沖壓課程設計指導與模板

7.1設計前的準備工作7.2沖壓工藝設計的主要內容及步驟7.3沖壓模具設計方法與步驟7.4沖壓模具材料及熱處理7.5沖壓工藝與模具設計實例第7章沖壓模具設計方法及設計實例

能力要求

掌握常規(guī)沖壓模具的設計方法能獨立完成中等復雜程度沖壓件的工藝與模具設計

1）沖壓件的圖紙和技術要求。

2）原材料的尺寸規(guī)格，力學性能、工藝性能和供應情況。

3）生產批量。

4）沖壓設備的型號、規(guī)格、主要技術參數及使用說明書等。

5）模具制造條件及技術水平。

6）有關技術標準、設計手冊等技術資料。7.1設計前的準備工作

1．分析沖壓件的工藝性

2．擬定沖壓工藝方案

（1）產品所需的基本沖壓工序（2）沖壓工序的數量（3）工序的組合（4）沖壓工序的順序7.2沖壓工藝設計的主要內容及步驟

3．主要的工藝計算（1）排樣設計（2）沖壓工藝力的計算（3）壓力中心的計算（4）模具刃口尺寸的計算（5）沖壓工序件尺寸的確定4．設備的選擇5．編寫沖壓工藝文件1.分析沖壓件的工藝性主要分析工件的結構形狀、尺寸、精度、技術要求、原材料等是否適合沖壓加工2．擬定沖壓工藝方案（1）產品所需的基本沖壓工序（2）沖壓工序的數量（3）工序的組合（4）沖壓工序的順序沖裁件所需基本沖壓工序可以根據形狀直接進行判斷（1）產品所需的基本沖壓工序產品所需的基本沖壓工序成形件所需基本沖壓工序需要通過成形極限進行計算才可以確定，是不能直觀的看出來的。是指同一性質工序的重復次數，如拉深件的拉深次數等。（2）沖壓工序的數量工序是否需要組合以及如何組合主要取決于工件的生產批量、尺寸大小、精度要求、模具強度等。通常情況下：大尺寸、小批量、精度要求不高的沖壓件工序不宜組合，適合采用單工序模生產；小尺寸、大批量、精度要求高的沖壓件需要進行工序組合，宜采用復合?；蚣夁M模；小尺寸、小批量、精度要求很高的沖壓件應考慮工序組合（3）工序的組合（4）沖壓工序的順序沖壓工序的順序應根據工序的變形性質、零件的質量要求等來確定。當采用單工序方案時，沖壓的順序是落料—拉深（可能是多次拉深）—修邊—彎曲—整形—沖孔，這里就不能把彎曲和沖孔安排在拉深之前。工藝卡編制7.3.1模具類型及結構形式的確定單工序落料模一般都采用正裝結構復合模優(yōu)先采用倒裝結構首次無壓邊拉深模一般都采用正裝結構帶彈性壓邊的拉深模，則一般都采用倒裝結構。7.3沖壓模具設計方法與步驟生產批量與模具類型的關系項目生產批量（單位：千件）單件小批中批大批大量大型件中型件小型件<11~21~51~10>2~20>5~50>10~100>20~300>50~1000>100~5000>300>1000>5000模具類型單工序模簡易模組合模單工序模簡易模組合模單工序模連續(xù)模復合模半自動模單工序模連續(xù)模復合模自動模硬質合金連續(xù)模復合模自動模盡可能按《冷沖模標準》選用，只有在無標準可選時，才進行設計凹模是模具中的關鍵零件，模具零件設計可以首先從凹模開始7.3.2模具零件的設計及標準的選用模具圖的繪制順序是先繪模具總裝配圖，再根據總裝配圖中明細表的明細拆繪模具零件圖。凡是明細表中未標注標準代號的零件幾乎都要繪制其零件圖，甚至有些有標準代號的零件也需要繪制零件圖，如上、下模座等。模具總圖和零件圖的圖紙幅面,按照機械制圖國家標準的規(guī)定,選擇適當的圖幅。繪圖比例盡量采用等大比例（1：1），這樣直觀性好，特殊情況下可以采用放大或縮小比例。7.3.3

模具圖形的繪制1．模具總裝圖的內容要求及布置模具總裝圖的作用是用來指導模具裝配的，因此裝配圖中需要表達清楚模具各零件的裝配關系主視圖俯視圖工件圖排樣圖局部視圖1）主視圖的繪制主視圖是模具總裝圖的主體部分，繪制時應注意：應畫成上、下模閉合狀態(tài)的全剖視圖。主視圖中應標注閉合高度尺寸用涂黑的方式繪出工件和毛坯的斷面。2）俯視圖有上模俯視圖和下模俯視圖，通常繪制的是下模俯視圖。下模俯視圖是假設將上模去掉以后的投影圖，要求在下模俯視圖上以雙點畫線的形式繪出排樣圖，以表明條料在模具中的定位方式。上模俯視圖，是假設將下模去掉以后的投影圖（從上向下看）。在上模俯視圖中需標注螺釘、銷釘孔的位置。對稱的模具，上模和下模的俯視圖可以對稱線為界各畫一半表示。3）側視圖或局部視圖一般情況下，對簡單模具，主視圖和俯視圖就能表達清楚模具的結構，但對于有復雜結構的模具或局部結構復雜而又難以表達的模具，就需用側視圖或局部視圖。工件圖和排樣圖工件圖是經本副模具沖壓后所得到的沖壓件圖形，一般畫在總圖的右上角。若圖面位置不夠，或工件較大時，可另立一頁。

工件圖應按比例畫出，一般與模具圖的比例一致，特殊情況可以縮小或放大。工件圖的方向應與沖壓方向一致（即與工件在模具圖中的位置一樣），有時也允許不一致，但必須用箭頭注明沖壓方向。

有落料工序的模具，還應畫出排樣圖，一般也布置在總圖的右上角，放置在工件圖的下方，排樣圖的方向一般也應與其在模具中的方向一致，特殊情況下允許旋轉，并注明料寬、進距、搭邊和側搭邊。主視圖俯視圖工件圖排樣圖局部視圖5）標題欄和明細表標題欄和明細表一般放在總圖的右下角。若圖面位置不夠時，可另立一頁?？傃b圖中的所有零件(含標準件)都要詳細填寫在明細表中。標題欄和明細表的格式各工廠也不盡相同。這里采用國家標準。明細表與標題欄

（B/T10609.1~2-2008)技術要求技術要求中一般只簡要注明對本模具在使用、裝配等過程中的要求和應注意的事項，例如:

1）應保證凸模、凹模周邊間隙均勻。

2）所有活動件應活動順暢，無阻滯現(xiàn)象。

3）毛坯定位準確、可靠。

4）模架裝配后符合JB/T8070─2008《沖模模架零件技術條件》中的規(guī)定。

……當模具有特殊要求時，應詳細注明有關內容。2．模具總裝圖的繪制步驟（1）在圖紙的適當位置繪制出工件的主、俯視圖。（2）繪制工作零件（3）繪制定位零件（4）繪制卸料、推件、頂件零件（5）繪制固定板、墊板、上下模座等其它零件（6）繪制側視圖、局部視圖等（7）在圖紙的右上角繪制工件圖、排樣圖；在圖紙的右下角繪制標題欄和明細表；在明細表的上方或左邊寫出技術要求。（8）標注必要的尺寸：總長、總寬和閉合高度拆繪模具零件圖時，應盡量按該副模具明細表中所標注的內容進行，凡是明細表中未注明標準件代號的均屬非標準零件，均需畫出零件圖。模具零件圖是模具加工的重要依據，應符合如下要求：視圖要完整，且宜少勿多。尺寸標注要齊全、合理、符合國家標準。制造公差、形位公差、表面粗糙度選用要適當。注明所用材料牌號、熱處理要求以及其他技術要求。以裝配圖中的裝配方向繪制，不要任意旋轉或顛倒。

3．繪制模具零件圖7.4沖壓模具材料及熱處理模具材料的選用原則是：（1）滿足使用性能要求（2）滿足工藝性能要求（3）滿足經濟性要求模具材料建議按照GB/T14662-2006推薦材料選用。見表7-4和表7-57.5沖壓工藝與模具設計實例

沖制圖示零件，材料為08鋼，料厚1mm，中批量生產，試完成其沖壓工藝與模具設計。已知τ=300MPa，σb=400MPa。1．工藝性分析此零件使用的材料是08鋼，是常用的沖壓用材料，具有較好的沖壓成形性能。零件結構對稱，最小孔徑為4mm，最小孔邊距為3mm，φ4孔離彎曲變形區(qū)的最小距離為4mm，均滿足最小值的要求，故沖壓工藝性良好。拉深半徑2mm，是2t，可以直接拉出；彎曲半徑為1mm，大于最小彎曲半徑0.2mm，可以直接彎成，故該產品的拉深工藝性與彎曲工藝性均良好。所有尺寸為未注公差，普通沖壓即可滿足精度要求。綜合以上幾方面的分析可以認為該零件的沖壓工藝性良好，適合沖壓成形。2．工藝方案的擬訂

經過上述分析，沖制該零件需要的基本工序是：落料、拉深、切邊、沖孔、彎曲。根據各工序的變形性質，應首先完成拉深成形，即先拉成凸緣件，經過修邊后得到圖示的形狀，再進行彎曲成形。1）將彎曲部分展開2）確定拉深凸緣直徑df。3）計算展開毛坯尺寸D。（1）毛坯展開尺寸的計算。（2）判斷能否一次拉成。經判斷可一次拉成（3）確定工藝方案。根據基本工序的不同組合，生產該零件的方案有如下三種：1）單工序沖壓，即落料—拉深—沖孔—修邊—彎曲。2）復合沖壓，即落料拉深復合——沖孔修邊復合—彎曲。3）級進沖壓?？紤]到是中批量生產，這里選用方案二。3．模具結構形式的確定（1）首次落料拉深復合模。正裝結構；導料板導料，固定擋料銷擋料；剛性卸料板卸料；剛性推件裝置推件；中間滑動導柱導套導向。（2）沖孔修邊復合模。倒裝結構。利用其內形定位；采用廢料切斷刀卸料；剛性推件裝置推件；中間滑動導柱導套導向。（3）彎曲模。采用向下彎曲的敞開式模具，利用拉深半成品的內形及定位銷進行定位，彎曲凸模內設置頂件裝置，彎曲凹模內設置剛性推件裝置。4.工藝計算（1）排樣設計選用1490mm×2050mm板料，則材料利用率為：（2）工藝力的計算1）第一道工序——落料拉深復合沖工藝力計算可初選設備為250KN的開式曲柄壓力機JB23-25。所選設備的主要參數為：公稱壓力：250KN最大閉合高度：230mm閉合高度調節(jié)量：50mm喉深210mm工作臺板尺寸：700mm×400mm工作臺孔尺寸：250mm×170mm（或φ210mm）滑塊模柄孔尺寸：φ40mm2）第二道工序——修邊沖孔復合沖工藝力初選160KN的開式曲柄壓力機JB23-16，主要參數如下：公稱壓力：160KN最大閉合高度：180mm閉合高度調節(jié)量：45mm喉深：190mm工作臺板尺寸：500mm×335mm工作臺孔尺寸：220mm×140mm（或φ180mm）