沖壓模具課程設(shè)計(jì)

沖壓模具課程設(shè)計(jì)第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日

1.沖裁工藝性分析（1）材料分析

10鋼為優(yōu)質(zhì)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 零件形狀簡單，外形均為圓滑輪廓，尺寸屬于小型零件，適合于采用沖裁方式生產(chǎn)，但其板料厚度較厚，并且最小孔邊距為2.5mm,則其沖裁過程可能會發(fā)生變形或損傷模具，在工藝方案制定過程中要重點(diǎn)考慮。

零件結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。

沖裁模具設(shè)計(jì)第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（3）精度分析零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，個(gè)尺寸公差為：結(jié)論：可以沖裁，須重點(diǎn)考慮孔邊距過小的問題沖裁模具設(shè)計(jì)第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.工藝方案的確定（1）基本工序根據(jù)制件的工藝性分析，其工序包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序。（2）工序數(shù)量及順序按落料、沖孔兩個(gè)基本工序先后順序組合，可以采用以下三種工藝方案：1）落料—沖孔單工序沖裁模2）落料—沖孔復(fù)合沖裁模3）沖孔—落料級進(jìn)沖裁模沖裁模設(shè)計(jì)第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（3）工序組合方式方案（1）屬于單工序沖壓，其模具結(jié)構(gòu)簡單但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足該零件200000件/月的大批量生產(chǎn)方式。方案（2）其生產(chǎn)力高，可實(shí)行自動化生產(chǎn)，勞動強(qiáng)度低。但由于該零件的孔邊距過小，對于復(fù)合模具的凸凹模而言，由于強(qiáng)度影響，不能滿足其最小壁厚的要求，故此零件不能采用復(fù)合模具生產(chǎn)。方案（3）采用級進(jìn)方式，生產(chǎn)效率高，需要模具、壓力機(jī)和操作人員較少，勞動強(qiáng)度較低，同時(shí)制件尺寸較小，通過級進(jìn)工序的跳步方式可有效避免凹模壁厚小影響強(qiáng)度的問題。通過以上分析，采用第三種方案，級進(jìn)沖裁工藝進(jìn)行生產(chǎn)。沖裁模具設(shè)計(jì)第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日3.模具總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（1）模具類型根據(jù)級進(jìn)沖裁工藝方案，采用沖孔—落料兩工位級進(jìn)模具進(jìn)行生產(chǎn)。沖裁模設(shè)計(jì)第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日

3.模具總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（2）操作與定位方式由于該零件為大量生產(chǎn)方式，生產(chǎn)時(shí)可以采用自動送料方式，亦可根據(jù)實(shí)際情況采用人工送料方式。由于板料較厚，剛性較好，其橫向限位采用導(dǎo)料板，縱向定位使用擋料銷，由于孔邊距較小，使用導(dǎo)正銷進(jìn)行精確定位，并根據(jù)其兩工位形式，使用一個(gè)首次擋料銷。

沖裁模具設(shè)計(jì)第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日

3.模具總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（3）卸料與出件方式板料較厚，直接使用剛性卸料裝置，即固定式卸料板，生產(chǎn)時(shí)的沖孔廢料和落料件則采用自然漏料方式，模具結(jié)構(gòu)簡單。（4）模架類型及精度由于零件為自由公差，可選用IT14級，故為降低成本，簡化模具結(jié)構(gòu)，采用無導(dǎo)柱模架，直接使用導(dǎo)板導(dǎo)向，可以滿足產(chǎn)品精度要求。沖裁模具設(shè)計(jì)第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日4、工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算查有關(guān)表格確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間搭邊值取a=3mm，工件側(cè)邊緣搭邊取b=3mm。條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算：B=(D+2a+C)-⊿查表⊿=0.9C=0.5B=(43+2×3+0.5)-0.9沖裁模設(shè)計(jì)第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日

畫出排樣圖，可以采用2種方式，見圖2，圖2a連續(xù)模進(jìn)料步距為23mm,圖2b連續(xù)模進(jìn)料步距為39mm。沖裁模具設(shè)計(jì)第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日

圖2b排樣圖沖裁模具設(shè)計(jì)第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日根據(jù)公式η＝A/BS*100%，可得：圖a單步距利用率為636.5659/1138.5*100%=55.9%圖b單步距利用率為636.5659*2/1782*100%=71.4%顯然圖2b所示排樣利用率高于圖2a,并且能有效地避免凹模孔壁厚度過小的問題，所以采用圖2b所示排樣。沖裁模具設(shè)計(jì)第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（2）沖壓力、壓力中心的計(jì)算、初選壓力機(jī)由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為：P0=P+PtP=P1+P2而式中P1--------落料時(shí)的沖裁力P2--------沖孔時(shí)的沖裁力按沖裁力公式計(jì)算沖裁力：P=KLtτ查τ=300MPa=1.3*（104.4327+47.1239+18.8496）*4*300=12.6(KN)沖裁模具設(shè)計(jì)第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日按推料力公式計(jì)算推料力Pt：Pt=nKtP取n=3，查表，Kt=0.45Pt=3*0.45*12.6=2.475(KN)計(jì)算總沖壓力PZ：P0=P+Pt=12.6+2.475=18.475(KN)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，需選取壓力機(jī)為：

沖裁模具設(shè)計(jì)第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日根據(jù)圖3分析，以步距中心線和條料中心線的交點(diǎn)為原O，設(shè)沖模壓力中心離O1點(diǎn)的距離分別為X、Y，根據(jù)力矩平衡原理所得公式：

算得X=Y＝?jīng)_裁模具設(shè)計(jì)圖3壓力中心第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（3）凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算。根據(jù)沖孔和落料計(jì)算公式：

計(jì)算出各尺寸，見表1……沖裁模具設(shè)計(jì)第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日

5、主要零部件的設(shè)計(jì)與選用。（1）凸模的設(shè)計(jì)沖孔凸模為圓形，均采用帶臺階的標(biāo)準(zhǔn)凸模，落料凸模采用電火花線切割加工，為無臺階直通式凸模，采用固定板定位，螺釘緊固。凸模長度計(jì)算為：L1=h1+h2+h3+Y其中導(dǎo)料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18;凸模修磨量Y=18則L1=8+12+18+18=56mm選用沖床的公稱壓力，應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力P0=18.475t;最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實(shí)際，可選用J23-25開式雙柱可傾壓力機(jī)。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制。沖裁模具設(shè)計(jì)第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（2）凹模的設(shè)計(jì)。凹模外形尺寸的確定a)凹模厚度H的確定：H=P取總壓力=184750NH==26mmb)凹模長度L的確定W1=2.1H=31；工件b=58L=b+2W1=58+2*31=120mmc)凹模寬度B的確定B=步距+工件寬+2W2取：步距=32；工件=30；W2=1.5HB2=32+30+2*39=140mm。

沖裁模具設(shè)計(jì)第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日

（3）其它零件的設(shè)計(jì)與選用。見表2零件明細(xì)表沖裁模具設(shè)計(jì)第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日

6、繪制裝配草圖沖裁模具設(shè)計(jì)第二十頁，共二