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動擋料銷凹槽。 (4)卸料板部件設(shè)計 a.卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同,厚度為8mm。采用45鋼制造,淬火硬度為40-45HRC。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個螺釘,公稱直徑為8mm,螺紋部分為M64。 (5)模架及其他零部件設(shè)計 該模具采用對角式導(dǎo)柱模架,導(dǎo)柱分別為28100,導(dǎo)套分別為2842x95。 上模座厚度取40mm,上墊板厚度取10mm,固定板厚度取15mm,下模座厚度取45mm,那么該模具的閉合高度:

16、 ==40+10+50+25+45-2=168mm 式中:h2為凸模沖裁后進入凹模的深度,h2=2mm L—凸模長度,L=50mm H—凹模厚度,H=25mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模高度(220 mm),可以使用。 6.模具總裝圖 通過以上設(shè)計,可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模(3個)、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料,以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進時采用活動擋料銷21作為粗定距,在落料凸模上安裝2個導(dǎo)正銷,利用條料上

17、的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正,以此作為條料送進的精確定距。 7.沖壓設(shè)備的選定 通過校核,選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足要求。起主要參數(shù)如下: 公稱壓力:250kN 滑塊行程:65mm 最大閉合高度:270mm 最大裝模高度:220mm 連桿調(diào)節(jié)長度:55mm 工作臺尺寸(前后x左右):370x560 mm 墊板尺寸(厚度x直徑):50x200 mm 模柄孔尺寸:40x60 mm 最大傾斜角度:30度 8、模具零件的加工工藝 本副沖裁模,模具零件加工的關(guān)鍵在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用線切割加工技術(shù),這些零件

18、的加工就變得相對簡單。表四所示為落料凸模的加工工藝過程。 表四 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成長方體704060mm 2 熱處理 退火 3 粗刨 刨六面,互成直角,留單邊余量0.5mm 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨平 磨六面,互成直角 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線、型孔輪廓線 7 加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔 按位置加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔 8 熱處理 按熱處理工藝,淬火,回火達到60~64HRC 9 磨平面 精磨上下平

19、面 10 線切割 按圖切割型孔達到尺寸要求 11 鉗工精修 全面達到設(shè)計要求 12 檢驗 9、模具的裝配 根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點,選凹模作為裝配基準件,先裝上模,再裝下模,并調(diào)整間隙,試沖,返修。具體的情況見表五所示。 表五 序號 工序 工藝說明 1 凹凸模預(yù)裝 1)裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔,是否符合圖紙要求尺寸精度,形狀。 2)將各凸模分別與相應(yīng)的凹??紫嗯?,檢查其間隙是否加工均勻。不適合的應(yīng)重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹??锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓7謩e壓入凸模

20、固定板的形孔中,并牢固。 3 裝配上模 1)在上模座上劃中心線,按中心線預(yù)裝凹模、墊板、凸模固定板 2)在上模座上,用已經(jīng)加工好的凹模分別確定其螺孔位置,并分別鉆孔、攻絲 3)將上模座、墊板、凸模固定板、凹模裝在一起,并用螺釘緊固,打入銷釘 4 裝配下模 1)在凹模中放入0.12mm的紙片,然后將凸凹模與固定板組合裝入凹模,將上模翻轉(zhuǎn) 2)預(yù)裝下模,劃出與凸凹模固定板相應(yīng)的螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔 3)用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起,但不要擰緊 4)將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上,裝上橡膠和卸料螺釘,并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓縮量,使卸料板高出凸凹模下端約1

21、~2mm 5)復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)整合適后,緊固螺釘 6)切紙檢查,合適后打入銷釘 5 試沖與調(diào)整 裝機試沖,并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 1.上模座 2.導(dǎo)套 3.導(dǎo)柱 4.緊固螺釘 5.沉頭螺釘 6模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺釘 9.墊板 10.圓柱銷 11. 卸料板 12.下模座 13.圓柱銷 14.凹模 15.沖孔凸模 16.落料凸模 17.導(dǎo)正銷 18.卸料橡膠 19.擋料銷 20.導(dǎo)料扳子 模具總裝圖 主要參考文獻: 1、 《公差配合與技術(shù)測量》,陳于萍,機械工業(yè)出版社 2

22、、 《機械制圖》,劉少年主編,機械工業(yè)出版社 3、 《機械制造基礎(chǔ)》,胡大超,高等教育出版社 4、 《金屬材料與熱處理》,趙先仲,機械工業(yè)出版社 5、 《機械加工工藝基礎(chǔ)》,司乃鈞,機械工業(yè)出版社 6、 《機械制造技術(shù)》,李華,高等教育出版社 7、 《沖壓與成型設(shè)備》,孫鳳勤主編,高等教育出版社 8、 《模具制造工藝學(xué)》,郭鐵良,機械工業(yè)出版社 9、 《沖壓模具設(shè)計與制造》,劉建超、張寶忠主編,高等教育出版社 10、 《數(shù)控機床加工工藝與設(shè)備》,趙長明,機械工業(yè)出版社 設(shè)計小結(jié) 通過本次沖壓模具的設(shè)計,讓我又對這門課程有了重新的了解。讓我學(xué)到了不同與課堂的新東西,增加了自己的動手能力。雖然我設(shè)計的模具不一定好,但是,我覺得通過不斷努力,我可以設(shè)計一套實用的好模具?。?! 這次的設(shè)計也讓我鞏固了軟件知識,制圖知識,收獲頗豐?。?! 13

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