沖壓卡簧設模具設計

1、一設計內容設計一套如下圖所示的零件成型模具目錄二設計要求. 2 1. 完成詳盡的設計說明書一份 . 2 2. 完成模具裝配圖一份 . 2 3. 完成零件及模具的三維設計 . 2 三模具設計的意義 . 2 四零件工藝性分析 . 2 一）零件的尺寸精度 . 2 二）零件結構工藝 . 3 （一）確定工藝方案 . 3 （二）零件坯料展開如圖所示 . 3 （三）零件排樣 . 4 （四）沖壓力計算 . 6 （五）模具工作部分尺寸計算： . 10 （六）模具主要零部件設計： . 11 （七）模架及其他零部件的設計 . 14 （八）模具閉合高度及壓力機有關參數 . 15 （十）設計并繪制模具總裝圖 . 16

2、參考文獻：. 21 二設計要求1. 完成詳盡的設計說明書一份2. 完成模具裝配圖一份3. 完成零件及模具的三維設計三模具設計的意義沖壓成型工藝與模具設計是材料成型及控制工程專業(yè)的基礎課程，通過模具的課程使我們加強對課程知識的理解，在掌握材料特性的基礎上掌握金屬成型工藝，掌握一般模具的基本構成和設計方法， 為我們進一步發(fā)展打下堅實的理論實踐基礎。四零件工藝性分析一）零件的尺寸精度從零件圖上可以看出，零件尺寸全部按照it14 級尺寸精度，查公差尺寸表確定零件各構成尺寸在實際沖壓中的公差為：2、9.5、5.2、3、6、5二） 零件結構工藝零件外形簡單，結構對稱，零件中有三處彎曲，一處為 l 型彎曲，

3、一處為 u 型彎曲，一處為多彎成型， 由圖可知，零件為薄型零件，零件尺寸精度和位置精度只是一般要求，且零件的相對彎曲半徑都大于最小相對彎曲半徑，以上條件都適合彎曲。（一）確定工藝方案由圖可知，零件沖壓生產所需的基本工序有彎曲、落料兩種工序，因此，可能的沖壓方案有: 1：全部單工序生產即：落料，彎曲2：采用級進模生產由于零件尺寸較小，根據零件外形尺寸和坯料厚度，以及生產過程中的操作方便以及精度要求的角度出發(fā)，易采用單工序模具生產。（二）零件坯料展開如圖所示（三）零件排樣1：根據零件的結構特點：材料較薄，尺寸小，且要求工件紋向為.45，因此采用q113*1200 型號剪床（模具設計手冊）下料，且排

4、樣為有廢料排樣，沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都有搭邊， 沖件尺寸完全由沖模來確定，因此模具壽命較長，但材料利用率較低。2 計算條料寬度：根據零件形狀，及排樣方法，查沖壓模具設計手冊，工件之間搭邊值為1.8，工件與側搭邊值為 2，條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料方便，規(guī)定其上偏差為 0，下偏差為，00max1(2)bda式中 dmax 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a1- 沖裁件之間的搭邊板料剪裁下的偏差； （其值查表 5）可得 =0.4mm b0=00.42222.822422=00.422.03故條料寬度為 22.03mm 。 3 ：確定布局：送料距 s：條料在模具上每次送進的距離稱為送料

5、步距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定側刃長度的依據。條料寬度的確定與模具的結構有關。送料步距 s 1maxadsdmax零件橫向最大尺寸， a1搭邊s22.030.4 22.43mm 排樣圖如圖所示4： 計算材料利用率一個步距內的材料利用率/bs100% 式中 a 一個步距內沖裁件的實際面積；b條料寬度；s步距；=bs 100% = 257.748（22.0322.43）100% =52.16% 根據計算結果知道排材料利用率可達52.16%，滿足要求。（四）沖壓力計算 1：沖裁力計算用平刃沖裁時，其沖裁力一般按下式計算：bkltf）式中： f沖裁力；l沖裁周邊長度；t材

6、料厚度；b材料抗剪強度； qbe-2 的 b的值查沖壓成型工藝與模具設計附錄表2 為 590830pa, 則取 b=660mpa 系數；一般取 =1.3。則落料力：f=kltb= 1.3*73.53*0.3*660 = 18926.62n卸料力 ：f缷= k缷f =0.05*18926.62 =946.33n頂件力 ：f頂=k頂f =0.08*18926.62 =1514.13n 則f總=f+f缷+f頂=21387.08n 2 彎曲力計算 : 由20.7kb=r+ttfbu ，20.6kb=r+ttfbl 得=f上20.7kbr+ttb= 20.7 1.3 46600.30.50.3+ 20.

7、7 1.3 36600.310.3+ 20.7 1.3 36600.32.250.3=467.33n =f下20.7kbr+ttb=20.7 1.3 36600.30.50.3=202.71 =f小20.6kbr+ttb= 20.6 1.3 2.076600.30.50.3=119.89n 校正彎曲力：查沖壓成型工藝及模具設計得qf=20mp，又由彎曲件被校正部分的投影面積為a，則qf= qfa 得1116.4n=147.85n=48nffqqqf上下小則ffff下壓沖小壓沖壓=21905.53n 由zfp0%)60%50(, 即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力 機 公 稱 壓 力 的50%-6

8、0% ， 取zfp8. 10, 則 公 稱 壓 力01.839429.95zpfn. 由上可知，查模具設計手冊 ，初選壓力機的公稱壓力為40kn,即 j113 型壓力機，具體如下：型號公稱壓力滑 塊行程形 成 次數最大閉合高度閉合高度調節(jié)量工 作 臺 尺寸墊板厚度模 柄 孔尺寸j11-5 50kn 0-40mm 1150min140mm 20mm 前后左右30mm 直徑深度180mm 320mm 25mm 40mm 3: 壓力中心的計算：用解析計算法求出沖模壓力中心由公式x0=（l1x1l2x2lnxn）/(l1l2ln) y0=（l1y1l2y2lnyn ）/ （l1l2 ln）用解析法計算

9、壓力中心時，先畫出凹模形口圖，如圖所示。在圖中將 xoy 坐標系建立在建立在圖示對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成基本線段。則 x0=（l1x1l2x2lnxn）/(l1l2ln) =（ 9.54*4.77+3*6.27+4.77*17.31+3.87*1.935+2.07*4.905+3.6*7.74+3*6.27+3.6*14.34+2.07*17.175+3.84*20.145）/（9.54*2+3*2+3.87*2+2.07*2+3.6*2） =11.04 y0=（l1y1l2y2lnyn ）/ （l1l2 ln） = （ 3.47*3.47+4*5.47*2+1.7*8.32

10、*4+3.47*2*9.205）/3.47*4+1.7*4+4*2） = 6.159 （五）模具工作部分尺寸計算：由于本產品采用it14 級精度，查工具與制造手冊知：zmax =0.20mm ，zmin =0.20mm. 則，對于下料凹模磨塤后刃口尺寸:1235,ddddaaaa變大，所以查表2-11 得12350.75,0.75,0.75,0.5xxxx，由公式 2-11得：1*0.30.77540011*0.250.062540021*0.250.062540031*0.520.134005(40.75*0.3)3.775(2.070.75*0.25)1.8825(30.75*0.25)2

11、.8125(22.080.5*0.52)21.82ddddaaaa凹模磨塤后，尺寸b變大，由表 2-11 查得 x=0.75，由公式 2-12 得0010.075*0.34(3.60.75*0.3)3.825db尺寸123,dddc c c不變得123111.70.251.70.0312524113.470.31.70.0375241112.270.431.70.0537524dddccc對于彎曲模刃口尺寸計算， 以下部 u 型彎曲為例計算： 查表得，間隙 z=0.3， =0.25。 ， 則由公式10.250.06253400400310.062540.254(50.2520.3)5.7875

12、(50.25)5.1875dpll得10.250.06253400400310.062540.254(50.2520.3)5.7875(50.25)5.1875dpll（六）模具主要零部件設計： 1落料凹模：1）厚度 h的計算：查表得 k取 1.25 31 .0 fkh331.250.1 21.387 10=14.10mm, 取 h=15mm 2）模長度和寬度，根據凹模周界尺寸，查沖壓模具設計與制造簡明手冊得凹模周界尺寸80*63mm 根據凹模周界尺寸和送料方式凹模凸配 用 ?？拙鄩|固缷導料凹周界模長度架 閉 合高度板厚度定板厚度料板厚度板模厚度l b 42 最大最小s 1s2s3s4 14

13、12 長度厚度14 80 63 130 110 62 36 45 21 83 6 3） 凹材料的選用 : 根據 沖壓模具設計與制造簡明手冊 表 8-3,材料選用 45 鋼。4）凹模的選用由于零件尺寸較小， 所以在所有模具中， 凹模均選用整體式凹模。2 落料凸模由表知凸模長度為42mm,為便于凸模和固定板的加工,可通過這設計成鉚接方式與固定板固定.沖孔凸模由于相隔很近 ,不宜采用階梯結構,設計成鉚接方式 . 凸模材料：參照沖壓模具設計與制造簡明手冊選用 cr12 2）校核考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對最小凸模5mm 進行強度和剛度校核：（1）強度校核：根據凸模校核公式： l90d2/f可得：l9

14、0d2/f=51.49mm, l：為凸模的允許最大工作尺寸，而設計中，凸模的工作尺寸為42,所以鋼度得以校核 .(2)剛度校核凸模的最小直徑d 應滿足 : 5.20.35105.2660.1.2mmtd壓所以 51.2, 凸模強度得以校核 .3：卸料板的設計卸料板采用 q235 制造，卸料板輪廓尺寸與凹模固定板輪廓尺寸相同，厚度根據 jb/t 8066.2-1995 規(guī)定，選用 80mm 63mm 14-17組模具參考，取其厚度為 12mm 。查模具設計簡明手冊 p298典型卸料縱向送料組合得相應：組合的零件尺寸由上圖表可得兩圓柱銷銷孔之間的距離s1=36mm, 兩內六角螺釘之間的橫向距離s=

15、62mm, 兩內六角螺釘之間的橫向距離s2=45mm. 4：固定板的的設計 1 ） 凹模固定板的厚度 :其厚度與凹模的厚度尺寸相當， 取 14mm ；2）凹模固定板的外形尺寸：與卸料板的外形尺寸一致，根據核準選取板的規(guī)格為8063lbmmmm。3）材料：選用 q235鋼4）配合及連接件：凹模與凹模固定板的配合為h7/n6, 裝配可通過 2 個銷釘定位 ,4個螺釘與下模座連接固定, 各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致, 頂部與模鉚接 , 因此必須倒角。5）凸模固定板的厚度：其厚度與凸模的厚度尺寸相當，取14mm ；6）凸模固定板的外形尺寸：與卸料板的外形尺寸一致，根據核準選取板的規(guī)格為8063lb

16、mmmm。7）材料：選用q235 鋼；8）配合及連接件：凸模與凸模固定板的配合為h7/n6, 裝配可通過 2個銷釘定位 ,4 個螺釘與上模座連接固定, 各形孔的位置尺寸與凸模的保持一致 , 頂部與凸模鉚接 , 因此必須倒角。（七）模架及其他零部件的設計該模具采用中間導柱模架。 由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于縱向送料級進模送。以凹模輪廓尺寸為依據，選擇模架規(guī)格。上模座按 gb/t 2855.2-1990 規(guī)定，厚度取 25mm, 墊板厚度取 4mm,固定板厚度取 14mm, 卸料板厚度取 12mm, 下模座按 gb/t 2855.2-1990規(guī)定，厚度取

17、 30mm ，固定板厚度取4mm 。根據上下模座選取導柱為18mm 140mm,導 套 為 20 mm 100mm 25mm 。 模 具 閉 合 高 度h=120-140mm （八）模具閉合高度及壓力機有關參數 1）校核模具閉合高度10)(5minmax墊板墊板）（hhhhh公式式中maxh壓力機最大閉合高度；minh壓力機最小閉合高度；墊板h墊板厚度。根據前面初選壓力機j11-5，查模具設計與制造簡明手冊 p49表 1-81 得：max140hmm，min120hmm，4hmm墊板將以上數據帶入公式，得126h139. 經計算該模具最大閉合高度h=130mm，在 126mm 139mm 內，

18、且開 式 壓 力 機 j11-5最 大 裝 模 高 度140mm, 大 于 模 具 閉 合 高 度130mm , 可以使用2）沖壓設備選定通過較核，選擇開式雙柱可傾式壓力機j11-5 能滿足使用要求。其主要技術參數如下：型號公稱壓力滑 塊行程形 成 次數最大閉合高度閉合高度調節(jié)量工 作 臺 尺寸墊板厚度模 柄 孔尺寸j11-5 50kn 0-40mm 1150min140mm 20mm 前后左右30mm 直徑深度180mm 320mm 25mm 40mm （十）設計并繪制模具總裝圖按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準件。繪制模具裝配圖參考文獻：1： 冷沖壓技術翁其金主編北京機械工業(yè)出版社2000 年11月版2： 互換性與測量技術基礎 （第四版）廖念釗許金釗 主編