沖裁級進(jìn)模設(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）卸料彈簧的設(shè)計———————— ——————————— ——————（ 5）

2、 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)計——————————— —

3、——————————— ———（ 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(xiàn) ———————————————————————— （ 12） 設(shè)計小結(jié) ——————————————————

4、———————— （12） 級進(jìn)模設(shè)計說明 沖裁級進(jìn)模設(shè)計（08-2班） 要求：1、對產(chǎn)品進(jìn)行工藝性分析，確定工藝方案； 2、 進(jìn)行必要的工藝計算，例如：沖裁力、壓力中心、刃口尺 寸等； 3、 對工作零件、定位零件、導(dǎo)向零件、卸料和出件裝置等進(jìn) 行設(shè)計，對裝配中使用的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選??； 4、 確定各零件尺寸（可列表說明），畫出二維或三維級進(jìn)模 裝配圖、凸模、凹模零件圖。 40±0.1 林料:Q235A 厚度:2^ 5mm 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 Q235A，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。 工件結(jié)果簡單，有 1個半徑6

5、mm的孔，有2個直徑8mm的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的 距離滿足要求，工件的尺寸有規(guī)定公差，特別是孔的尺寸精度較高。 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：落料一沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔一落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)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速度，操作不方便。 方案三也只需

6、要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計簡單，雖然工件精度要求較高，但 綜合考慮，基本能滿足工件技術(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(jìn)模，先要設(shè)計條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間 3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74%  (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,

7、0)。 (3) 沖壓力的計算 該模具采用級進(jìn)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 A=4B20+兀 102/2+兀82/2-兀 1008.7 沖裁件面積A 2 2 X3 -2兀匯4 +2漢40漢2/2 2 4 mm 排樣 條料寬度B B=58+22.5+0.5 63mm 步距S S=20+1 21mm a =1mm, 一個步距的材料 利用率 nA n X 100% =1008.74

8、X 100% BS 63匯21 76% a1 =2.5mm F=KLt 兀 233983 L=205.70m 沖裁力F =1.3x205.70 x 2.5 x 350 .75N m 沖壓力 卸料力Fx Fx=K1 F=0.05 x233983.75 11699. 19N 查表得 K1=0.05 推件力Ft FT=n Kt F=0.08 匯 233983.75 18718. 7N n取1 Fz =F+Fx + Ft 271421 彈性卸料 沖壓工藝總力Fz =233983.75+11699.19+18718. 7

9、 .15N 下出件 (4 )工作零件刃口尺寸計算 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 寫6 Ra =(Rnax - K仏) 書d 0 0 R A =9.64 00.045

10、查表得沖裁雙面間 隙 尺=(RA - Z min ) R t =9.415 _0』3 Zmax=0.3 mm 沖孔 ①8 不Q書.05 ①8 0 dt=(dnax + K1A) 0 -Jp dT =8.375 _0.03 Zmin =0.225 HTd dA =◎ Zin ) ° H Q a 也 045 dA=8.6° mm 孔心距 40 40 ±0.1 LA = L ±A/8 La =40 ±0.025 Zmax - Zmin =0.0 dt=(dnax+K2 也) 0 dp ‘ 0 d] =6.03 _0.03

11、 75mm 沖孔 ①6 “電04 HTd d A =(dT *Zmin ) 0 ‘ H0.045 d a =6.255 0 查表系數(shù)K1=1.0， 落料 R8 R8爲(wèi) RA=(Rnax _K2A) -Td 0 Ra=7.64 00.045 K2=0.75模具孔左 ①8和①6按IT7級， 0 RT=(RA-Zmin) * Rt =7.415 ^.03 其余按IT10制造。 校核滿足 Tp * Td 蘭(Z max — Z min ) （5）卸料彈簧的計算 5.1彈簧預(yù)壓力確定。 初

12、步確定彈簧根數(shù)為6,按式F預(yù)=FWIn（ 1.1 ）計算每根彈簧預(yù)壓力, 即 F預(yù)=FW /n=11699.19/6=1949.87N 5.2選擇彈簧 使彈簧最大工作極限負(fù)荷F1> F預(yù)，彈簧的參數(shù)如下表三。 表二彈簧參數(shù) 彈簧外 鋼絲直徑 節(jié)距 自由高度 F1時的高 最大工作 徑 D/mm d/mm t/mm H0/mm 度 H1/mm 負(fù)荷F1/N 36 5.0 9.0 80 52.8 3119.78 5.3校核所選彈簧總壓縮量。 彈簧允許最大壓縮量h仁HO-H仁27.2mm 彈簧受預(yù)壓力時的預(yù)壓縮量 h預(yù)=h1F預(yù)/F仁27.2*19

13、49.87/3119.78=17mm ； 卸料板工作行程：h工=t+1=2.5+1=3.5mm 模具修模量：h修磨=5mm 彈簧總壓縮量：h總=h修磨+ h工+ h預(yù)=25.5mm 5.4確定彈簧的裝配高度。 H2=H0- h 預(yù)=80-17=63mm 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(jìn)沖壓，所以模具類型為級進(jìn)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(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置< 控制條料的送進(jìn)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

14、件料厚2.5mm,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(jìn)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(jìn)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。總長L可按公式計 算：L=固定板+卸料銷+卸料彈簧+t=65.2mm 落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示 精度要求按計算 b.沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要

15、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。 H2.000CH* 45.70Q 0 沖孔 ①8 ①8譽 7 # 8.3700 5.0000 1 H2.0000 65.2600 5,7000 沖孔 ①6 ① 6 0004 # # 15.0000 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=

16、kb=0.35x58=20.3,為了方便彈簧安裝，取 H=25 凹模壁厚 c= （1.5-2） H=30-40.6，取 c=40 凹模寬度 B=b+2c=58+2x40=138 取 B=150 凹模長度 L取130mm （送料方向） 凹模輪廓尺寸為130 150 25mm,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

17、， 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M6 4。 （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)柱分別為門28 100,導(dǎo)套分別為 ：」28 42x95。 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

18、，那么該模具的閉合高度： H 閉=H 上模 H 墊 L H H 下模-h2 =40+10+50+25+45-2=168mm 式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)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(jìn)時

19、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, 利用條料上叮-10的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)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：尬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

20、板。若采用 線切割加工技術(shù)，這些零件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 11 70><40x60mm U ! N 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 1 輪廓線 ——1-—-R- 7 加工螺釘 按位置加工螺釘孔、銷 孑L、銷孔及 孔及穿絲孔

21、 -Q 亠 €— 穿絲孔 8 熱處理 按熱處理工藝，淬火， 回火達(dá)到60~64HRC 9 磨平面 精磨上下平面  10 線切割 按圖切割型孔達(dá)到尺 寸要求 11 鉗工精修 全面達(dá)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(zhǔn)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(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔， 是否 符

22、合圖紙要求尺寸精度，形狀。 2） 將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配， 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 以凹模孔定位，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中， 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

23、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1~2mm 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 :C71 ON 17 18 14 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

24、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(xiàn)： 1、 《公差配合與技術(shù)測量》，陳于萍，機械工業(yè)出版社 2、 《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 & 《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！ 15