沖壓模具實(shí)例

1、.9 沖壓模具實(shí)例工件名稱：手柄工件簡(jiǎn)圖：如圖9-1 所示。生產(chǎn)批量：中批量材料： Q235-A 鋼材料厚度： 1.2mm圖 9-1手柄工件簡(jiǎn)圖一，沖壓件工藝性分析此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料為Q235-A 鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有一個(gè)8mm的孔和 5 個(gè) 5mm 的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為35mm（大端 4 個(gè) 5mm的孔與 8mm孔、 5mm的孔與 R16mm 外圓之間的壁厚）。工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14 級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。二，沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三

2、種工藝方案：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(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚3 5mm 接近凸凹模許;.用最小壁厚 3 2mm ，模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。三，主要設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）排樣

3、方式的確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模， 首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。 手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)， 直排時(shí)材料利用率低，應(yīng)采用直對(duì)排，如圖 9-2 所示的排樣方法，設(shè)計(jì)成隔位沖壓，可顯著地減少?gòu)U料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)180，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。搭邊值取25mm 和 35mm ，條料寬度為135mm，步距離為53 mm，一個(gè)步距的材料利用率為 78%（計(jì)算見表9-1）。查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選950mm 1500mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁為7 張條料（135mm 1500mm ），每張條料可沖56 個(gè)工件，故每張鋼板的材料利用率為76%。圖 9-2手

4、柄排樣圖（ 2）沖壓力的計(jì)算該模具采用級(jí)進(jìn)模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見表9-1。表 9-1條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算;.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23-25。（ 3）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型口圖，如圖9-3 所示。在圖中將xoy 坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1 L6 共 6 組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心 C 點(diǎn)的坐標(biāo)（ 13.57，11.64）。有關(guān)計(jì)算如表9-2 所示。圖 9-3凹模型口圖表 9-2壓力中心數(shù)據(jù)表;.由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)O 較小，為了便于模具的加

5、工和裝配，模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn)O。若選用 J23-25 沖床， C 點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。（ 4）工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算見表9-3 所示。（ 5）卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見表 9-4。選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正

6、常工作。表 9-3工作零件刃口尺寸的計(jì)算;.表 9-4卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算四，模具總體設(shè)計(jì)（ 1）模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。（ 2）定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來定。（ 3）卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。;.（ 4）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)

7、進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。五，主要零部件設(shè)計(jì)（ 1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5 。其總長(zhǎng) L 可按公式計(jì)算：L=20+14+1.2+28.8=64mm具體結(jié)構(gòu)可參見圖9-4（ a）所示。沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，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。 其中沖 5 個(gè) 5的圓形凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件 B 型式 （尺寸為 5.15 64）。沖 8mm孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖 9-4（ b）所示。凹模凹模采用整體凹模，各沖

8、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。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算：凹模厚度：H=kb=0.2 127mm=25.4mm （查表得k=0.2 ）凹模壁厚：c=（ 1.5 2） H=38 50.8mm取凹模厚度H=30mm ，凹模壁厚c=45mm ，凹模寬度B=b+2c= （ 127+245） mm=217mm凹模長(zhǎng)度 L 取 195mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為195mm 217mm 30mm，結(jié)構(gòu)如圖9-4（ c）所示。（ 2）定位零件的設(shè)計(jì)落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，分別借用工件上5mm和 8mm兩個(gè)孔作導(dǎo)正孔。8mm導(dǎo)正孔

9、的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖9-5 所示。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm，所以導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為18mm 。導(dǎo)正銷采用H7/r6 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/h6 配合。;.起粗定距的活動(dòng)擋料銷、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格為816。（ 3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm ，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45 鋼制作，熱處理硬度為4045HRC ，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。（ 4）卸料部件的設(shè)計(jì) 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周

10、界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。卸料板采用45 鋼制造，淬火硬度為40 45HRC 。卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4 個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。材料： Crl2MoV熱處理： 58 62HRC技術(shù)要求：尾部與凸模固定板按H6/m5 配合材料： Crl2MoV熱處理： 58 62HRC;.圖 9-4工作零件材料： Crl2 MoV熱處理： 60 64HRC圖 9-5導(dǎo)正銷釘尾部應(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(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。（ 5）模架及其它零部件設(shè)計(jì)該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)

11、柱在模具中間位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱 d/mm L/mm 分別為 28160， 32160；導(dǎo)套 d/mmL/mm D/mm 分別為 28 115 ，42 32 115 。45上模座厚度 H 上模取 45mm，上模墊板厚度 H 墊取 10mm，固定板厚度 H 固取 20mm，;.下模座厚度H 下模取 50mm，那么，該模具的閉合高度：H 閉=H 上模 H 墊 L H H 下模 h2 =（45 1064 30 50 2） mm=197mm 式中 L 凸模長(zhǎng)度， L=64 mm ；H 凹模厚度， H=30mm ；h2 凸模沖裁后進(jìn)入凹

12、模的深度，h2=2mm 。可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-25 的最大裝模高度（220mm），可以使用。六，模具總裝圖通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖9-6 所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（ 7 個(gè)）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷13 作為粗定距，在落料凸模上安裝兩個(gè)導(dǎo)正銷4，利用條料上5mm和 8孔作導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時(shí)完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動(dòng)，用落料孔套在活動(dòng)擋料銷13 上，并向前推緊，沖壓

13、時(shí)凸模上的導(dǎo)正銷4 再作精確定距。活動(dòng)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將條料向后拉回約0 2mm 而完成精確定距。用這種方法定距，精度可達(dá)到0 02mm。七，沖壓設(shè)備的選定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力： 250KN滑塊行程： 65mm最大閉合高度：270mm最大裝模高度：220mm;.圖 9-6手柄級(jí)進(jìn)模裝配圖工作臺(tái)尺寸（前后左右）： 370mm 560mm墊板尺寸（厚度孔徑）： 50mm 200mm模柄孔尺寸：40mm 60mm最大傾斜角度：30八，模具零件加工工藝本副沖裁模