沖壓模具設計說明

1、一、工藝性分析2二、工藝方案的確定3三、模具結構形式的確定3四、工藝設計3（1 ）計算毛坯尺寸3（2）畫排樣圖3（3）計算材料利用率4（4）計算沖壓力5（5）初選壓力機6（6 ）計算壓力中心7（7）計算凸凹模刃口尺寸8五、模具結構設計8（1 ）模具類型的選擇8（2 ）定位方式的選擇8（3）凹模設計8（4）凸模設計9（6）選擇模架及確定其他沖模零件尺寸10六、裝配圖和零件圖12七、結束語12致13參考文獻14設計容一、工藝性分析此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料為08F,具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件 結構相對簡單。有一個6的孔和兩個非圓孔：孔與孔孔與邊緣之間的距離也滿足要求, 最小壁厚為4

2、mm（/b孔與邊緣之間的距離）。工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14 級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。但應注意：材料08F 厚度t=1.2nim圖1（1）有一定批量，應重視模具材料和結構的選擇，保證一定的模具壽命。(2) 沖裁間隙，凸凹模間隙的確定應符合制件的要求。(3) 各工序凸凹模動作行程的確定應保證各工序動作穩(wěn)妥、連貫。二、工藝方案確定該工件包括落料.沖孔兩個基本工序，可有以下三種方案：方案一：先落料后沖孔采用單工序模生產(chǎn).方案二：落料沖孔復合沖壓采用復合模生產(chǎn).方案三：沖孔落料級進沖壓采用級進生產(chǎn).方案一模具結構簡單但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中

3、批量生產(chǎn)要求方案二只需要一副模具工件精度及生產(chǎn)效率都能滿足，模具輪廓尺 寸較小，制造成本低。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率髙，操作方便，工件精度也能滿足要求。 通過對上述三種方案的分析比較，該工件沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、模具結構形式的確定。因制件材料較薄，為保證制件平整，采用彈性卸料裝置。為方便操作和取件可初選 雙立柱可傾壓力機，橫向送料。采用圓柱頭式擋料銷。綜上所述：由沖壓手冊表53, 5-8選用彈性卸料橫向送料典型組合結構 形式，后側導柱滑動導向模架。四、工藝設計。(1) 計算毛坯尺寸。制件長尺寸如圖一。(2) 排樣方式的確定及尺寸確定。排樣方式的選擇方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁

4、，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由 沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質量差，模具壽命較 方案一低，但材料利用率稍髙，沖模結構簡單。方案三：無廢料排樣沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。制件排樣如圖2：（3）計算材料利用率n。由參考書沖壓手冊P45表2-18材料厚度t圓件及r>2t的圓角矩形邊長LW50矩形邊長L>50或圓角r2t工件間a>側邊

5、a工件間a側邊a】工件間a.側邊a0. 25以下1.82.02.22.52.83.00. 250.51.21.51.82.02.22.50.5 0.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.61.01.21.51.81.82.0162.01.21.51.82.52.02.2表2-18最小工藝搭邊值（單行排列）（單位為mm）選a=l. 5mm,ai=l. 2mm.由沖壓工藝學P45,無側壓裝置有:條料寬度 B： = D+2 (a+A)+cl)°A導尺間距離S=b+c 1=D+2 (a+ A +cl)其中：b條料板公稱寬度（nun）D

6、沖裁件垂直于送料方向的尺寸（価）a一側搭邊的最小值，見表2-18 (nun)cl導尺與最寬條料之問的單面小間隙，其值見表2-21 (mm)條料寬度的單向偏差，見表2-19、表2-20 (mm)查表 2-19,有 A =0. 6nun，表 2-21,有 c 1=0. 5mm則；B = D+2X(a+A)+cl)=50. 3 mm條料步距 S=14+al=15. 2 mm.查參考書沖壓手冊P506表8-12,選板料規(guī)格為600mmX1200minX 1.2mm。 由零件圖算得一個零件的面積為S=14 X 48-2 X (14-7 X 1. 732)1 + (14 X 14 X 3. 14 4- 6

7、7 X 1.732 X 14 4-2) X 2-3. 14X3X3-5X2X2-3. 14X2X2=510. 7 mm 2采用橫裁時，剪切條料尺寸為50.3。一塊板可裁的條料為23,每條可沖零件個數(shù)39個零件。則一塊板材的材料利用率為：7= (nXA0/A) X100%7= (23X39X510. 7/600X1200) X 100% =63. 6%采用縱裁時，剪切條料尺寸為50.3。一塊板可裁的條料為11,每條可沖零件個數(shù)78個零件，則一塊板材的材料利用率為：7= (nXA0/A) X100%7= (11X78X510. 7/600X1200) X100%=60.9%根據(jù)以上分析，橫裁比縱裁

8、時的板材材料利用率高，因此采用橫裁。每塊裁成50.3mm X 1200mm X1.2nun的條料。(4) 計算沖壓力。1)、沖裁力的計算用平刃沖裁時，其沖裁力F般按下式計算：F=KLt xb 式中F沖裁力；L沖裁周邊長度；t材料厚度；材料抗剪強度；K系數(shù)，系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板料力學性能和厚度波動等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取K = 1.3o計算沖裁件輪廓尺寸 L=L48-(14-7X 1.732) X2 X2+3. 14X2X144-3=117. 8nun由參考書沖壓手冊查得08F的抗剪強度為t b=300MPa由參考書沖壓手冊表237表2-37

9、卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmK卸K推5W0. 10. 065'0 0750. 10. 14>0. ro.s0. 045、0 0550. 0630. 08鋼>0. 5、2 50. 040. 050. 0550. 06>2. 5、6 50. 030. 040. 0450. 05>6.50. 020 030. 0250. 03鋁、鋁合金0. 0250. 080. 03、0 07紫銅，黃銅0. 020 060. 03、0 09則：采用彈性卸料裝置沖裁力為F總二F沖+F頂+ F卸 F 沖薩 1.3Lt 5=55130. 4N F推=nK推F落由表查出K推二0.0

10、55,查得凹模刃口直壁髙度h=8mm,則n=h/t=6. 67 F 推二nK 推 F 落=20224. 6N件料表頂卸查力:F2=K2F力：F3=K3F:K2 =0. 06 K3 =0. 04F2=0. 06X55130. 4=3307. 824NF3=0. 04X55130. 4=2205. 216N總沖裁力 F 總二F 沖+F 頂 + F 卸=55130. 4+3305. 824+2205. 216=60644. 04851=60. 6KN (5)初選壓力機。查表壓力機主要參數(shù)公稱壓力/©63滑塊行程/mm50行程次數(shù)/(次/min)160滑塊中心線至床身距離/mm110工作臺尺

11、寸/mm前后200左右315立柱間距離/mm150最大傾斜角30°最大閉模高度/mm170封閉高度調節(jié)量/価40沖模閉合高度H(Hmax-5)(Hmin+10)165mm 2H 2140mm（6）計算凸凹模刃口尺寸。對于形狀復雜或薄材料的沖裁件，為了保證凸凹模之間的間隙值，并使其分布均 勻，必須采用配合加工，這種方法是先加工好凸?；虬寄Ｗ鳛榛鶞始?，然后以此基準件 為標準加工凹?；蛲鼓?，使二者保持一定問隙。外形48mm, 14mm由落料獲得圓孔6及兩個非圓孔由沖孔同時獲得查表：Zmin =0. 126mm , Zmax =0. 180mm磨損系數(shù) x 尺寸48人5, 28±0

12、.2,5±0. 12, R2；025x=0. 75尺寸 1£«.43, R14：.43x=0.5尺寸6評&x=l基準制造偏差& 尺寸5±0. 126 =0. 03尺寸 28±0. 26 =0. 05尺寸 48打Q 6 =0. 0325尺寸 O 6J016 8=0. 04尺寸 14：43，R 140« 8=0. 1075尺寸 R 2；0 25 6=0. 0625磨損后變大的尺寸（A類）有4段025，14人3, Rl£°,3 二（仏曲）£ = （48-0. 75*0. 25） 0625 =47

13、. 8125 0625A2= （ 14-0. 5*0. 43） 1075 =47. 8125 J010754= ( 14-0. 5*0. 43)"5=47. 8125 J01075磨損后變小的尺寸(B類)有D6瀘6, 5±0. 12 ,R2；026By = (Bmin+xA)!B, =(6+1*0. 16):6. 16B產(chǎn)(5+0. 75*0. 24) OO3=5. 18%03坊=(2+0. 75*0. 25) $.0625 =2. 18750625孔距尺寸:Ld =L± A/8=28±0. 05(7)計算壓力中心。由于此沖裁件屬于中心對稱件，故其壓力中

14、心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心。五、模具結構設計：(1)模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，需落料沖孔兩個工序，所以模具類型 落料沖孔復合模。(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 方向采用導料板，無側壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷。而第一件的沖壓位置 因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。(3)凹模設計。 凹模結構形式因制件材料簡單，總體尺寸不大，選用整體式矩形凹模較為合理。因生產(chǎn)批量較大, 由文獻沖壓手冊丄表3-5選用T10A為凹模材料。由該文獻表2-39得凹模壁厚c=30mm。 凹模高度h二22nun。 凹模刃口與邊緣的距離由文獻沖壓手冊P68表241

15、得a=33mm 凹模長度：L=sl+2s2si 送料方向凹模刃壁間最大距離14mms2送料方向凹模刃壁到凹模邊緣最小距離33mmL=80mm凹模寬度：B 二 s+(2.54)cs一垂直于送料方向的凹模刃壁間最大距離 48mm c 凹模厚度30mmB=123"168mm 取 B=125mm凹模輪廓尺寸為80mmXI23mmX30mm凸模設計 凸模的結構形式與固定方法落料凸模刃口尺寸為非圓形，為了便于凸模和固定板的加工，將落料凸模設計成臺 階式。為了保證強度、剛度及便于加工與裝配，圓形凸模常做成圓滑過渡的階梯形，小端 圓柱部分。是具有鋒利刃口的工作部分，中間圓柱部分是安裝部分，它與固定板

16、按H7/m6 配合，尾部臺肩是為了保證卸料時凸模不致被拉出，圓形凸模采用臺肩式固定。 凸模長度計算凸模的長度是依據(jù)模具結構而定的。采用固定卸料板和導尺時，凸模長度按沖壓模具設計實用手冊P245公式計算：l=h1+h2+h；j+h式中L凸模長度，mm；出-凸模固定板厚度，一般為凹模厚度的60%"80%即18'24mm取H； 20mmH2卸料板厚度，一般取5" 10mm 取H2=10；H；J導尺的厚度，倒裝式復合模無導尺H附加長度，一般取1520nun,取H=15mmL=20mm+1Omm+15mm=45mm 凸模的強度與剛度校核一般情況下，凸模強度與剛度足夠，由于凸模

17、的截面尺寸較為積適中，估計強度足 夠，只需對剛度進行校核。對沖孔凸模進行剛度校核： 凸模的最大自由長度不超過下式： J- II有導向的凸模Lax<I2M .，其中對于圓形凸模Ifflin=nd764則 LnE2(x)£ 3xi；<2x26o 二°°mm由此可知：沖孔部分凸模工作長度不能超過2400mm,根據(jù)沖孔標準中的凸模長度 系列，選取凸模的長度：50.5 凸模材料和技術條件凸模材料采用碳素工具鋼T10A,凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 5660,凸模 尾端淬火后，硬度為HRC 4348為宜。6.6模架及其它零件的選用6. 6. 1模柄模柄的作用是

18、把上模固定在壓力機滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心, 模柄的直徑與長度與壓力機滑塊一致，模柄的尺寸規(guī)格選用壓入式模柄如圖8所示：圖8模柄模座標準模座根據(jù)模架類型及凹模同界尺寸選用，上模座：125X 125X30 GB 2855.5-81材料:HT200 GB/T9436-88下模座：125X125X35 GB 2855.6-81材料:HT200 GB/T9436-88導柱：20X100 GB 2861. 1-81材料：20 鋼 GB/T699-1999導套： 25X65X78 GB2861.6-81材料：20 鋼 GB/T699-1999模座材料采用灰口鑄鐵，它具有較好的吸震性，采用牌

19、號為HT200o6. 6. 3墊板墊板的作用是承受并擴散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。是否要用板，可按下式校核：P=Fl2/A式中P凸模頭部端面對模座的單位面積壓力；F；凸模承受的總壓力；A凸模頭部端面與承受面積。P=402. 857x1000/71. 5x71. 5=1378. 26MPa > o c=90140MPa由于計算的P值大于灰鐵模座材料的許用應力，因此在凸模與模座之間需要加墊板。6. 6.4緊固件的選用上模螺釘：螺釘起聯(lián)接緊固作用，上模上6個，45鋼，尺寸為M6*63下模螺釘：6個， 45鋼，尺寸為M6X50.銷釘起定位作用，同時也承受一定的偏移 力.上模3個

20、，45鋼，尺寸為66X60.6. 6. 4橡膠卸料橡膠的設計見表:項目公式結果備注卸料板工作行程h工h x=hi+t+h24 mmhl為凸模凹進卸料板 的高度0. 8mmh2為凹模沖裁后進入 凹模的深度2mm橡脫工作行程h工h x= h x+h 8 mmH修為凸模修模量， 取4mm橡膠自由高度he,由h 自由二 h x /0. 2730 mm取h工為h«,由的27%相交的預壓縮量h滇h«=15%h4. 5 mm一般 h«F (10%25%) h p由每個橡膠承受的載荷FF=aXaXp15625Na=125mm p=lMPaFF卻橡膠合適六、裝配圖rb.41Li11r_u矢結束語沖壓成形課程設計是我在大學期問的一門重要的課程，是把理論應用到實踐中