圓墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計

1、墊片34復(fù)合模CAD設(shè)計第2章工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1制件的工藝性分析及工藝計算2.1.1工藝分析由圖可知，產(chǎn)品為圓片落料、圓片沖孔。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)簡單對稱，無狹槽、尖角；孔與孔之間、 孔與零件之間的最小距離滿足c1.5t要求。(c =80 40 -2.5 =17.51.5t=1.5)2Ji .|(1) 尺寸精度任務(wù)書對沖件的尺寸精度要求為IT12級，查參考文獻(xiàn)2知，普通沖裁時對于該沖件的精度要求為IT12IT11級，所以尺寸精度滿足要 求。(2) 沖裁件斷面質(zhì)量： | 因為一般用普通沖裁方式?jīng)_1mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度 Ra可達(dá)12.53.2m，毛I(xiàn) * :-刺允許高度為0.05

2、0.1mm本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒有太嚴(yán)格的要求，單要求孔及輪廓邊緣 無毛刺，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可以保I I證。(3) 產(chǎn)品材料分析對于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計的產(chǎn)品材料為08鋼，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強度、硬度低而塑性較好，非 常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證 i經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。2.1.2排樣及工藝計算2.1.2.1 排樣零件外形為圓形，可以采用單排、交叉

3、雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉 雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計決定采用單排 結(jié)構(gòu)。如圖所示。圖2.1排樣圖2.122搭邊查參考文獻(xiàn)1，確定搭邊值a , b。當(dāng) t=1 時，a=2, b=1.52.1.2.3條料寬度B=D+2a=80+2*2=84mm2.1.2.4 材料利用率n式中n 個歩距內(nèi)沖裁件數(shù)目；A沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）； S歩距長度；B板料寬度；?。簄=1;A=n *402=5026.55 ； S=81.5; B=84n =5026.55 / 81.5*84=73.42.2沖壓力及壓力中心的計算221計算沖壓力2

4、.2.1.1 沖裁力沖裁力公式為P孔 P落式中P沖裁力；P孔 沖孔沖裁力；P落一落料沖裁力。2.2.1.2沖孔沖裁力P孔式中K系數(shù)（取K=1.3）; I. / In孔的個數(shù)，n=3。L孔一沖孔周長，L孔 1 =二二 40 = 125.66mmi. IL孔 2 = d -二 5 = 15.7 mmt 材料厚度，t =1mm已一材料抗剪強度，查參考文獻(xiàn)2知LY12, L =280320MPa取壬=300MPaP孔 R P2 =1.3 125.66 1 300 2 1.3 15.7 1 300 =61253.4=61.25KN 2.2.1.3落料沖裁力P落。L落-二D -二 80 = 251.33m

5、m所以 P落 =1.3 251.33 1 300 =98018.7N = 98.02KN2.2.1.4卸料力P卸。精心整理式中K卸一卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1知K卸=0.010.05,取K卸二0.03。所以 p卸二0.03 98.02 =2.94KN2.2.1.5推料力P推式中K推一推料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1取K卸=0.055。n 同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，n=3。所以 p推 =3 0.055 61.25 =10.1KN2.2.1.6頂件力P頂式中K頂一頂件系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1取K頂二0.06。7、込711所以 p頂=0.0661.2598.02 =9.56KN2.2.1.7總沖壓力P總沖裁時，壓力機的

6、壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖 壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出 件的模具時，總的沖壓力為P總二 PP卸P推二P孔P落-P卸P推=61.25 98.022.9410.19.56 =181.87KN初選壓力機：Jc23-35。 11 2.2.2計算模具壓力中心由于該零件完全對稱于相互垂直大大兩條多層次線，所以模具的壓力中心在幾 何圖形的狹槽點上。2.3凸模凹模凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計算2.3.1計算模具刃口尺寸模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，計算刃口尺寸時宜采用尺寸轉(zhuǎn)換法計算。零件上包含三個尺寸：落料尺寸 A=80；.74 ；沖孔尺寸 B 40006

7、2, B2 二5003 ；位置尺寸H =30_0.105。查得沖裁模刃口雙間隙Z min =0.24 mm Z max = 0.36 mm1）落料刃口尺寸計算：80紜74的凸凹模的制造公差由表查得、凹=0.030mm，、凸=0.020mm。由于凹 凸二 0.05 ： Zmax -Zmin，故采用凸模與凹模分開加工方法， 由表查得X=0.5，貝U：其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：2 ）沖40mn孔刃口尺寸計算：40腭2的凸凹模的制造公差由表查得、凹=0.030mm ,凸=0.020mm.由于 :凹丄門凸=0.050 ： Z max Z min , 故采用凸模與凹模分別加工方法， 由表查得X=0.5，

8、貝d 凹二（d 凸 Zmin）o 凹二（40.31 0.24）00.03 = 40.5500.03mm,其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：40313）沖5mn孔刃口尺寸計算： 朋嚴(yán)的凸凹模的制造公差由表查得 凹=0.020mm，凸=0.020mm.由于:凹凸=0.040 ： Zmax Zmin ,故采用凸模與凹模分別加工方法, 由表查得X=0.5，貝其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：232落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計算落料凹模尺寸如圖5.1所示。2.3.2.1 厚度 Hd式中H理一凹模的理論厚度圖5.1JL落P落匚吃評51.3穿鼎18.72/28.96 mm進(jìn)一位取整數(shù)取HH 理=0.25查參考文獻(xiàn)4知刃磨余量為。

9、所以凹模厚度為29+6=35mm因為落料沖裁力珞=98.0lx150KD25mm所以將凹模做成一塊凹模板和一塊夾板相拼的結(jié)構(gòu)。綜合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，取凹模厚度 .-IH凹=23 mm夾板厚度為12mm2.3.2.2凹模板直徑Dd幫二I * i零件外形為圓形，而且完全對稱，所以將凹模板做成圓形。式中W1 切斷輪廓線到凹模邊緣的尺寸，輪廓為平滑曲線時，W11.2H理所以 Dd = 80 2 1.2 29 = 149.6 mm查參考文獻(xiàn)2按推薦值取Dd = 150 mm所以凹模板外形尺寸150 352.3.3沖孔凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定圖5.2凸模尺寸2.3.3.1沖孔凸模長度L如圖所示H1 = (0.

10、 60.8 ) H p式中H1 凸模固定板厚度；H p 沖孔凸模厚度，Hp1=21mm Hp2=10mmI自一凸模自由長度所以 比=(0.6 0.8 ) Hp= (0.6 0.8 ) 21=12.6 16.8mm 取 比=14mmH1 = （0.60.8 ） H p= （0.60.8 ） x 10=68mm取 H“8mm1自=Hd h =23 - 12 =35mm（考慮到在落料前沖孔凸模先接觸板料，所以取I自=35.5 mm。所以取H1 = 14mmL1 = H1 I自 =14+35.5=49.5mmL2 = H1 I自 =14+35=49mm2.3.3.2凸模強度（壓應(yīng)力）校核校核公式為二牛

11、壓式中Fmin 凸模最小斷面積，F(xiàn)mimind VI =兀 X 2)5.13= 20.67mm2;冋壓一凸模材料的許用壓應(yīng)力，凸模材料選用Cr12MoV查參考文獻(xiàn)2 知,JI1,.1壓=(10001600) MPa 取呵壓=1200MPa因為= -6 = 296 MPai壓Fmin20.67所以凸模強度校核符合要求。2.3.3.3凸模剛度（細(xì)長桿失穩(wěn)）校核。EJ maxnP孔IT校核公式l max乞式中Imax 凸模最大自由高度;E凸模材料彈性模量，一般取 E=2.1 105MPaJ max 凸模最小斷面慣性矩，圓形斷面Jmaxd4 764一支承系數(shù)，無導(dǎo)板導(dǎo)向=2 ；n安全系數(shù)，鋼取n =2

12、3。代入公式得EJ maxTLl 1 maxnP孔210000 二 5134 0.96 mm2 ；64 3 6123實際 1自=35.5 mm40.96mm所以凸模剛度符合要求2.334凸凹模工作尺寸計算圖5.3凸凹模各部分尺寸1）凸凹模長度Hpd確定H pd 二 h自由h預(yù) H 卸 H 2 = 142 1024 = 46 mm式中H卸一卸料板厚度，取H卸=10 mmHi 凸凹模固定板厚度， 比二（0.60.8 ） H凹h = （0.60.8 ） 35 = 21二-I lX28mm 取 H j = 24 mm$ f2）凸凹模壁厚校核查參考文獻(xiàn)2知，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚nmin =2.7 （

13、料厚t =1mm；本設(shè)計中 n 二 79.49 -60 -5.39 /2 =7.05 nmin所以凸凹模壁厚校核合格，按圖設(shè)計的凸凹模符合要求。3）其他漏料孔直徑取曾=44mm % =7mm，刃口直邊設(shè)計存三片料，高為 5mm凸凹 模和凸凹模固定板之間在裝配時安裝止轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)。2.4模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出， 不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張 力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強度不足。經(jīng)分析，此工件有三個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工 件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低

14、，所以從操作方便、模具制造簡單 等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。2.4.1送料定位機構(gòu)設(shè)計采用伸縮式擋料銷縱向定位，安裝在橡膠墊和活動卸料板之間。工作時可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便.2.4.2卸料機構(gòu)設(shè)計2.4.2.1條料的卸除采用彈性卸料板。因為是倒裝式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。242.2工件的卸除采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，羅在模具工作表面上。242.3沖孔廢料的卸除下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從 下模座的漏料孔中排出。2.4.3出件機構(gòu)設(shè)計因為是復(fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機構(gòu)2.5其他零件尺寸的確定2.5.1橡膠墊為保證橡膠墊不過

15、早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要高度的一 I 445%一般取自由高度的35%-45%橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的 10%- 15% _ I Is j I r橡膠墊產(chǎn)生的力式中F 壓力；A橡膠墊橫截面積；p 與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力，如表5.1所示。s0.25-0.10= 13.3 mm 取 14mm表5.1橡膠壓縮量和單位壓力橡膠壓縮量(%單位壓力1r1 | (MPa橡膠壓縮量(%)單位壓力(MPa)100.26251.0315丨 ”一0.50301.5220i.0.70352.102 2 2取 A 150 -80= 12644.9mm，則4P卸2940p-0.23 M

16、PaA 12644.9取壓縮量為25% 預(yù)壓縮量為10% 工作仃程s = t+1紜2mm所以橡膠墊的自由高度為預(yù)壓縮量取為h預(yù)=2m。2.5.2凸凹模固定板凸凹模固定板形狀與凹模板一致，如圖 5.3所示，厚度為24mm2.5.3凸模固定板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形尺寸相同，但 還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合 H7/m6 H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為圓形，厚度 一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235H凸固定=14mm2.5.4墊板沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應(yīng)力超過模座材料的許用壓應(yīng)力，這

17、時需 要在凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況下雨加墊板。I -/ I式中匚y 凸模端面的壓應(yīng)力，其數(shù)值為 P ；yFgy模座材料下雨壓應(yīng)力，其數(shù)值：鑄鐵約為looMPa鋼約為200MPap 沖裁力；F 凸模上端面面積。墊板的下載與凸模固定板一致，厚度一般取 412mm墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平, 表面粗糙度 RsK 0.320.63。由于本套模具選用壓入式模柄，在上模座與凸模固定板之間也必須安裝墊板，厚度取為8mm:下面校核一下凸凹模與下模座之間是否下雨加墊板。已知凸凹模下端面直徑Dpd =90mm所以所以二yP _ 159272.1F 6361.7二 25MPa模座采用鑄鐵，；y

18、 =100MPa ；y，所以不用加墊板。2.5.5卸料板卸料板同樣為圓形板，直徑和凹模板一致，如圖5.3所示，厚度為10mm卸料板材料選A3或（45）鋼，不用熱處理淬硬。取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.10.3mm.卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm螺紋部分為M1CK 10mm卸料 釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm 有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。2.5.6模座根據(jù)凹模板的尺寸，模座采用標(biāo)準(zhǔn)的中間導(dǎo)柱圓形模座，材料采用HT200標(biāo)記為：上模座 160 40GB2855.11 81；下模座 160 45GB2855.12-81。2.6壓力機的確定模具的閉合高度為I; IH 閉=日上模+ H 墊+ L+ H+ H下模h2= (40+8+14+35+46+45-2 mm=186mm 式中L凸模長度，L=4