沖孔翻邊模具設(shè)計.doc[1].

1、目錄第1章概論 21.1 沖壓模地位及沖模技術(shù) 21.2.1 沖壓模相關(guān)介紹 21.2.2 沖模在現(xiàn)代生產(chǎn)中的地位 3第 2章 沖壓件的工藝分析 3.2.1 沖裁工藝性 3.2.2 翻邊工藝性 4.2.3工藝方案的確定.42.3.1 初步確定加工方案 4.2.3.1 沖壓方案的制定 5.第3章 沖壓設(shè)備的確定 7.3.1 沖裁力的計算 7.3.2 計算壓力中心 7.3.3 沖壓設(shè)備的確定 8.第4章 模具主要工作部分尺寸的確定 8.4.2沖孔刃口尺寸 8.4.3 翻邊刃口尺寸 9.第5章 模具結(jié)構(gòu)和主要零部件設(shè)計 1.05.1 模架的選擇 1.05.2沖孔凸模的設(shè)計 1.05.3 凹凸模的設(shè)計

2、 1.15.4 翻邊凹模的設(shè)計 1.15.5 其他部件的設(shè)計 1.2第六章 裝配圖裝配 1.26.1 裝配圖1.3.參考文獻 1.4.總結(jié)第一章 概論1.1 引言日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品， 大到機床的底座、 機身外殼， 小到一個胚頭螺絲、 紐扣以及各種家用電器的外殼， 無不與模具有著密切的關(guān)系。 模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形， 模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品 的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、 鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來愈 廣泛，模具成形已成為當代

3、工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。1.2 沖壓模地位及我國沖壓技術(shù)1.2.1 沖壓模相關(guān)介紹冷沖壓 : 是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或 變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具 : 在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成 品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復(fù)合模和級進模。 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝， 其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較??；沖出的制 件精度高，工件表面較平直， 特別是孔與制件的外形同步精度容易保證； 適于沖 薄料，可

4、充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛 應(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備， 是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。 模具設(shè)計與制造 技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一， 在很大程 度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的50%,在國民經(jīng)濟各個部門，特別 是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等 工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機

5、、汽車、 電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占60%70%在電視機、錄音機、計算機等電 子產(chǎn)品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中 占85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具2000套，其中大中型覆蓋件模具300套。第二章沖壓件的工藝分析2.1 沖裁工藝性如圖所示零件，中批量生產(chǎn)，已有毛坯如圖所示，材料為08鋼，厚度為1.5mm和良好的塑形成型能力查冷沖壓模具設(shè)計與制造表2.3沖壓件內(nèi)、外形所能達到的經(jīng)濟精度，因制件形狀簡單、對稱，沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為IT12-IT13由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。2.2 翻邊工藝計算

6、翻孔工藝計算有兩方面的內(nèi)容：一是要根據(jù)翻孔的孔徑，計算毛坯預(yù)制孔的 尺寸；二是要根據(jù)允許的極限翻孔系數(shù)，校核一次翻孔可能達到的翻孔高度。平板毛坯翻孔預(yù)制孔直徑d?？梢越频匕矎澢归_計算Di -do二(r-)h2 2將D 2r t及h=H-r-t代人上式并整理后可得預(yù)孔直徑do為do=D-2( H-0.43r-0.72t )=25.5-2X(9-0.43X5-0.72X1.5)=12.46mm 一次翻孔的極限高度，可以根據(jù)極限翻孔系數(shù)及預(yù)制孔直徑*推導(dǎo)求得。H 二 _ 00.43r01.72 -(1-)- 0.43r0.72t即22 D式中Hmax =D(1 Kmin) +0.43r +0.7

7、2t所以最大翻邊高度2其中D 翻邊后的中經(jīng)(mm)Kmin極限翻邊系數(shù)r翻邊圓角半徑(mm)t材料厚度(mm)根據(jù)相對厚度d0 =8.30查表可得極限翻邊系數(shù)Kmin =0.50t25 5 于是 H max =255 (1-0.50)0.43 5 0.72 1.5 =8.97mm2因為工件翻邊高度HHmax，所以在平板上能一次性翻邊成形。2.3沖壓方案的確定2.3.1初步確定加工方案根據(jù)工件形狀，初步確定采用落料、沖孔和翻邊等工序，現(xiàn)確定以下方案:方案一：一套沖孔、翻邊復(fù)合模方案二：一套沖孔、翻邊單工序模方案三：一套沖孔、翻邊連續(xù)模2.3.2沖壓工藝的制定單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見表

8、2-2表2-1單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的性能比較項目單工序模連續(xù)模復(fù)合模工作情況尺寸精度精度較咼可達IT1310級可達IT98級工件形狀易加工簡單件可加工復(fù)雜零 件，如寬度極 小的異形件、 特殊形件形狀與尺寸要受模具結(jié)構(gòu)與強度的限制孔與外形的位置精度較咼較差較高工件平整性推板上落料，平整較差，易彎曲推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜較小零件可加工較大零件工件料厚一般不受限制0.6 6mm0.05 3mm工藝性能操作性能方便方便不方便，要手動進行卸料安全性比較安全比較安全不太安全生產(chǎn)率低，壓力機 一次行程只 能完成一道 工序，但在 多工位壓力高，壓力機一次行程內(nèi)可完成多道工序較咼，壓力機一次

9、行程內(nèi)能完成兩道以上工序機使用多副模具時，生產(chǎn)率咼條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和調(diào)整難度大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大總的看來：方案一：生產(chǎn)效率高，因為滑塊下行一次既完成沖孔和翻邊等工序， 不存在定位 誤差，同軸度高，因此沖壓出來的制件精度也較高；但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此模 具制造難度大。方案二：生產(chǎn)效率不高，由于要多機床或多道工序完成， 致使生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效 益都降低；但模具制造周期短。方案三：生產(chǎn)效率較高，完成沖孔的連續(xù)模生產(chǎn)效率較高，和方案二一樣，由于 第二道翻邊單工序的存在，降低了生產(chǎn)效率不說，精度也難保證。因此綜合考慮采用方案一，再來確定采用正

10、裝復(fù)合模還是采用倒裝復(fù)合模。 正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較見下表 2-3序號正裝倒裝1對于薄沖件能達到平整要求適用于較硬且厚度較大的材料但不能達到平整要求2操作不方便，不女全，孔的廢料由打棒打出操作方便，能裝自動拔料裝置，能提高 生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)， 孔的廢料 通過凸凹模的孔往下漏掉3廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚， 每次由打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的脹力，有利于凸凹模減少最小壁厚廢料在凸凹模孔內(nèi)積聚，凸凹模要求有 較大的壁厚以增加強度4裝凹模的面積較大，有利于復(fù)雜制件拼快結(jié)構(gòu)如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座上省去固定板表2-2正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較從表2-2中可以看出：正裝對于薄沖

11、件能達到平整要求，且廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚，有利于凸凹模減少最小壁厚但是不能沖裁較硬的或厚度大于0.3mm的板料而倒裝雖不能達到平整要求，而且廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，但能沖裁較硬的板料。從保證沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟性和安全性前提下，綜合考慮采用正裝復(fù)合模，即模具結(jié)構(gòu)為沖孔、翻邊倒裝復(fù)合模。第三章沖裁力及壓力中心計算3.1沖裁力的計算3.1.1 沖孔力的計算沖孔力公式 F沖=KLt.b式中 L沖裁件周長（mr）t 材料厚度（mmm材料的抗剪強度（MPa查表知g=260MPaK 系數(shù)，常取K=1.3貝qF 沖= 1.3 二 20.96 1.5 260MPa =33367.9 =33.37KN3.1.2

12、推件力的計算F推二nK推F沖式中K推推件力因數(shù)，查表知 K推=0.05n工件卡在凹槽內(nèi)的個數(shù)，取 n=3貝qF 推=3 0.05 33.37KN =5.01KN3.1.3 翻邊力的計算F翻=1.1 （D - d0）rs式中 J材料的屈服強度，查表得 -s=200MPaD翻邊直徑（ mrj） ,D=24mmdg毛坯預(yù)制孔直徑，dg =20.96mm貝UF 翻= 1.1 3.14 （24-20.96） 1.5 200MPa = 3.15KN3.1.4 總的沖裁力F= F沖+F推+F翻=33.37+5.01+3.15KN=41.53KN3.2 計算壓力中心計算壓力中心的目的是使模柄軸線和壓力機滑塊的

13、中心線重合， 避免滑塊受 偏心載荷的影響而導(dǎo)致滑塊軌道和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模 具。從制件的形狀可以看出，該制件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，形狀對稱，故模具壓力中心 就在圓心部位，即無須再來計算了。3.3 沖壓設(shè)備的確定由于復(fù)合模的特點，為防止設(shè)備過載，可按公稱壓力F壓（1.61.8）F選擇壓力機。F壓（1.61.8）F66.4574.75KN查表選取公稱壓力為100KN的開式壓力機，參數(shù)如下：公稱壓力：100KN滑塊行程：55mm滑塊行程次數(shù)：145次/min最大閉合高度：180mm最大裝模高度：145mm模柄孔尺寸：30mm 55mm第四章主要工作部分尺寸計算4.1 沖孔刃口計算查表沖

14、裁模初始雙面間隙Z取Zmi n=0.132mZmax=0.240m對零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度IT14，因制件形狀簡單且對稱，在這里保證精度IT13。查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表 3-6簡單形狀沖裁時12.46c 0.14mm的極限偏差 = 0.14mm，磨損因數(shù)查表得x=0.75。沖孔凸凹模的制造公差由表差得：:.凸=0.020mm :.凹=0.025mm校核：、凸 +、凹=0.045mmZmax - Zmin =0.108mm則凸模刃口尺寸d 凸=(d0min X J-、凸0 =12.57-0.020mmd 凹(d 凸Zmin)0，(dmin X Zmin)0 12.70。54

15、.2 翻邊工作刃口尺寸計算如圖5-1，由于在翻邊過程中，材料沿切向伸長，因此其端面的材料變薄非 常嚴重，根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小于原來 的材料厚度。查表得平板毛坯翻邊時凸凹模之間的間隙取Z/2=1.3mm.翻邊凸模的刃口尺寸計算如下：查表得翻邊凸模極限偏差為：2400.24mm查表磨損系數(shù)取X=0.5貝U d凸 = (d+XA) Im=(24+0.5*0.28)07=24.1400.07 mm翻邊凹模的刃口尺寸計算如下：根據(jù)翻邊間隙和翻邊凸模的刃口尺寸來確定翻邊凹模的人口尺寸D凹=(d 凹 +2*Z/2 ) 0(1/4):(24.14+2*1.3 ) 00.07

16、=26.7400.07 mm第五章主要零部件及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 模架的選擇查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.4-30后側(cè)導(dǎo)柱模架(GB/T2851.3-1990)根據(jù)凹模周界尺寸選擇選擇模架 160X160mm名稱尺寸材料熱處理上模板160X 160mrK 40mmHT200下模板160X 160mrK 45mmHT200導(dǎo)柱 28mrK 150mm20滲碳5862HRC導(dǎo)套 28mr 100mrK 40mm20滲碳5862HRC凸緣模柄 32mm3.8mm所以此凸凹?？梢詽M足要求具體的凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖：165.4 翻邊凹模的設(shè)計翻邊凹模由上凹模固定板固定，工作時，凹模下行， 對毛坯進行壓邊 從而達到翻邊的作用。因為沖裁件形狀簡單，沖裁材料厚度小于3mn所以 翻邊凹模選用材料為T8A鋼，淬硬處理。5.3 其他部件的設(shè)計名稱尺寸材料熱處理壓邊圈高度34mm45-上模墊板高度24Q235-導(dǎo)板 105mr 40mmQ235淬火帶肩推板-Q235淬火推桿 13mm45淬火（43-48HRC翻邊凹