支撐圈沖壓模具設(shè)計(jì)說明書cad圖

1、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算及過程計(jì)算結(jié)果一、引言二、工藝分析三、沖裁工藝方案的確定四、模具結(jié)構(gòu)形式的確定五、必要的尺寸計(jì)算六、有關(guān)模具零件的選用七、設(shè)備的選擇及校核八、模具的閉合高度的計(jì)算及校核九、模具零件的加工十、模具的裝配十一、沖孔模的工藝分析十二、結(jié)束語零沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計(jì)的依據(jù),而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是實(shí)現(xiàn)工藝過程的可靠保證,若沖壓工藝有所改動,往往會造成模具的返工,甚至報(bào)廢,沖裁同樣的零件,通?？梢圆捎脦追N不同方法,工藝過程設(shè)計(jì)的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理,生產(chǎn)上高效,使用上安全可靠的原則,使用上安全可靠的原則,使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下達(dá)到最佳的技術(shù)效果

2、和經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖入手，分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面：（1）沖壓加工方法的經(jīng)濟(jì)性分析 沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用，由于模具費(fèi)用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時(shí)，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時(shí)采用其他方法制作 該零件可能會更有效果。（2）沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度，在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求，良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)

3、目少，模具結(jié)構(gòu)簡單，而且壽命長產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何，其生產(chǎn)過程一般都是從原材料剪切下料開始，經(jīng)過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序加工出圖紙所要求的零件。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件，還需要經(jīng)過切削焊接或鉚接等加工才能完成。本設(shè)計(jì)是一個(gè)內(nèi)緣翻邊件，它是由落料、拉深、沖底孔、內(nèi)緣翻邊、切邊工序制成的工件。材料為08鋼，厚度為1.5mm，根據(jù)提供的零件圖，其數(shù)據(jù)如下： 這是一個(gè)不帶底面的內(nèi)緣翻邊件，零件是形狀對稱，無凹陷或其他形狀突變，屬于典型的板料沖壓件。零件外形上只有底面外徑有公差要求，。該零件形狀比較簡單，尺寸小。初步確定其生產(chǎn)工序?yàn)椋?/p>

4、落料沖孔翻邊切邊的方案加工。但能否一次翻邊成型達(dá)到零件所要求的高度，仍需進(jìn)一步校核計(jì)算。2.1、翻邊工序計(jì)算:（1）判斷一次翻邊能否達(dá)到所要求的高度。查相關(guān)表初取極限翻邊系數(shù) 而零件的總高度: h =21.5mm =7.06mm 由此可知一次翻邊不能達(dá)到零件高度要求，需要采用先拉深， 然后沖底孔并翻邊的工藝。計(jì)算翻邊高度：取極限翻邊系數(shù) =0.68由相關(guān)公式得翻邊所能達(dá)到的最大高度：計(jì)算翻邊預(yù)沖底孔的直徑：按公式可計(jì)算實(shí)際采用于是，由以上分析可計(jì)算翻邊前需要拉深的高度為 根據(jù)上述分析計(jì)算可畫出翻邊前拉深后的半成品圖，如圖所示，取修邊余量為。 2.2、拉深工序計(jì)算：拉深后半成品的大經(jīng)為：則毛坯的

5、直徑為:計(jì)算相對厚度：確定拉深次數(shù)：根據(jù) 拉伸系數(shù):查拉深系數(shù)相關(guān)表可知拉深次數(shù)為1，故可一次拉深成形。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，在沖裁部分工藝方案可以有以下幾種：方案一：采用落料、拉深、沖孔、翻邊、修邊的單工序模來進(jìn)行生產(chǎn)。其特點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比較高的，而且生產(chǎn)率比較低，在生產(chǎn)中難以保證零件的尺寸精度，一般只適用于生產(chǎn)小批量和精度要求的零件。因而單工序難以滿足該零件生產(chǎn)要求。方案二：采用落料、拉深、沖孔、翻邊的復(fù)合模。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但是復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合

6、模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案三：采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜后孔邊距較小的沖壓件，用簡單模后復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但是級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。綜合以上的三個(gè)方案，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及該零件是大批量生產(chǎn)的，因此選用方案三的級進(jìn)模為佳。但考慮到經(jīng)濟(jì)性以及我們的設(shè)計(jì)要求和目的，可以采用單工序簡單模。4.1 選擇級進(jìn)模加工該零件 由沖壓工藝分析和設(shè)計(jì)目的、要求以及從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本套模具選用多工序級進(jìn)模。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，

7、減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜后孔邊距較小的沖壓件，用簡單模后復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但是級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及該零件是大批量生產(chǎn)的，因此選用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)。4.2 初步確定模具定位形式因?yàn)樵撃＞咚庸さ呐髁鲜前鍫顥l料，控制坯料的位置方向采用擋料銷和定位銷。模具送料由固定擋料銷進(jìn)行粗定位，由導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位。為保證首件的正確定距，在帶導(dǎo)正銷的級進(jìn)模中，采用始用擋料裝置進(jìn)行定距。4.3 初步確定模具卸料裝置卸料結(jié)構(gòu)是用于將條料（廢料）以凸模上卸下的裝置分為剛性卸料裝置和

8、彈性卸料裝置。固定卸料板固定在凹模上面，卸料力大，但無壓料力作用，多用于原料沖裁模。根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動特點(diǎn)以及推件力的大小,該模具采用彈性卸料方式比較方便，限制卸料板的運(yùn)動行程，同時(shí)還起到卸料的作用。因?yàn)楣ぜ虾駷?mm。利用模具的彈簧通過卸料板把夾在凸模上的工件推出即安全又可靠。故最后落料后采用剛性裝置取出工件。故該模具的卸料裝置應(yīng)用彈性卸料裝置，應(yīng)使卸料板超出凸模1mm，有誤差時(shí)通過螺釘與卸料板之間安裝的墊片來調(diào)節(jié)，選擇橡膠塊。4.4 初步確定模具導(dǎo)向裝置為了保證條料的正確送進(jìn)和毛坯在模具中的正確位置，沖裁出外形完整的合格零件，模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮條料或毛坯的定位。正確的定位是依靠定位零件

9、來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)的不同，所以定位零件的總數(shù)很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式，模具結(jié)構(gòu)，零件公差大小，生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。定位包括控制送料步距的檔料裝置和垂直方向的導(dǎo)料等。本模具依靠導(dǎo)料板來保證條料的正確送進(jìn)。為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡單模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。1、計(jì)算毛坯尺寸 2、排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 排樣方法的確定: 根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到的，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。應(yīng)為是有規(guī)則的圓形件，所以采用單排方案。如圖13所示，由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表213確定搭邊值，根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓件取搭邊值,側(cè)邊取搭邊值。 圖 1

10、3查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表214和215可取條料寬度公差。條料與導(dǎo)板之間的間隙。則板料的寬度為：進(jìn)距： 因此，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為：3、計(jì)算沖壓力:該模具采用彈性卸料和下出料方式。（1）落料力查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表12得08剛的 (2)沖孔力（3）拉伸力根據(jù)相對厚度，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)可知不需要使用壓邊圈，按線性關(guān)系取修正系數(shù)K=1.2。按照公式計(jì)算需要拉深力為： （4） 計(jì)算推件力:查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表215得K卸=0.05， K推=0.065，夾在凹模刃口的沖孔廢料塊數(shù)n=1。（5） 計(jì)算壓邊力凹模圓角半徑，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表43，取材料的單位壓邊力。壓邊力為:（6） 計(jì)算翻邊

11、力:采用圓柱形平底凸模時(shí)，圓孔翻邊力可用下式計(jì)算，查沖壓工藝手冊得，則翻邊力: 4 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算4.1 加工方法的確定模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復(fù)雜或薄板制件的模具。結(jié)合模具制造及工件的形狀特點(diǎn)，選用凸模和凹模分開加工的方法。4.2 落料部分 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表210查得凸、凹模的制造公差,查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)姜奎華

12、主編，表211得x=0.5，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表25，取，則可計(jì)算刃口尺寸，如圖所示： 圖3-2 落料凸模圖3-3 落料凹模保證雙面間隙值=0.10.14mm。4.3 拉深部分該工件要求外形尺寸，因此拉深時(shí)以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。單邊間隙， 圓角處的尺寸經(jīng)分析，其以凸模成形，則以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。圖3-4 拉深凸模圖3-5 拉深凹模4.4 沖孔部分查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表210，取，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表211，計(jì)算結(jié)果如圖所示： 圖3-6沖孔凹模圖3-7沖孔凸模5 有關(guān)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1確定沖孔凸模的允許最大自由長度：沖孔時(shí)的沖壓力 取49602N圓形凸模的最大自由長度根據(jù)

13、GB2863.281的標(biāo)準(zhǔn)L的系列，選擇L=45mm.沖孔凸凹模采用T10A鋼制造，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)附表12，取，許用應(yīng)力。對圓形凸模承壓能力進(jìn)行校核 而d=16mm ,則承壓能力足夠，因此符合使用要求。5.2 確定沖孔凹模的高度和壁厚查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表81，取系數(shù)K=0.35，則沖孔凹模的高度為： 由于要求，因此凹模高度至少取15mm，才能滿足強(qiáng)度要求，根據(jù)實(shí)際可加大凹模的高度，可取。凹模壁厚： 取20mm所以沖孔部分凹模外徑：，為了與模架標(biāo)準(zhǔn)相配合，可適當(dāng)加大壁厚，使60mm6.1 模架的選擇6.1.1上、下模板的選擇根據(jù)選用的壓力，采用GB2851.681的后側(cè)帶導(dǎo)柱形式

14、的模架。根據(jù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)GB2855.1181確定上模座厚度為50mm，根據(jù)GB2855.1281確定下模座厚度為60mm，按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下：上模板 50025050 HT210下模板 60025060 HT2106.1.2凸模固定板及墊板的選擇由于沖孔后采用自然落料裝置，而且為了對凸模的固定，所以墊板厚度取10mm，凸模固定板根據(jù)凸模的徑向尺寸可取28mm。凸模固定板對凸模起著固定和加大凸模在沖壓時(shí)的強(qiáng)度，對凸模有著定位的作用，即其結(jié)構(gòu)尺寸如下：凸模固定板 50026825 45鋼墊板 50028615 45鋼6.1.3導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇按GB2861.281選d=32mm,其中導(dǎo)柱長

15、度有150210mm，模具閉合高度230mm，選導(dǎo)柱長度。 按GB2861.681選d=32mm的導(dǎo)套，考慮模具的閉合高度，在此選L=100mm。 導(dǎo)柱 30200 20導(dǎo)套 30100 206.2卸料裝置的選擇彈性卸料裝置的彈性頂件裝置。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)效率高，缺點(diǎn)是彈性卸料板使模具的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，要簡化可以采用剛性卸料板，其缺點(diǎn)是拉深件留在剛性卸料板中不易取出，帶來操作上的不便，結(jié)合本次設(shè)計(jì)綜合考慮，采用彈性卸料裝置卸料。7.1 壓力機(jī)參數(shù)的確定本工件在沖裁工序總的沖裁力為：但要求壓力機(jī)的行程應(yīng)滿足：所以，查模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊表1-68得，選用 J23-16開

16、式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要規(guī)格為： 標(biāo)稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：230mm工作臺尺寸：500300mm工作臺孔尺寸：170200mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm滑塊中心線至床身距離：160mm 立柱間距離：220mm墊板厚度：40mm模柄孔尺寸：4060mm7.2 確定模具的壓力中心模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為保證沖模正確

17、和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少沖模和壓力機(jī)導(dǎo)軌的不正常磨損，提高模具壽命，避免沖壓事故。沖模壓力中心的確定原則：（1）對稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用可用解析計(jì)算法求出。 因?yàn)樵摴ぜ螤钜?guī)則對稱，取工件幾何中心為沖模壓力中心。模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的閉合高度h是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺面至滑塊的距離。大多數(shù)壓力機(jī)

18、，其連桿長度可以調(diào)節(jié)，即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，壓力機(jī)閉合高度最大，稱為最大閉合高度 ，連桿調(diào)至最長時(shí)，壓力機(jī)閉合高度最小，稱為最小的閉合高度（ - =M其中M為連桿的調(diào)節(jié)量）沖模閉合高度H，一般應(yīng)滿足如下關(guān)系：+10mm-5mm。無特殊情況，H應(yīng)取上限值，最好取在H ，這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面過小容易被壓壞。如果沖模閉合高度小于壓力機(jī)的最小閉合高度，則可以在壓力機(jī)工作臺面上加墊板，即模具的閉合高度應(yīng)為上模座、下模座、凸模、凹模、墊板和固定板等的厚度總和，故 H=50+60+28+28+10+10+9+25-5=256mm所選壓力機(jī)最大閉合高度 =280mm,最

19、小閉合高度 =215mm,計(jì)算模具的閉合高度為H=256mm，滿足要求九、模具零件的加工普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再進(jìn)行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時(shí)修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準(zhǔn)裝配時(shí)，零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加工時(shí)就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔，凸模相對位置控制基準(zhǔn)時(shí)，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r(shí)加工出來。使用銑床加工一個(gè)零件時(shí)，必須先把零件的相關(guān)尺寸、材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來，保證加工能順利完成

20、，同時(shí)，設(shè)計(jì)方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細(xì)節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購模板時(shí)會標(biāo)明哪幾個(gè)面是經(jīng)過打磨，之后就是把加工基準(zhǔn)定下來，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點(diǎn)定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時(shí)要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時(shí)，不能使用加速進(jìn)給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時(shí)，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個(gè)基準(zhǔn)方

21、向的平行度定好后，就要用分中器確定原點(diǎn)坐標(biāo)，在設(shè)置坐標(biāo)時(shí)要將分中器的半徑算進(jìn)去，這樣才能使主軸對應(yīng)工件原點(diǎn)，x-y平面的坐標(biāo)定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點(diǎn)，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數(shù)控加工，必須使程序和當(dāng)前銑床的刀具起點(diǎn)相一致，否則加工位置就會錯(cuò)誤，同時(shí)還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯(cuò)，就可以傳到數(shù)控銑床運(yùn)行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進(jìn)給速度要根據(jù)觀察來手動調(diào)試，加工時(shí)要時(shí)刻觀察走刀情況，同時(shí)適當(dāng)加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。

22、當(dāng)程序完成后，刀具就會回原點(diǎn)，繼續(xù)做下一工序。根據(jù)簡單模的工作特點(diǎn),先裝上模,再裝下模較為合理,并調(diào)整間隙,試沖,返修.具體過程如下:1、 上模裝配仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準(zhǔn)備工作.先將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調(diào)整間隙.把已裝配好的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲.2、下模裝配仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準(zhǔn)備工作.先將凸凹模放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調(diào)整.將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導(dǎo)柱,導(dǎo)套配合進(jìn)行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機(jī)進(jìn)行試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整,直到生產(chǎn)出合格制件.該零件外形對稱，壁部圓角半徑為3mm，相對圓角半徑r/t為2所需要沖裁的底孔直徑為20mm，因?yàn)椴捎玫氖呛唵文＜庸こ尚?，所以可以直接進(jìn)行沖孔。學(xué)校為了培養(yǎng)大批具有必備的理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐能力