多工位級進沖壓工藝及模具設(shè)計方案

1、多工位級進沖壓工藝及模具設(shè)計 摘要：本文主要闡述墊片級進沖壓的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。對墊片的基本結(jié)構(gòu)工藝，精度要求進行分析。闡述多工位級進?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計和排樣方案，敘述了關(guān)鍵部件的設(shè)計計算方法和校核，并利用autocad軟件對零件排樣進行設(shè)計繪圖。 關(guān)鍵詞：墊片級進沖壓模具設(shè)計 0 引言 級進模是在連續(xù)?；A(chǔ)上發(fā)展起來的一種更多工藝加工、更多工序組合的沖壓模具，是一種先進的、有更多發(fā)展空間和使用價值的工藝設(shè)備。 本文結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，采用多工位級進模生產(chǎn)墊片，以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高沖壓生產(chǎn)效率。 1 設(shè)計任務(wù)與分析 1.1 設(shè)計任務(wù) 1.2 零件工藝性分析 墊片零件圖如圖1所示，材料選用10號鋼，厚

2、度為2mm。10號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性性以及壓力加工性，適合沖裁加工。該零件形狀簡單，精度要求不高。僅為簡單沖孔落料件，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，選取單工序簡單模能完成零件的加工，但因零件外形尺寸不大，不利手工操作且不安全，若選用沖孔、落料復(fù)合模加工，因零件最小壁厚處僅為3mm，小于文獻表2表1-9，4.9cm凹凸模的壁厚中同料厚復(fù)合模沖裁時要求凹凸模最小壁厚因此，不利于模具壽命的保證。綜合上述分析，從其操作性及加工的經(jīng)濟性考慮，擬采用多工位級進模對零件進行加工。 2 零件工藝計算 2.1 排樣計算 2.1.1 排樣方式的選擇 綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，采用有廢料排樣，沿沖件外形沖裁，在沖

3、件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高。 2.1.2 計算條料寬度 根據(jù)零件形狀，查表文獻3表2-10最小工藝搭邊值得， a=1.2mm，a1=1.5mm，條料是有板料裁剪下料而得，查文獻3表2-12剪板機下料公差得，=0.6mm，查文獻3表2-14側(cè)刃余量及出端導(dǎo)料間隙c2得，b1=2.0。由文獻3得條料寬度： b=(d+2a1+nb1)n- =（502×1.52×2） =57mm 2.1.3 確定步距與定距定位方式 由文獻4得，級進模送料步距 sd+a 501.2 51.2mm 本模具采用側(cè)刃定距。在條料送進過程中，切下的缺口向前送進被側(cè)刃擋塊擋住，

4、送進的距離即等于步距。 結(jié)合以上分析，本零件成形的排樣圖如圖2所示。 2.1.4 計算材料利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標。 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積 a=×252-×72-3××22-3(×222×34/360-×182×34/360)=1628.7mm2 所以，一個步距內(nèi)的材料利用率 =×100%=1628.751.2×57×100%=55.8% 查板材標準，宜選用650mm×1300mm的鋼板，每張鋼板可剪裁

5、為11張條料（57mm×1300mm），每張條料可以沖25個工件，由文獻4得，每張鋼板的材料利用率 總=×100% =25×1628.7/57×1300×100% =54.9% 根據(jù)計算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達54.9%，滿足要求。 2.2 沖壓力計算 2.2.1 沖裁力的計算 查文獻5表3-12常用材料的力學性能，得0=380 mpa，由文獻1得，沖裁力為： 380=494197.6n ×500.2×2×0=1.3f=ktl2.2.2 卸料力、推件力的計算 查文獻1表2-10卸料力、頂件力和推件力系數(shù)，得k

6、卸=0.04，k推=0.055 卸料力f卸=k卸f=0.04×494197.6n=19767.9n 推件力f推=k推f=0.055×494197.6n=27180.868n 所以，由參考文獻1得，總沖壓力： f總=f+f推+f卸 =494197.6n+19767.9n+27180.868n =541146.368n 壓力機公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，據(jù)沖壓力計算結(jié)果擬選壓力機為j2363。 2.3 壓力中心的計算 對于復(fù)雜制件或多凸模沖裁件的壓力中心，可根據(jù)力矩平衡原理進行計算。由文獻4可得， x中心 35.95 y中心 0 所以模具的壓力中心為（35.95，0） 凸凹模刃

7、口尺寸的計算2.4 2.4.1 間隙分析 查文獻4表34沖裁模初始雙面間隙值z（二）和表36規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁凸、凹模的制造偏差，得 zmin0.246mmzmax=0.360mm t=0.020mm a=0.030mm |t|a|=0.020+0.030=0.050mm zmaxzmin=0.3600.2460.114mm 滿足|t|a|zmaxzmin，所以可用凸模與凹模分別加工法。 2.4.2 落料尺寸 50落料件精度為it14，查文獻4表35系數(shù)x，x0.5，得： da（dmaxx）=（50-0.62×0.5）=49.69 dt=（dazmin）-t（49.69-0.

8、24）=4.37 3.4.3 沖孔尺寸 沖裁件精度為it14，查文獻4表35系數(shù)x， x0. 5，得：沖孔14mm dt（dminx）=（140.5×0.43）14.22 mm da= （dtzmin）=（14.220.24）14.46mm 沖孔r2mm mm 4.13）0.25×0.54（=）xdmin（dtda= （dtzmin）=（4.130.24）4.37mm 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 凹模設(shè)計 因制件形狀簡單，總體尺寸并不大，故選用整體式矩形凹模較為合理。因生產(chǎn)批量較大，查文獻5表316 沖模工作零件常用材料及熱處理要求，選用cr12mov為凹模材料。 3.1.1

9、 確定凹模厚度h值：查文獻1表2-12凹模厚度系數(shù)k得，k=0.35，由文獻1凹模厚度的計算公式得，凹模厚度為： h=kb =0.35×50 18 3.1.2 確定凹模壁厚c：由文獻1凹模壁厚的計算公式得： c=（1.53）h 所以，凹模壁厚取c=30mm 3.2 凸模設(shè)計 為滿足凹模強度和剛性，將凸模設(shè)計成臺階式，使裝配修模方便。采用成形銑、成形磨加工。查文獻5表316 沖模工作零件常用材料及熱處理要求，選用cr12mov為凸模材料。由文獻1得，采用彈性卸料時，落料凸?？傞L為： l=18+16+20 =54mm 模柄設(shè)計3.3 綜合考慮到導(dǎo)向精度、制造成本，安裝難易程度等因素，現(xiàn)采

10、用壓入式模柄，通過過渡配合，將模柄壓入上模座，并用止轉(zhuǎn)銷防止轉(zhuǎn)動。查文獻5表10-47壓入式模柄得，模柄a50×100gb2862.1-81.a3。 3.4 卸料裝置設(shè)計 3.4.1 卸料板的設(shè)計 工件平直度較高，料厚為2mm相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故采用彈性卸料。 卸料板采用45鋼制造，厚度根據(jù)jb/t 8066.2-1995規(guī)定，選用160mm×125mm×140-170組模具參考，其厚度為16mm。 3.4.2 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)

11、置2個卸料螺釘，公稱直徑為10mm，螺紋部分為m8×6mm，卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運動。 3.5 模架及零部件的選用 該模具采用對角導(dǎo)柱模架。上模座按gb2856.1-81規(guī)定，厚度取40mm，墊板厚度取8mm，固定板厚度取18mm，卸料板厚度取16mm，下模座按gb2856.2-81規(guī)定，厚度取45mm。導(dǎo)柱分別為105 ×28h6mm；導(dǎo)套分別為160mm×25h5mm，160mm×28h5mmmm×28mm，25h6mm×105mm×28mm。 3.6 校核模具閉合高度 模具閉合高度h hh

12、上模座h墊片h固定板h卸料板h下模座h橡膠h凹模座+h導(dǎo)料板40mm8mm18mm16mm45mm20mm18mm+5mm=170mm 由文獻5得：hminh110hhmaxh15，根據(jù)擬選壓力機j2363，查開式壓力機參數(shù)表得： hmax460mm，hmin210mm，h180mm 所以，140h365，且開式壓力機j2363最大裝模高度250mm，大于模具閉合高度170mm，可以使用。 3.7 沖壓設(shè)備的選定 通過較核，選擇開式雙柱可傾式壓力機j2363能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：630kn 滑塊行程：120mm 最大閉合高度：460mm 最大裝模高度：250mm 工作臺尺寸（前后×左右）：710mm×480mm 最大傾斜角度：300° 3.8 裝配圖和零件圖 按已確定的模具形式及參數(shù)，從沖模標準中選取標準件。繪制模具裝配圖，如圖。 4 結(jié)論 本文簡略概述了墊片級進沖壓模具的設(shè)計過程，采用了沖孔落料多工位級進沖壓工藝，大大提高沖件的尺寸精度和生產(chǎn)效率，降低了沖壓生產(chǎn)成本和模具制造成本。模具經(jīng)試模和調(diào)整后，達到了設(shè)計要求，能沖出完全合格的零件。 參考文獻： 1陳