壓圈沖壓模具設計

壓圈復合模具設計目錄（一）.沖壓件的工藝性分析……………4（二）.確定工藝方案模具機構形式……4（三）.模具設計計算……5（1）排樣方式的確定及其計算(2) 計算凸.凹模刃口尺寸（3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算（4）沖壓力的計算（5）壓力中心的計算（四）.模具總體設計……8（五）.模具主要零部件的結構設計……9（1）落料凸、凹模的結構設計（2）彈性元件的設計計算（3）模架的設計（六）.沖壓設備的選擇…………………12（七）.繪制模具總裝圖…………………13（八）.拆畫零件圖………13（九）.參考文獻…………14序言加入WTO后，我國經(jīng)濟將從真正意義上溶入全球經(jīng)濟一體化，中國的市場將不再只屬于中國企業(yè)。產(chǎn)品，不僅僅是性能與價格的較量，從外觀、實用性到環(huán)保，哪一點輸給別人那只能堆放在倉庫或賤賣，不會創(chuàng)造效益的企業(yè)只好關門。手抄書式的靠機床和操作工來實現(xiàn)工程師設計產(chǎn)品化的老機械制造已成為歷史，現(xiàn)代制造業(yè)駕馭著微電子和新材料，敲擊著鍵盤，在加工中心與模具組成的流水線上精密的復制著工程師在計算機輔助下設計的從市場捕捉來的最新產(chǎn)品。進入B＝46mm步距：S＝42+2＝44mm材料利用率的計算：計算沖壓件毛坯的面積：A=π×R2=π×212=1384.74mm2一個步距的材料利用率：η==1384.74/46×44=68.4﹪（2）計算總沖壓力F落=Ltτb=（2πR×2×450）N=118.692KNF沖=Ltτb=（336.9×10π/180+4+2×2.2）×2×450=60.453KNF推=nK推F孔查表，得h=6mm則n=h/t=6mm/2=3K推=0.05所以，有F推=nK推F孔=3×0.05×60.453=9.068KN又F卸=K卸F落查表，得K卸=0.04所以，有F卸=K卸F落=0.04×118.692=4.748KN總沖壓力為：F總=F落+F孔+F推+F卸=（118.692+60.453+9.068+4.748）KN=192.961KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖F總′=1.3×F總=1.3×192.961=250.8KN(3)壓力中心的計算由圖可知工件上下對稱，將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、L5基本線段，求出各段長度的重心位置：因工件相對x軸對稱，所以Yc=0,只需計算XC.L1=2πr=131.88㎜X1=0L2=58.77mmX2=-0.68L3=L5=2.2mmX3=X5=10.9㎜L4=4mmX4=12㎜將以上數(shù)據(jù)代入壓力中心坐標公式X=(L1X1+L2X2+…+L5X5)/L1+L2+…+L5X=[131.88×0+58.77×(-0.68)+2.2×10.9+4×12+2.2×10.9]/(131.88+58.77+2.2+4+22.2)=0.28mm(4)凹凸模刃口尺寸的計算1)沖孔凹凸模刃口尺寸的計算查表，得間隙值Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分開加工方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查表，得φ20mm凸、凹模制造公差：δ凸=0.020mmδ凹=0.025mm校核：Zmax-Zmin=（0.360-0.246）㎜=0.114mm而δ凸+δ凹=（0.020+0.025）㎜=0.045mm滿足Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的條件查表，得：IT14級時標準公差△=0.52㎜，因為0.52＞0.20，所以磨損系數(shù)X=0.5。按式（2.5）d凸==（20+0.5×0.52）-00.020=mmD凹===mm查表，得2.2mm×4mm的矩形凸、凹模制造公差：δ凸=0.020mmδ凹=0.020mmδ凸+δ凹=0.020+0.020=0.040mm滿足Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的條件2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算由于外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。查表，得凸、凹模制作公差δ凸=0.020mmδ凹=0.030mm校核：Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm而δT+δA=0.050mm 滿足Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的條件查表，得：IT14級時磨損系數(shù)X=0.5,d凸==42.26-00.020mmd凹==42.506+00.030mm模具的總體設計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復合模，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？斩粗?，應在凹?？自O置推件塊，卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的，所以卸料板還應有壓料的作用，應選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。模具主要零部件的結構設計（1）凸模、凹模、凸凹模的結構設計，包括一下幾個方面：①落料凸、凹模的結構設計在落料凹模內部，由于要放置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，并查《沖壓工藝與模具設計》書中表2.21，取得刃口高度h=6mm,該凹模的結構簡單，宜采用整體式。查《沖壓工藝與模具設計》書中表2.22，得k=0.40即凹模高度H=ks=0.40×42mm=16.8mm凹模壁厚C=1.5H=1.5×16.8mm=25.2mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度：L=(42+25.2×2)㎜=92.4㎜凹模外形寬度：B=(42+25.2×2)㎜=92.4㎜凹模整體尺寸標準化，取為100mm×100mm×16mm凹模的工藝路線工序號工序名稱工序內容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸為：155mm×155mm×35mm2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量0.8mm，側面留磨削余量0.5mm4磨平面磨上下平面，留磨削余量0.3～0.4mm磨相鄰兩側面，保證垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線，固定孔及銷孔線6型空粗加工在仿銑床上加工型孔，留單邊加工余量0.15mm7加工余孔加工固定孔及小孔8熱處理淬火回火，保證58～62HRC9磨平面磨上下面及基準面達要求10型孔精加工在坐標磨床上磨型孔，留研磨余量0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達規(guī)定技術要求②沖孔凸模的設計為了增加凸模的強度與剛度，凸模固定板厚度取24mm,因凸模比較長，所以選用帶肩的臺階式凸模，凸模長度根據(jù)結構上需要來確定。L=h凸模固定板+h落料凹模=（24+16.8）mm=40.8mm(取40mm)③凸凹模的結構設計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖如下圖所示：確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度：查《沖壓工藝與模具設計》書中表2.23得凸凹模的最小壁厚為4.9mm，而實際最小壁厚為9mm。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙間隙為0.246mm～0.360mm.定位方式定位方式采用側刃加導正銷定距的方式。用側刃定距時，使側刃的實際長度和凹模型孔間步距一致，可提高送料精度。但采用側刃定距時，送料操作時的人為因素，會產(chǎn)生送料精度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對于工位較多的級進模，送料的累積誤差，會使送料精度降低，對尺寸精度要求高、形狀復雜的沖件尤為明顯，因此，在側刃定距的同時增設導正銷的方式，在多工位級進模中得到廣泛的應用。側刃導正銷的定距方式是將側刃做粗定位，導正銷做精定位。用于導正的導正孔，可以是沖件上的孔，也可在條料上沖出輔助工藝孔。為保證送料精度，一般應設置兩個導正孔，并在第一工位上沖出。1、側刃和導正銷定距方式時，側刃、側刃當塊、側導板和導正銷的裝配與調整方法，與單獨裝側刃、導料銷基本相同。2、側刃和導正銷定距方式中，側刃長度與凹模型孔間隙步距c的關系應為：=c+(0.1~0.2)mm。側刃長度增大（0.1~0.2）mm,是為了補償導正銷插入型孔時，條料可向后移動的補償量。3.4卸料、頂件方式卸料裝置分固定卸料裝置、彈性卸料裝置。卸料板用與卸料卡在凸?；蛲埂寄Ｉ系臎_裁件或廢料。當卸料板僅起卸料作用時，凸模與卸料板的雙邊間隙取決與板料厚度，一般在0.2~0.5mm之間，卸料薄時取小值：板料厚時取大值。當固定板兼起導板作用時，一般按H7/h6配合制造，但應該保證導板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當沖裁板較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時，一般采用固定卸料裝置。彈性卸料裝置是由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈性卸料既起卸料作用又起壓料的作用，所得沖裁件質量較好，平直度較高。因此，質量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。彈性卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度查表。在級進模中，特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將表列數(shù)值適當加大。當卸料板起導向作用時，卸料板與凸模按H7/h6配合制造，但其間隙應比凸、凹模隙小。此時，凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具工件零件刃口0.3~0.5mm,以便順利卸料。由于此零件很薄，只有0.5mm，在沖壓前需先壓平，故采用彈性卸料。3.5模架及模柄1．模架類型如采用縱向送料方式，適宜采用中間導柱導套模架(對角導柱導套模架也可)；橫向送料適宜采用對角導柱導套模架：而后側導柱導套模架有利于送料(縱橫向均可且送料較順暢)，但工作時受力均衡性和對稱性比中間導柱導套模架及對角導柱導套模架差一些，四角導柱導套模架則常用于大型模具，而精密模具還須采用滾珠導柱導套。本模具采用對角導柱導套模架。2．模柄類型模柄是連接上模與壓力機的零件，常用于1000KN以下的壓力機的模具安裝。模柄的結構型式比較多，重載的模具可直接用鏍釘、壓板將上模壓在滑塊端面。3.6送料方式條料的送料方向是條料靠著一側的導料板，沿著設計的送料方向導向送進。標準的導料板結構見國標(GB2865－81)。而采用導料銷時，要選用兩個。導料銷的結構與擋料銷相同。為了保證送料精度，使條料緊靠一側的導料板送進，可采用側壓裝置。簧片式用于料厚小于1mm，側壓力要求不大的情況。彈簧壓塊式和彈簧板式用于側壓力較大的場合。彈簧壓板式側壓力均勻，它安裝在進料口，常用于側刃定距的級進模?；善胶蛷椈蓧簤K式使用時，一般設置2—3個。3.7.模架的選用模架選用適用于中等精度，中、小尺寸沖壓的后側導柱模架，從右向左送料，操作方便。上模座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50下摸座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65導柱：d/mm*L/mm=35*200導套：d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48墊板厚度?。?2凸模國定板厚度取：8凹模的厚度已定為：10卸料板厚度?。?4彈簧的外露高度：14