壓圈沖壓模具設(shè)計(jì)

1、壓圈復(fù)合模具設(shè)計(jì)目錄（一） 、沖壓件得工藝性分析 4（二） 、確定工藝方案模具機(jī)構(gòu)形式 4（三） 、模具設(shè)計(jì)計(jì)算5（1）排樣方式得確定及其計(jì)算（ 2 ） 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸（3 ）外形落料凸、凹模刃口尺寸得計(jì)算（4）沖壓力得計(jì)算（5） 壓力中心得計(jì)算（四） 、模具總體設(shè)計(jì)8（五） 、模具主要零部件得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9（ 1）落料凸、凹模得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）彈性元件得設(shè)計(jì)計(jì)算12（3）模架得設(shè)計(jì) （ 六） 、沖壓設(shè)備得選擇（七八繪制模具總裝圖 13（八）、拆畫零件圖 13（九）、參考文獻(xiàn)14序言加入 WT O后，我國經(jīng)濟(jì)將從真正意義上溶入全球經(jīng)濟(jì)一體化 ，中國得市場將 不再只屬于中國企業(yè)。產(chǎn)品 ,不僅僅

2、就是性能與價(jià)格得較量，從外觀、實(shí)用性到 環(huán)保，哪一點(diǎn)輸給別人那只能堆放在倉庫或賤賣， 不會(huì)創(chuàng)造效益得企業(yè)只好關(guān)門。 手抄書式得靠機(jī)床與操作工來實(shí)現(xiàn)工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品化得老機(jī)械制造已成為歷史， 現(xiàn)代制造業(yè)駕馭著微電子與新材料， 敲擊著鍵盤，在加工中心與模具組成得流水 線上精密得復(fù)制著工程師在計(jì)算機(jī)輔助下設(shè)計(jì)得從市場捕捉來得最新產(chǎn)品。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，先進(jìn)制造技術(shù)將全面擔(dān)負(fù)起快速、精確得生產(chǎn)更多門類得產(chǎn)品 ,以保障 與提高人類現(xiàn)代化生活得質(zhì)量。模具已不僅僅就是人類用來澆鑄錢幣與內(nèi)燃機(jī)殼得砂箱。今天，它凝聚了 各類高技術(shù) ,能快速精密得直接把材料成型、焊接、裝配成零部件、組件或產(chǎn)品， 其效率、精度、流

3、線、超微型化、節(jié)能、環(huán)保，以及產(chǎn)品得性能、外觀等,都就是傳統(tǒng)工藝所無與倫比得。展望 21 世紀(jì)，無論電子、生物、材料、汽車、家電 等哪個(gè)行業(yè)， 不裝備由計(jì)算機(jī)、 模具與加工中心砌成得生產(chǎn)線， 都不可能在制造 業(yè)中擔(dān)綱支柱產(chǎn)業(yè)。模具就是現(xiàn)代制造技術(shù)得重要裝備 ,其水平標(biāo)志著一個(gè)國家 或企業(yè)得制造水平與生產(chǎn)能力。 今后一段時(shí)期內(nèi)，我國五大支柱產(chǎn)業(yè)得產(chǎn)品質(zhì)量、 批量化成本與包括產(chǎn)業(yè)更新在內(nèi)得技術(shù)進(jìn)步得關(guān)鍵就是模具。 現(xiàn)在全球模具總產(chǎn) 值早已超過傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)機(jī)床與工具類產(chǎn)值得總與。該零件在汽車 ,機(jī)械，家電 ,飛機(jī) ,火車等方面都有廣泛得應(yīng)用。該零件在生 活中到處都可以瞧到 ,它具有使兩個(gè)零件連在一起

4、從而減少之間得磨損。到處都 可以買到 ,價(jià)格便宜，制造簡單，方便等。金屬壓圈復(fù)合模具設(shè)計(jì)【摘要】:本設(shè)計(jì)進(jìn)行了落料、 沖孔連續(xù)模得設(shè)計(jì) .文中簡要概述了沖壓模具目前 得發(fā)展?fàn)顩r與趨勢。 對產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析與工藝方案得確定。 按照沖壓模 具設(shè)計(jì)得一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上得主要零部件，如：凸模、凹模、 凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等 . 模架采用 標(biāo)準(zhǔn)模架 , 選用了合適得沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對工作零件與壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必 要得校核計(jì)算 . 沖孔凹模與落料凹模則采用整體固定板固定。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo) 正銷, 保證了工件上孔與外形得相對位置準(zhǔn)確 , 提高了加工

5、精度。如此設(shè)計(jì)出得結(jié) 構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠與沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)得要求。關(guān)鍵詞：沖壓成型落料沖孔一 沖裁件工藝分析1、材料：Q235就是普通得碳素鋼。2、工件結(jié)構(gòu)形狀：該零件形狀簡單、對稱，就是由圓弧與直線組成得。3、尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按 IT14 級確定工件尺寸得公差，經(jīng)查公差表 , 各尺寸公差為：t >00icc +0、52cc+0'5 2/ + 0、3© 42-o、62mrrn© 2 0 0mrm2 2 0mm 4 0mm結(jié)論: 將以上精度與零件得精度要求相比較 , 該零件得精度要求能夠在沖裁 加工中得到保證，其她尺

6、寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況 , 也均符合沖裁得 工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。二 確定工藝方案及模具得結(jié)構(gòu)形狀該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)方案二 :落料沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三 :沖孔落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單， 但需要兩道工序兩副模具， 成本高而生產(chǎn)效率低， 難 以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具， 工件得精度及生產(chǎn)效率都較高， 在模具同一位置時(shí)可 完成數(shù)道分離工序得模具，成本低、操作方便、工件精度也能滿足要求。方案三也只需一道模具，生產(chǎn)效率高，但不在同一個(gè)位置就可以完成,操作不方便

7、，精度要求不能滿足，成本高。因此從零件加工精度與經(jīng)濟(jì)性角度綜合考慮 ,選則方案二就是較為合適得 ,即 選擇復(fù)合模作為本設(shè)計(jì)得模具方案。三 模具設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 排樣方式得確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí) , 首先要設(shè)計(jì)條料得排樣圖，因該零件外形為圓形，可采用有廢料排樣得直排比較合適，確定其排樣方式為直排畫出排樣圖。最小工藝搭邊值 a=i、5, a 1=1、2,分別取a= 2, a匸2 條料寬度：B= （ D+2a） - B= （42+2 *2） - 0B = 46mm步距：S =42+2= 44mm材料利用率得計(jì)算：計(jì)算沖壓件毛坯得面積：A=nX R2 = nX 2 1 2 =138 4 > 74

8、mm2一個(gè)步距得材料利用率：n = 138 4、74/46X 4 4=68、4%(2)計(jì)算總沖壓力F 落 =Lt t b= (2n RX 2 X 450)N =1 18、6 9 2KNF 沖=Lt t b=( 3 36、9X10n /180+4 + 2X 2、2)X 2 X 450 =6 0、45 3 KNF推=門K推F孔查表，得 h=6mm 貝U n=h/t= 6 mm/2=3K 推=0、 05所以，有 F 推=門 K 推卩孔=3X 0、 0 5 X 6 0、 45 3=9、06 8KN又F卸=K 卸F落查表，得K卸=0、04所以，有 F 卸=K卸 F 落=0、04X 118、6 92= 4

9、、748K N總沖壓力為：F 總=卩落+ F 孔+F 推+F 卸=(1 1 8、 692+ 60、45 3 +9、068+4 7 4 8 ) KN=192、 96 1KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算得沖F 總，=1、3XF 總=1、3X 192、96仁250 8KN( 3) 壓力中心得計(jì)算由圖可知工件上下對稱，將工件沖裁周邊分成Li、L2、L5基本線段，求出各段長度得重心位置:因工件相對x軸對稱,所以Y c =0,只需計(jì)算Xc、Li=2 n r=131、8 8 mmX i =0L2 58、7 7rnrnX2=-0、68L3 =L 5=2、2mrmX3=X5 10、9 mL

10、4 4mmX 4 12 m將以上數(shù)據(jù)代入壓力中心坐標(biāo)公式X =( L i Xi + L2 X2+ L5 X5 )/ L 計(jì) L2+ L59+4 X1 22)X = 1 31、88 X 0 +58、77X ( 0、6 8 )+ 2、2X10、+ 2、2X 10、9 / (1 3 1、8 8 +58、7 7+2、2+4 + 22、=0、2 8 mm(4 )凹凸模刃口尺寸得計(jì)算1 )沖孔凹凸模刃口尺寸得計(jì)算查表，得間隙值Z min =0、2 4 6rn m Zmax O、3 6 0mm由于制件結(jié)構(gòu)簡單 , 精度要求不高，所以采用凹模與凸模分開加工方 法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下 :查表

11、，得©2 Omm凸、凹模制造公差：S 凸=0、 020mmS 凹=0、 02 5 mm校核：ZmaxZmin = （0、360 0、24 6）mm =0、114mm而 S 凸+ S 凹=（0、0 2 0+0、025） m =0、04 5 mm滿足Z imix-ZminS凸+ S凹得條件查表，得：IT 1 4級時(shí)標(biāo)準(zhǔn)公差 = 0、52 m,因?yàn)?0、 52 0、 20,所以磨損系數(shù) X=0、 5。按式（2、5） d 凸=（2 0+0、5X 0、5 2 ） 00、020=mmD 凹=mm查表，得2、2 mm< 4mn得矩形凸、凹模制造公差：S 凸=0、 020mmS 凹=0、 02

12、0mmS 凸+ S 凹=0、020+0 0 2 0=0、040mm滿足Z ma-Z minS凸+S凹得條件2） 外形落料凸、凹模刃口尺寸得計(jì)算由于外形形狀簡單， 精度要求不高， 所以采用凸模與凹模分開加工得方 法制作凸、凹模 .查表，得凸、凹模制作公差3凸=0、 0 20mmS 凹=0、 03 0mm校核：Zmax- Z min =0、360 0、246 =0、114 mm而 S t+= 0、050mm滿足Z max Zmi凸+S凹得條件查表,得:IT 14級時(shí)磨損系數(shù)X=0 5,d 凸=42、2 6 o、020 m m+ 0、 030d 凹=42、506 o mm四 模具得總體設(shè)計(jì)根據(jù)上述分

13、析，本零件得沖壓包括沖壓與落料兩個(gè)工序 ,且孔邊距較大，可 采用倒裝復(fù)合模，可直接利用壓力機(jī)得打桿裝置進(jìn)行推件 ,卸料可靠 ,便于操作 . 工件留在落料凹?？斩粗?， 應(yīng)在凹模孔設(shè)置推件塊， 卡于凸凹模上得廢料可由卸 料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從空洞中落下.由于在該模具中壓料就是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)得 ,所以卸料板還 應(yīng)有壓料得作用 ,應(yīng)選用彈性卸料板卸下條料 .因就是大批量生產(chǎn) ,采用手動(dòng)送料 方式 ,從前往后送料。因該零件采用得就是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷與導(dǎo) 料銷即可。為確保零件得質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向 .由于該零件導(dǎo)向 尺寸較小 ,

14、且精度要求不就是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。五 模具主要零部件得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( 1)凸模、凹模、凸凹模得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) , 包括一下幾個(gè)方面： 落料凸、凹模得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在落料凹模內(nèi)部，由于要放置推件塊 , 所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2、2 1,取得刃口高度h =6mm,該凹模得結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表 2、2 2,得k =0、40即 凹模高度 H=ks =0、40 X 4 2 m m=16 8mm凹模壁厚 C=1、5H=1、5X 16、8 mm =25、2mm凹模外形尺寸得確定：凹模外形長度：L =(42+ 2 5、2X 2)mm =92、4 m

15、m凹模外形寬度:B=( 4 2+25、2X 2)m = 9 2、4 m凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,取為lOOrnrnX 10 0 rnrnX 16m m凹模得工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸為：1 55m mX 1 5 5m mX 35mm2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量0、8mm側(cè)面留磨削余量0、5mm4磨平面磨上下平面，留磨削余量0、30、4mm磨相鄰兩側(cè)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5862HR C9磨平面磨上下面及基準(zhǔn)面達(dá)

16、要求10型孔精加工在坐標(biāo)磨床上磨型孔，留研磨余量 0、01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達(dá)規(guī)定技術(shù)要求 沖孔凸模得設(shè)計(jì)為了增加凸模得強(qiáng)度與剛度，凸模固定板厚度取24m m,因凸模比較長，所以選用帶肩得臺(tái)階式凸模，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上需要來確定。L= h 凸模固定板 + h 落料凹模=（24+16、8） mm3 0、8mm （取 40 m m） 凸凹模得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模與落料凹模外還有一個(gè)凸凹模 根據(jù)整體模具得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模得結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示：確定凸凹模安排在模架上得位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算得壓力中心得數(shù)據(jù)， 使壓力中心與模柄中心重合.校核凸凹模得強(qiáng)度：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)

17、書中表 2、2 3得凸凹 模得最小壁厚為4、9mm而實(shí)際最小壁厚為9mm故符合強(qiáng)度要求。 凸凹模得刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙間隙為0、 246mm0、 360mm定位方式定位方式采用側(cè)刃加導(dǎo)正銷定距得方式。用側(cè)刃定距時(shí)，使側(cè)刃得實(shí)際長度與凹模型孔間步距一致，可提高送料精度。 但采用側(cè)刃定距時(shí)，送料操作時(shí)得人為因素 ,會(huì)產(chǎn)生送料精度不穩(wěn)定得現(xiàn)象。對 于工位較多得級進(jìn)模， 送料得累積誤差， 會(huì)使送料精度降低， 對尺寸精度要求高、 形狀復(fù)雜得沖件尤為明顯 ,因此，在側(cè)刃定距得同時(shí)增設(shè)導(dǎo)正銷得方式，在多工 位級進(jìn)模中得到廣泛得應(yīng)用。側(cè)刃導(dǎo)正銷得定距方式就是將側(cè)刃做粗定位 ,導(dǎo)正銷做精定位。用

18、于導(dǎo)正得導(dǎo)正 孔，可以就是沖件上得孔 ,也可在條料上沖出輔助工藝孔。為保證送料精度，一 般應(yīng)設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正孔 ,并在第一工位上沖出。1、側(cè)刃與導(dǎo)正銷定距方式時(shí)，側(cè)刃、側(cè)刃當(dāng)塊、側(cè)導(dǎo)板與導(dǎo)正銷得裝配與 調(diào)整方法，與單獨(dú)裝側(cè)刃、導(dǎo)料銷基本相同。2、側(cè)刃與導(dǎo)正銷定距方式中，側(cè)刃長度與凹模型孔間隙步距 c得關(guān)系應(yīng)為：=c+（ 0、10、2）mm。側(cè)刃長度增大（0、10、2） mm,就是為了補(bǔ)償導(dǎo)正銷插入型孔時(shí)，條料 可向后移動(dòng)得補(bǔ)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模或凸、 凹模上得沖裁件或廢料 .當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí) ,凸模與卸料板得雙邊間隙取決與板

19、料厚度， 一般在 0、 20、 5mm 之間，卸料薄時(shí)取小值 :板料厚時(shí)取大值。當(dāng)固定板兼起導(dǎo)板作用 時(shí),一般按H 7 / h6配合制造，但應(yīng)該保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、 凹模之間 得沖裁間隙，以保證凸、凹模得正確配合 .固定卸料板得卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁板較厚（大于0、5m m）、卸料力較大、平直度要求不很高得沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。彈性卸料裝置就是由卸料板、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得作用 ,所得沖裁件質(zhì)量較好 ,平直度較高。因此，質(zhì)量要求較高得沖裁件或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。彈性卸料板與凸模得單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度查表。 在級進(jìn)

20、模中，特別 小得沖孔凸模與卸料板得單邊間隙可將表列數(shù)值適當(dāng)加大。 當(dāng)卸料板起導(dǎo)向作用 時(shí)，卸料板與凸模按H 7/h 6配合制造，但其間隙應(yīng)比凸、凹模隙小.此時(shí)，凸模 與固定板以H7/ h 6或H 8 /h7配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)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、5 mm,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(dǎo)柱導(dǎo)套模架（對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架也可）;橫向送料適宜采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架：而后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架有利于送料（縱 橫向均可且送料較順暢），但工作時(shí)受力均衡性與對稱性比中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架及 對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架差一些，四角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架則常用于大型模具， 而精密模具還 須采用滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。2. 模柄類型模柄就是連接上模與壓力機(jī)得零件，常用于1 0 0 0KN以下得壓力機(jī)得模具 安裝.模柄得結(jié)構(gòu)型式比較多，重載得模具可直接用鏍釘、壓板將上模壓在