沖裁模復(fù)合模模具設(shè)計(jì)

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1、 任務(wù)：沖裁模的設(shè)計(jì) 名稱：墊片 材料：45 鋼（冷軋，退火） 料厚：1mm 批量：100 萬件/年零件見圖 1-1 1—1 一、墊片沖壓工藝分析 1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 由圖 1-1 可知，產(chǎn)品為圓片沖孔。產(chǎn)品形狀 簡(jiǎn)單對(duì)稱，無狹槽、尖角；孔與孔之間、孔原零件邊緣之間最小距離 c 滿足 c>1.5t 要求。 2、產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析 ①要求普通沖裁

2、件的尺寸精度低于 IT13 級(jí)，現(xiàn)在產(chǎn)品的射擊精度低 于 IT13 級(jí)，所以尺寸精度滿足要求。 ②沖裁件斷面質(zhì)量。 因?yàn)橐话阌闷胀_裁方式?jīng)_ 2mm 以下的金 屬板料時(shí)，其斷面粗糙度 Ra 可達(dá) 12.5—3.2um,毛刺允許高度為 0.01— 0.05mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴(yán)格的要求，所以只 要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。 3、產(chǎn)品材料分析 對(duì)于沖壓件材料的一般要求力學(xué)性能是強(qiáng)度低、 塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料是 45 鋼， 屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和

3、塑性指標(biāo)適中，經(jīng)退 1 火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度和表面 質(zhì)量沒有嚴(yán)格的要求，所以盡量采用公家標(biāo)準(zhǔn)的板材，期沖裁出的產(chǎn)品 的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 4、產(chǎn)量 100 萬件 /年。 由于產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) 100 萬件 /年可知，產(chǎn)品批量為大批量，很適合 采用沖壓加工方法，最好采用復(fù)合模或連續(xù)模，若是能加上自動(dòng)送料裝 置，會(huì)大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未標(biāo)注公差， 可按 IT14 確定工件尺寸公差。

4、查標(biāo)注公差數(shù)值表（ GB/T 1800.3— 1998）各尺寸公差為 二、墊片沖壓工藝方案的確定和模具結(jié)構(gòu)類型 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方 案： ①先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 ②落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 ③沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用基金膜生產(chǎn)。 方案①模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足

5、零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu) 2 簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁方式。為更好 地保證尺寸精度，最后確定用復(fù)合沖裁的方式進(jìn)行生產(chǎn)。工件尺寸可知， 凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以復(fù)合模采用倒裝復(fù)合模及 彈性卸料板和定位定方式定位。 三、排樣設(shè)計(jì) 查表確定搭邊值： 兩工件的搭邊： a=1.5mm； 工件邊緣搭邊： a1=1.8mm； 步距： 33mm； 調(diào)料寬度 B=（L+2a△1+ ） 0 △- =（23+2*1.8+0.5）0 -0.5

6、 =27.10 -0.5 進(jìn)行圓整，取 B=30mm 確定后排樣圖如圖 1-2 所示。 圖 1-2 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 n 為： n=A/(BS)*100% =529.14/707.9*100% =74.75% 四、沖壓力與壓力中心計(jì)算 1、沖壓力 ①?zèng)_裁力： Fc=K LtTb 3 因?yàn)槭褂玫牟牧鲜?45#鋼，所以可以通過機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以查得 45#鋼的抗剪強(qiáng)度為 Tb=

7、370MPa。 由零件圖可以計(jì)算得知： L 落料 =87.41mm L 沖裁 =81.68mm 則 L= L 落料 +L 沖裁 =（ 87.41+81.68）mm=169.09mm 又因?yàn)?K=1.3；因此可以的以下等式： Fc 落料 =K L 落料 tTb =（）N=42.05kN Fc 沖孔 = K L 沖孔 tTb=（）N=39.29kN Fc= K LtTb=（）N=81.33kN ②估算卸料力 表 1-1 材料厚 t/mm Kx Kt Kd 鋼 0.5-2.5 0.04-0.05 0.055 0.06

8、 Fx=K x*F c 查表 1-1 可知卸料力系數(shù) K x=0.05 所以 Fx ③估算推件力 Ft=n*K t* Fc 沖孔 查表可知推件力系數(shù) K t=0.055。假設(shè) n=4，則 可得： Ft =8.64kN ④估算頂件力 Fd=K d* Fc 落料 查表可知 K d=0.06 所以可得 Fd ⑤沖裁工序力計(jì)算 4 因?yàn)榱慵某尚头绞绞鞘褂脧?fù)合模，所以沖裁工序力為： F= Fc+ Fx+ Ft+ Fd =(81.33+4.0

9、7+8.64+2.53)kN =96.57kN 2、壓力中心的計(jì)算 由于該零件的幾何形狀比較簡(jiǎn)單，可以很明顯的看出，該零件的壓力中心就在幾何中心。 五、計(jì)算沖模刃口尺寸 1、查課本表 2— 13，確定沖裁間隙為 Zmin =0.27mm, Zmax=0.31mm 2、計(jì)算落料刃口尺寸。（尺寸的分類見下圖） 采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)的凹模尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為 0.27

10、 —0.33mm。 查課本表 2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為 x=0.5 。落料刃口尺 寸均為 A 類尺寸，δ △d = /4 ，按式（ 2-12 ）得到： A2=(A2max-x △2 ) △0 +2/4 0+0.52/4 =23.26 0+0.13 mm 5 為保證 R3.5 與尺寸 7 的輪廓線相切， R3.5 的凹模尺寸，取尺寸 7 的一半，公差也取一半，故有： A1=(A1max-x △1 ) △0 +1/4 =（ ）0+0.18/4 =3.590+0.

11、045 mm 3、計(jì)算沖孔刃口尺寸。 仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的凹模 實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為 0.22-0.26mm。 查課本表 2-15，得磨損系數(shù) x=0.5 。取 δ△d = /4 ，按式（ 2-13 ）得 B =(B+x △3 ) 0 /4 11min △ - 3 =（）△0 - 3/4 =17.790-0.108mm B =(B +x △4 ) 0 22min △- 4/4 =(3.7+0.5*0.3) 0 -0.3/4 =3.850-

12、0.075mm 在沖壓過程中，不隨磨損變化的尺寸，按式（ 2-14 ）計(jì)算得 △C=（Cmax- /2 ）±△ /8 =(28.52- 0.52/2) ±(0.52/8) =28.26±0.065mm 六、確定各主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸 1、凹模外形尺寸的確定 凹模厚度 Ha的確定，由式（ 2-30 ）得 Ha=(0.1F) 1/3 =24.19mm查表圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 Ha=25mm 根據(jù)式（ 2-31 ）, 計(jì)算凹模壁厚 c=1.3Ha=32.5mm, 查資料圓整取值 c=33.5mm 凹模寬度 B 的確定 :

13、 6 B=b+2c =23+2*33.5 =90 凹模長度 L 的確定： L=l+s+2c =（30+33+2*33.5 ）mm =130mm 根據(jù) GB/T 8057—1995，確定凹模的外形尺寸為 140*100*20 2、凸模長度尺寸的確定。 由式（ 2-29 ）可知，采用彈性卸料時(shí)凸模的長度為 L=h1+h2+t+A。 其中，導(dǎo)料板厚度 h1=12mm，卸料板厚度 h2=18mm，A 由 3 部分組成：閉 合狀態(tài)時(shí)固定板和卸料板之間的距離，凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的 距

14、離 0.5-1mm。A 相對(duì)要長一些，要考慮彈性元件的壓縮量。此處取 A=22mm，則 L=12+18+1+22=53mm 6、其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點(diǎn)：凹模板尺寸查標(biāo)準(zhǔn) JB/T-6743.1-94, 確定其他模板尺寸列于下表 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 , 查標(biāo)準(zhǔn) GB/T2855.5-90 選取后側(cè)導(dǎo)柱 125×25 標(biāo)準(zhǔn)模架一副。 7、壓力機(jī)的選用 7 選用壓力

15、機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于沖裁工序力，即 Fp≧1.2F=115.88kN; 最大閉合高度應(yīng)大于沖裁模閉合高度 5mm；工作臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具 的正確安裝。綜上所述，查表 1-5 ，可選擇用 J23-25 開式雙柱可傾式壓 力機(jī)，并需要在工作臺(tái)面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可以配制。 七、模具總裝配圖 工作原理： 當(dāng)模具處于開口狀態(tài)時(shí)，放入毛坯板，并使用活動(dòng)擋料銷 16 定位。固定 好毛坯以后，啟動(dòng)壓力機(jī)，此時(shí)彈性卸料板 17 壓緊毛坯。下一步?jīng)_裁時(shí)， 凸模 5 和凸凹模 2（做沖孔凹模）完成沖孔工序；凹模 3 和凸凹模 2（做 落料凹模用）完成落料

16、工序。沖孔廢料有凸凹模的?？字苯勇┫拢萍? 被凸凹模頂入落料凹模，再由推件塊 11 推出。 8 9