模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書

1、一 前言 2二沖壓件工藝分析 3三工藝方案的確定 4四模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 8五模具零件的選用、設(shè)計(jì)及計(jì)算 9六壓力機(jī)校核 10七凸模、凹模加工工藝方案 11八設(shè)計(jì)小結(jié) 13九參考文獻(xiàn) 13-4 -模具是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、儀器儀表、 加點(diǎn)通訊等產(chǎn)業(yè)中，60% -80%的零部件均依靠模具成形，特別是沖壓和塑料成 型加工中應(yīng)用極為廣泛。本設(shè)計(jì)是對(duì)板料的沖壓，板料沖壓是金屬塑性加工的一種基本方法，冷沖 模則是推行沖壓工藝比不可缺的裝備。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電行 業(yè)作為科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，也隨著有了飛速的發(fā)展。隨著加工技術(shù)的不斷深化， 加工件精度的日趨提高，模具的制造

2、更是有著長(zhǎng)足的進(jìn)步。至今，我國(guó)模具制 造行業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床行業(yè)。有關(guān)沖壓技術(shù)方面的為題愈來(lái)愈為人們所關(guān)注。 相應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚撗芯亢蜎_壓加工機(jī)理的探討也隨之不斷深化。模具的設(shè)計(jì) 和加工改善沖件的質(zhì)量和提高模具的使用壽命也就顯著更為重要。本設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)零件的模具設(shè)計(jì)，以基礎(chǔ)、工藝、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、材料入手， 設(shè)計(jì)一套加工連接墊片的模具。并使之滿足要求。一、沖壓件工藝性分析工件為圖1所示的沖孔落料件，材料為 Q235鋼，料諄t=1.2mm ,大批量生產(chǎn) 工藝性分析內(nèi)容如下：1 .材料分析Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。2 .結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，外形均由圓弧連接過(guò)渡，對(duì)沖裁加工較

3、為有利。零件中有兩個(gè)孔，其中最小孔徑為？10mm符合沖裁最小dmin A 1.0t=1.2mm的要求。另外，經(jīng)計(jì)算孔距零件外形之間的最小孔邊距為5mm滿足沖裁件最小孔邊距l(xiāng) min>1.5t=1.8mm的要求。所以，該零 件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。3 .精度分析零件上所有尺寸都未標(biāo)注公差要求，因此，該零件在精度方面要求不高，很容易達(dá)到取12級(jí)精度，普通沖裁可以滿足零件的精度要求。二、工藝方案的確定工件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(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：沖孔一落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。比較以上三個(gè)方案：方

4、案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生 產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二：只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模 具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀較簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。由于零件尺寸較小，精度也不高，而級(jí)進(jìn)模廣泛應(yīng)用于尺寸較小的沖件，成本比復(fù)合模 低，安全性高，生產(chǎn)效率高。所以，比較三個(gè)方案欲采用方案三生產(chǎn)。三、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 刃口尺寸計(jì)算根據(jù)零件形狀的特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。1)落料件尺寸的基本計(jì)算公式為DAl=(Dma)-XA)a

5、0DTi=(Da-Z min) 0 T尺寸700n&mm查的該零件凸凹模最小間隙Zmin=0.126mm最大間隙Zmax=0.180mm ;凸模 0.3制造公差6 T=0.020mm凹模制造公差6 A=0.030mm將各值代入6 A +&T<Zmax -Zmin校驗(yàn)是 否成立。經(jīng)檢驗(yàn)，不等式成立，將數(shù)字代入公式得：DA1=69.77500.030mm, DT2=69.649°0.020mm。尺寸？40002mm查彳#其Zmin、Zmax占A 6 T數(shù)值與上一尺寸相同，所以同樣滿足 6 A+ 6 T< Zmax-Zmin 的要求，則 D2 =39.85 嚴(yán)3

6、0 mm,Dt2 =39.724 0 mm。.尺寸？2000 21mm凸模制造公差6尸0.020mm凹模制造公差6 A=0.020mm且滿足6 a+ 6 T<Zmax-Zmin。則 D3=19.84 0.020 mmDT3 =19.714 0mm。Xx . Xx Xx2）沖孔基本公式為0dT=(dmin+XA)T , dA= (dmin+ XA +Zmin) 0 A尺寸？1000.180mm查得凸模制造公差6 T=0.020mm凹模制造公差6 A=0.020mm經(jīng)驗(yàn)0潴足 6 A+6 T< Zmax-Zmin 的要求，所以的 dT=10.135 0 020 mm,dA=10.261

7、00.020mm3）中心距：零件上兩孔中心距（50±0.12） mm,代入中心距計(jì)算公式得L= (50±0.12/4) mm= (50±0.04) mm。3.2 排樣方式的確定及計(jì)算模具導(dǎo)料零件采用無(wú)側(cè)壓的導(dǎo)料板裝置，所以條料的寬度應(yīng)在尺寸的增加搭邊值的基礎(chǔ) 上在增加一間隙值，可查得該間隙值為 0.5mm ,分析零件形狀，采用單直排或斜排方式，零件的可能排樣方式有圖2所示三種。現(xiàn)選用比較圖b ，圖c ,顯然圖c方案的材料利用率要高，所以排除b方案 1500mm*1000m的鋼板，則計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為1) 裁成寬74mm,長(zhǎng)1500

8、mm勺條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為1000/74*1500/42=13*35=4552）裁成寬74mm,長(zhǎng)1000mm勺條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為1500/74*1000/42=20*23=460-7-3）裁成寬44mm,長(zhǎng)1500mm勺條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為1000/44*1500/57.08=23*26=5983）裁成寬44mm,長(zhǎng)1000mm勺條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為1500/44*1000/57.08=34*17=578比較以上四種剪裁方法，第三種裁剪方法的材料利用率最高，所以最終剪裁為寬44mm ,長(zhǎng)1500mm勺條料。3.3 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)

9、算此零件的周長(zhǎng)為233.74mm（落料周長(zhǎng)為170.94mm沖孔周長(zhǎng)為62.8mm,材料厚1.2mm Q235鋼的抗剪強(qiáng)度取310MPa則沖裁該零件所需的沖裁力F 落=KLt 什1.3 X 170.94 X 1.2 X 310=82.67KN5沖=_161.3乂62.8 X1.2 X310=30.37KNF= F 落 + F沖=113.04KN模具采用剛性卸料和推件的結(jié)構(gòu)，所以所需推件力為F推=NKF=4X 0.055 X 113.04=24.87KN.則零件所需得沖裁力為5總=5+5推=137.91KN初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J23-16 。3.4 壓力中心計(jì)算零件為一對(duì)稱件，所以零件的壓力中心

10、就是零件的對(duì)稱中心。但由于采用了級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，因此需計(jì)算模具的壓力中心。設(shè)模具壓力中心的坐標(biāo)為（x, 0）,則有F 沖（57.08-x ） =5落乂x=12.72mm-10 -3.5 壓力機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算沖壓工藝總力，沖壓設(shè)備擬選 J23-16,模柄孔尺寸為？40X 60其主要參數(shù)如下:公稱壓力滑塊行程最大閉合高度閉合高度調(diào)節(jié)量工作臺(tái)尺寸模柄孔尺寸墊板厚度:160KN:55mm:220mm:45mm:300mrK 450mm:40mrK 60mm:40mm四、模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析知，采用級(jí)進(jìn)沖壓 ，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。4.2 定位方式的選擇為了保證磨具正常工作和

11、沖出合格沖裁問(wèn)，必須保證坯料或工作刃口處于正確的相對(duì)位 置，則必須定位。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與送料方向垂直的方向上的限位， 保證條料沿正確的方向送料，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn) 的距離，稱為送料定距。送進(jìn)方向用導(dǎo)料銷和導(dǎo)料板定位。送料定距用擋料銷和導(dǎo)正銷定距。4.3 送料方向的選擇因?yàn)槟＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送 進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷定距。而第一件的沖壓位置應(yīng)為條料長(zhǎng)度有一定條量，可 以靠操作工目測(cè)來(lái)定4.4 卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mni采用剛性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生

12、產(chǎn)，所以采用下出件比較便 于操作與提高生產(chǎn)率。4.5 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。五、模具零件的選用、設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）凹模與標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。琪輪廓尺寸可按公式計(jì)算：凹模厚度 H=KB=0.25< 70=17.5mm實(shí)取 20mm凹模壁厚 C=（1.5 2）H=1.7Xl7.5=29.75mm 實(shí)取 30mm凹模寬度 B=B+2C=40+2 30=100mm凹模長(zhǎng)度 L=122.8

13、+2C=122.8+2X 30=182.8mm）實(shí)取 184mm凹模輪廓尺寸為L(zhǎng)X BX H=184mm 100mrK 20mm模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為：上模座200mrK 125mrK 35mm,下模座 200m佛 125m佛 40mm,導(dǎo)柱 25mrK 140mm,導(dǎo)套25m佛 95mrK 38mm。2）落料凸模的選擇結(jié)合工件外形并參考加工，將落料模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割加工，凸模通過(guò)2個(gè)M6螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按 H6/mS凸?？傞L(zhǎng) L=hi+h2+t+h=16+14+1.2+18.8=50mmhi 一凸模固定板厚度，一般取凹模厚度 H的

14、0.60.7倍，即h1=16mm;h2一卸料板厚度，取h2=14mm；t一料厚，為1.2mm；h 一增加長(zhǎng)度，包括凸模修料板間的安全距離模量（5mm +凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5mm 1mm +凸模固定板與卸，一般取1020mm。3）沖孔凸模的選擇因?yàn)樗鶝_的孔是圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模 采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。需沖 ？1?？?5.2模柄的選擇采用壓入式模柄，壓入式模柄與上模座孔采用 H7/m6過(guò)渡配合，并加銷釘以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。 模柄尺寸與壓力機(jī)模柄孔相適應(yīng)，模柄 A40X 90 o 5.3定位零件的設(shè)計(jì)1）導(dǎo)正銷和擋料銷的設(shè)計(jì)落料凸模下部設(shè)

15、置一個(gè)導(dǎo)正銷，借用 ？10孔作導(dǎo)正孔導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊材料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面1mm導(dǎo)正銷采用H7/n6,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/n6的配合。導(dǎo)正銷A10X 35。擋料銷A6X 10。2）導(dǎo)料銷和墊板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷的與條料接觸，導(dǎo)料銷 A6X 100墊板厚度取8 mm。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC3）卸料部件的設(shè)計(jì)（1）卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，卸料板厚度為14mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC。（2）卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置6個(gè)卸料螺釘，選用M8螺釘 。卸料釘尾部應(yīng)留有

16、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 1mm ,有誤差時(shí)通過(guò)螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào) 整。5.4 模架部件的設(shè)計(jì)上模座的厚度H上取35mm,上模墊板H墊取8mm,凸模固定板厚度hi取16mm,下模座 厚度H下取40mm,那么，該模具的閉合高度：H 閉=H± + H下 + H 墊 + L + H - h2=（35 + 40 + 8 + 50 + 20 - 1）=152mmL 一凸模長(zhǎng)度，L=50mmH一凹模厚度，H=20mmh2一凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 ，h2=1mmo5.5 其他零部件的選擇1）螺釘?shù)倪x擇選才¥ 12個(gè)M8緊固螺釘用來(lái)固定上下模板，

17、為圓柱頭內(nèi)六角螺釘選才¥2個(gè)M6緊固螺釘用來(lái)固定墊板與凸模，為開槽沉頭螺釘2）導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇導(dǎo)柱選擇B型導(dǎo)柱，尺寸dXL為？25X 140導(dǎo)套選擇A型導(dǎo)套，尺寸dXLXD為？25X 85X 334）銷釘?shù)倪x擇銷釘一般選擇與連接螺釘相同的規(guī)格，或者小一號(hào)規(guī)格。因此選 M6。六、壓力機(jī)校核初選的壓力機(jī)為J23-166.1閉合高度Hmin - Hi + 10 < H < Hmax - Hi -5即：175-40+10=145mm 152mmi< 220-40-5=175mmHmin 一壓力機(jī)的最小閉合高度，尺寸為 220-45=175mmHmax-壓力機(jī)的最大閉合高度，尺

18、寸為220mmH 一模具閉合高度，尺寸為152mmH1一墊板厚度，尺寸為40mm壓力機(jī)符合要求，可以使用。6.2工作臺(tái)面尺寸-12 -工作臺(tái)尺寸：300mrK 450mm厚度為40mm。比模具模架尺寸5070mm,符合要求七、凸模、凹模加工工藝方案7.1 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 落料凹模加工工藝路線備料一鍛造一熱處理一粗銃一磨上下平面一鉗工劃線一銃漏料口 一熱處理一磨上下平面 一線切割一鉗工精修一檢驗(yàn) 落料凸模加工工藝路線備料一鍛造一熱處理一初銃一磨上下平面及相鄰兩側(cè)面一鉗工劃線并加工一鉆孔攻螺紋 一銃漏料口一熱處理一磨上下平面一線切割一鉗工精修一檢驗(yàn) 沖孔凸模加工工藝路線備料一鍛造一車削一熱處理一磨

19、削一鉗工精修一檢驗(yàn)7.2 模具的裝配通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖。模具的上模部分主要由上模板、墊板、凸模、凸 模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用剛性卸料。下模部分有下模座、凹模板、導(dǎo)料板等 組成。沖孔廢料和成品均由漏料空漏出。條料送進(jìn)時(shí)采用擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上 ？10孔 作導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作是完成沖壓后，把條料抬起向前移動(dòng)， 用落料孔套在擋料銷上，并向前推緊，沖壓時(shí)凸模上的導(dǎo)正銷，再作精確定距。擋料銷位置 的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移 0.2mm ,沖壓過(guò)程中粗定位完成以后，當(dāng)用導(dǎo)正銷作精確 定位時(shí)，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再

20、將條料向后回約 0.2mm而完成精確定距。用這種方法定距， 精度可達(dá)到0.2mm。1 .清洗壓力機(jī)滑塊底面，工作臺(tái)和墊片平面及上下模座的頂面和底面。2 .降沖模置于壓力機(jī)工作臺(tái)或墊片上，移至近似工作位置。3 .觀察工件或廢料能否落下。4 .用手搬動(dòng)飛輪或壓力機(jī)的寸裝置，是壓力機(jī)滑塊逐漸降至下極點(diǎn)。在滑塊下降過(guò)程中移動(dòng) 沖模，以便模柄進(jìn)入滑塊中的模柄孔內(nèi)。5 .調(diào)節(jié)壓力機(jī)至近似的閉合高度。6 .安裝固定下模的壓板，墊塊和螺栓，但不擰緊。7 .緊固上模，確保上模頂部與滑塊底面貼近無(wú)縫隙8 .緊固下模，逐次交替擰緊。9 .調(diào)整閉模高度，使凸模進(jìn)入凹模。10 .回升滑塊，在個(gè)滑動(dòng)部分加潤(rùn)滑劑，確保導(dǎo)套上部出氣槽暢通。11 .以紙?jiān)嚊_，觀察毛刺以判斷間隙是否均勻?；瑝K寸動(dòng)或手搬使飛輪移動(dòng)12 .刃口加油，用規(guī)定材料試沖若干件，檢查沖件質(zhì)量。13 .安裝