圓墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、墊片34復(fù)合模CA位計(jì)第2章工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝分析(c=80 -40 2.5 =17.5)2(1)尺寸精度任務(wù)書對(duì)沖件的尺寸精度要求為IT12級(jí)，查參考文獻(xiàn)2知，普通沖裁時(shí)對(duì)于該沖件的精度要求為IT12IT11級(jí)，所以尺寸精度滿足要求。(2)沖裁件斷面質(zhì)量(3)產(chǎn)品材料分析對(duì)于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)白產(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(qiáng)度、硬度低而塑 性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度與表面質(zhì)量沒(méi)有嚴(yán)格要求，所以盡量采 用國(guó)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經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性

2、能符合冷沖壓加工要求。排樣及工藝計(jì)算.1排樣零件外形為圓形，可以采用單排、交叉雙排或多排；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(huì)相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì) 決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖所示。圖排樣圖.2 搭邊查參考文獻(xiàn)1,確定搭邊值a, bo當(dāng) t=1 時(shí)，a=2, b.3條料寬度B=D+2a=80+2*2=84mm.4材料利用率”式中 n個(gè)步距內(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 步距長(zhǎng)度；B板料寬度；取：n=1; A=兀 *402; S=81.5; B=844=/計(jì)算沖壓力.1沖裁力沖裁力公式為P = PfL P落式中P一沖裁力

3、；P孔一沖孔沖裁力；P落一落料沖裁力。.2沖孔沖裁力P孔式中K 一n孔的個(gè)數(shù)，n=3。L孔一沖孔周長(zhǎng)，L孔1 =nd =冗父40 = 125.66mmL孔 2 = nd = 5 5 5 = 15.7 mmt材料厚度，t =1mm七一材料抗剪強(qiáng)度，查參考文獻(xiàn)2知 LY12, t=280320MPa 取 .二300MPa.3落料沖裁力P落。L落=nDX 80 = 251.33 mm所以P落=1.3 251.33 1 300 =98018.7N = 98.02KN.4卸料力P卸式中 K卸一卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1知K卸=0.01 K卸=0.03。所以% = 0.03 98.02 = 2.94 KN.5

4、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一同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),n = 3。所以串=3 0.055 61.25 =10.1 KN.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=0.06。所以Pfe =0.06 61.25 98.02 )=9.56KN.7總沖壓力P總沖裁時(shí)，壓力機(jī)的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。總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出 件的模具時(shí)，總的沖壓力為P息=P P卸 P推=電 P落 P卸Pt =61.25 98.02 2.94 10.1 9.56 KN初選壓力機(jī)：Jc23-35。計(jì)

5、算模具壓力中心由于該零件完全對(duì)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(diǎn)上。計(jì)算模具刃口尺寸模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，計(jì)算刃口尺寸時(shí)宜采用尺寸轉(zhuǎn)換法計(jì)算。零件上包含三個(gè)尺寸：落料尺寸 A =180174；沖孔尺寸 B1 =$40產(chǎn),B2 =*5003 ;位置尺寸H =30±0.105。查得沖裁模刃口雙間隙Zmin -0.24mnpZmax -0.36mm1)落料刃口尺寸計(jì)算：*800,74的凸凹模的制造公差由表查得6凹=0.030mm ,6 凸=0.020mm。由于 6凹 +6凸=0.05 MZmax Zmin ,故采用凸模與凹模 分開(kāi)加工方法，其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸

6、如圖所示：2)沖40mmi刃口尺寸計(jì)算：4000.62的凸凹模的制造公差由表查得6凹=0.030mm ,&凸=0.020mm.由于 6凹 +6凸=0.050 <Zmax -Zm ,故采用凸模與凹模分別加工方法，d 凹=(d 凸 +Zmin)f = (40.31+0.24)0°。3 =40.55j.03mm ,其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：3)沖5mmi刃口尺寸計(jì)算：帕丁3的凸凹模的制造公差由表查得6 凹=0.020mm,6 凸=0.020mm.由于 5凹 +6凸=0.040 <Zmax -Zmin , 故采用凸模與凹模分別加工方法， 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：.2

7、落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算.1厚度Hd式中H理一凹模的理論厚度。H理=0.256''L落 P落2 =0.25x6/251.33父98018.72 =28.96 mm進(jìn)一位取整數(shù)取H理=29 mm查參考文獻(xiàn)4知刃磨余量為h = 6。所以凹模厚度為29+6 = 35mm。因?yàn)槁淞蠜_裁力 喙=98.02KN <150KN ,所以凹模厚度應(yīng)小于25mm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(jì)，取凹模厚度H凹=23mmi夾板厚度為12mm.2凹模板直徑Dd零件外形為圓形，而且完全對(duì)稱，所以將凹模板做成圓形。式中 叫一切斷輪廓線到凹模邊緣的尺寸，輪廓為平滑曲線時(shí)，W

8、i >1.2H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沖孔凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定凸模尺寸.1沖孔凸模長(zhǎng)度L如圖所示H1 = (0.6Hp式中 Hi一凸模固定板厚度；Hp一沖孔凸模厚度，Hp1=21mmi Hp2=10mm l自一凸模自由長(zhǎng)度。所以 H1= (0.6 Hp= (0.6 父21= H1 =14mm 'H 1 = (0.6 H p = (0.6 x 10=68mm,取 H 1 = 8mml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l自=3

9、5.5 mm。所以取 H1 = 14mmL2 =H1 l自=14+35=49mm.2凸模強(qiáng)度（壓應(yīng)力）校核校核公式為Fmin4卬壓式中 Fmin一凸模最小斷面積，F(xiàn)min5.137 c 2I = 20.67mm ;< 2 )'5壓一凸模材料的許用壓應(yīng)力,凸模材料選用CU2MoV查參考文獻(xiàn)2知，。壓=(10001600) MPa 取壓=1200 MPa6123因?yàn)镕min=296 MPaqcr壓20.67所以凸模強(qiáng)度校核符合要求。.3凸模剛度（細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)）校核。校核公式31l max -EJ maxnP孔式中l(wèi)max 一凸模最大自由高度;E凸模材料彈性模量，一般取 E = 2.1x

10、105MPaJmax一凸模最小斷面慣性矩，圓形斷面 Jmax二d464，R一支承系數(shù)，無(wú)導(dǎo)板導(dǎo)向 卜=2;n安全系數(shù)，鋼取n=23。代入公式得冗lmax -EJmax =二 21。二 5.134 = 80.96mmnP孔2 :64 3 6123l 自=35.5 mm<mm所以凸模剛度符合要求3.4凸凹模工作尺寸計(jì)算 1）凸凹模長(zhǎng)度Hpd確定Hpd =h 自由一h預(yù) +H 卸 +H2 =14 2 +10 + 24 =46 mm式中 H卸一卸料板厚度，取H卸=10mmHi一凸凹模固定板厚度，（0.6 （H凹十h）= （0.6M35 = 2128mm取 H i =24 mm2）凸凹模壁厚校核查

11、參考文獻(xiàn)2知，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚nmin =2.7 （料厚t=1mrm；本設(shè)計(jì)中 n = 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(jì)的凸凹模符合要求。3）其他漏料孔直徑取a=44mm =7mm ,刃口直邊設(shè)計(jì)存三片料，高為 5mm凸凹 模和凸凹模固定板之間在裝配時(shí)安裝止轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)。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， 不必消除廢料，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(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件有三個(gè)孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工

12、件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡(jiǎn)單 等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用伸縮式擋料銷縱向定位，安裝在橡膠墊和活動(dòng)卸料板之間。工作時(shí)可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便.卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).1條料的卸除采用彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。.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。.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。出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)槭菑?fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機(jī)構(gòu)橡膠墊為保證橡膠墊不過(guò)早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過(guò)摘要

13、高度的45% 一股取自由高度的35%-45%橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的 10%-15%橡膠墊產(chǎn)生的力式中 F壓力；A 一橡膠墊橫截面積；p橡膠壓縮量(%單位壓力(MPa梅(%)2膠壓縮量單位壓力(MPa)102515302035取A = = (1502 -802 )= 12644.9mm2, WJ4p =包二94=0.23MPa A 12644.9取壓縮量為25%預(yù)壓縮量為10%工作行程s = t 1 2 mm所以橡膠墊的自由高度為h自由0.25-0.10=13.3 mrm 取 14mm預(yù)壓縮量取為 h預(yù)=2m凸凹模固定板24mm凸模固定板材料為Q235H凸固定二14mm4墊板沖裁時(shí)，如

14、果凸模的端部對(duì)模座的壓應(yīng)力超過(guò)模座材料的許用壓應(yīng)力，這時(shí)需要在凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況下雨加墊板。，、， p式中Qy一凸模端面的壓應(yīng)力，其數(shù)值為 -；yF叫一模座材料下雨壓應(yīng)力，其數(shù)值：鑄鐵約為100MPa鋼約為200 MPaP 一沖裁力；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Ra<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 =90mrm所以P 159272.1所以 = =- 25MPaF

15、 6361.7模座采用鑄鐵，By =100MPa Aby,所以不用加墊板。卸料板.卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為10mm螺紋部分為M10X 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1mm, 有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。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HT20Q標(biāo)記為：上模座160M4081;下模座 160M4581。模具的閉合高度為H閉=H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(zhǎng)度，L=49mmH凹模厚度，H=35mmh2凸

16、模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm選擇壓力機(jī)JC23-35公稱壓力350KN最大閉合高度280mm最小閉合高度220mm所以 Hmax -5 H 模 Hm.10壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸380M 610, 一般工作臺(tái)面尺寸每邊應(yīng)大于模具下模座尺寸50 70mm所以壓力機(jī)合格，可用第 3 章 零件建模裝配體及工程圖零件建模通過(guò)前面的設(shè)計(jì)可知，該套模具共包含28 種零件，其中6 種標(biāo)準(zhǔn)可從軟件的零件庫(kù)中調(diào)用，剩余的22 種則要有設(shè)計(jì)者之間設(shè)計(jì)。在CATIA中，可以通過(guò)多種方式將曲面轉(zhuǎn)換為實(shí)體，下面為兩種典型的零件的畫法。（ 1） 凹模板操作步驟為：1. 在草繪平面內(nèi)作凹模板外形、刃口和銷孔；2. 用拉伸命令將平面拉伸為實(shí)體；3. 用