沖孔_落料級(jí)進(jìn)模-沖壓工藝模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)院 系班 級(jí)專(zhuān) 業(yè)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師評(píng) 分日 期 機(jī)械工程 楊山虎 0901102B573目錄第一章 零件設(shè)計(jì)任務(wù). 1第二章 沖裁件的工藝分析. 22.1工件材料. 22.2工件結(jié)構(gòu)形狀. 22.3工件尺寸精度. 2第三章 沖裁工藝方案. 3第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇. 44.1模具的類(lèi)型的選擇. 54.2卸料裝置. 54.3定位裝置. 5第五章 沖壓工藝計(jì)算：. 75.1排樣. 75.12計(jì)算條料寬度. 752沖壓力計(jì)算. 95.3壓力中心的計(jì)算.115.4模具工作部分尺寸及公差.11第六章 主要零部件設(shè)計(jì). 136.1凹模的設(shè)計(jì). 136.2凸模的設(shè)計(jì). 146.3固

2、定板的設(shè)計(jì). 166.4模架以及其他零部件的選用. 16第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù). 177.1 校核模具閉合高度. 177.2 沖壓設(shè)備的選定. 17第8章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件. 18第9章 結(jié)論. 19第一章 零件設(shè)計(jì)任務(wù) 零件簡(jiǎn)圖：如圖1-1 所示 材料：10號(hào)鋼材料厚度：1.2mm未標(biāo)注尺寸按照IT10級(jí)處理.圖1-1 墊片零件圖1第二章 沖裁件的工藝分析2.1工件材料由圖1-1分析知：10#鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性能，主要用于制作沖擊件、緊固件，如墊片、墊圈等。適合沖裁加工。2.2工件結(jié)構(gòu)形狀工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)圓

3、孔。料厚為2mm滿(mǎn)足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工。2.3工件尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用IT13級(jí)精度，普通沖裁完全可以滿(mǎn)足要求。根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。2第三章 沖裁工藝方案完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案分為以下3種：1.方案一：?jiǎn)喂ば蚰Ｉa(chǎn)。先沖孔，后落料； 2.方案二：級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓； 3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔落料復(fù)合沖壓。 各模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及比較如下表3-1：表 3-1 各類(lèi)模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較3根據(jù)分析結(jié)合表分析：方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造

4、簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿(mǎn)足要求，模具制造工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿(mǎn)足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。綜上對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。4第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇4.1模具的類(lèi)型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。4.2卸料裝置因采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。4.3定位

5、裝置因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長(zhǎng)度L故采用橫向手動(dòng)送料方式，即由左向右送料既能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。零件尺寸較大，厚度較高，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷(xiāo)和導(dǎo)正銷(xiāo)定位。1若采用四導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對(duì)稱(chēng)分布，受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，能承受級(jí)進(jìn)模高速?zèng)_壓次數(shù)。52. 若采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料;3. 若采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)柱模架，可三方送料，操作者視線(xiàn)不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊的，但模具受力不平衡，滑動(dòng)不平穩(wěn)。綜上，結(jié)合本沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，決定采

6、用四導(dǎo)柱模架。由于零件材料較厚，尺寸較大，沖裁間隙較小，又是級(jí)進(jìn)模因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的四導(dǎo)柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用級(jí)模架精度。6第五章 沖壓工藝計(jì)算：5.1排樣方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具

7、結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。根據(jù)零件形狀，查<<沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)>>工件之間搭邊值a=1.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=1.8mm,條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值BD=(Dmax+2´a)D00 公式（5-1）式中：Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a1-沖裁件之間的搭邊值；=1.8mm。板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得=0.20mm。B0=162×1.8=19.6故條料寬度為19.67送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣

8、方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。級(jí)進(jìn)模送料步距SS=Dmax+a1 公式（5-2） Dmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊S161.517.5mm排樣圖如圖2-1所示。圖2-1 排樣圖一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率/BS×100% 公式（5-3） 式中 A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B條料寬度；S步距；8一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積A=×82-×3.252= 190mm2所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率=BS×100%= 190（19.6×17.5）×100%=55.4%用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算：F=KLttb

9、 公式（5-5） 式中：F沖裁力；L沖裁周邊長(zhǎng)度；t材料厚度；b材料抗剪強(qiáng)度；10鋼b的值查表可知：該材料的抗剪強(qiáng)度為255-333pa,則取b=320Mpa系數(shù)；一般取=1.3。1、沖孔力計(jì)算沖孔周長(zhǎng)：L=×6.5 =20.4所以沖孔力F1=KLtb=1.3×6.5×1.2×320=10.19kN92落料力的計(jì)算 落料周長(zhǎng)L=d一般按以下公式計(jì)算： 卸料力 公式（5-6）（KXKd為卸料力系數(shù)，其值查表5-1可得）沖孔推件力 FD1=nKtF=3 ´0.55´26.12=43.11kN 落料推件力 FD2=nKtF=3 ´

10、0.55´78.37=129.31kN 所以總沖壓力FZ=F1+F2+FX1+FX2+FD1+FD2=282.14kNFx1=Kx·F1.=0.05´26.14=1.31Fx1=Kx·F1.=0.05´26.14=1.31kN公式（5-8）表5-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)由(50%-60%)P0>FZ,即沖壓時(shí)工藝力的總和不能大于壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的50%-60%，取P0=1.8´FZ,則公稱(chēng)壓力P0=1.8´FZ=507.86kN. 初選壓力機(jī)10的公稱(chēng)壓力為600KN。用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。X0=（L1x1

11、L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) 公式（5-9） Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln）由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，為了便于模具的加工和裝配，模具壓力中心依然選在坐標(biāo)原點(diǎn)。落料的輪廓尺寸為160。為保證沖出合格沖件。沖裁件精度到-0.33,X取.查表知：Zmax =0.360，Zmin =0.246。查表可知： A=0.021mm，T=0.013mm綜上所述可得：落料凹模基本尺寸為DA=(Dmax-xD)0+0.021+dA+0.021.=(30-0.75´0.33)0.=29.750 公式（5-10）落料凸?；境叽鐬镈T=(DA-Zmin)-dT

12、0.=(29.75-0.246)-0.013.=29.50-0.01300 公式（5-11）111、沖孔凸?；境叽绲挠?jì)算dT=(dmin+xD)-dT0.=(10+0.75´0.21)-0.011 公式（5-12） 0.=10.160-0.0112、沖孔凹模 基本尺寸計(jì)算dA=(ddTp+Zmin)+0.=(10.16+0.246)+0.018.=10.41+0.01812 公式（5-13）第六章 主要零部件設(shè)計(jì)沖孔落料凹模如圖6-1圖6-1 凹模零件圖 1、凹模厚度H的計(jì)算：H=K´b=14.875mm,查表得K取1.25 公式（6-1）又因?yàn)镠min=15mm故為安全

13、著想，取H=30mm 2、凹模長(zhǎng)度和寬度L凹模=4×H =4×30=120mm W凹模=L÷2 =60mm 公式（6-2）3、凹材料的選用:查表可知：材料選用Cr12MoV，HRC：60-64134、凹模的固定方法直接將凹模與下模座用兩個(gè)M6的螺栓裝配。6.2凸模的設(shè)計(jì)1、沖孔凸模設(shè)計(jì)：沖孔凸模的零件圖如6-2所示圖6-2 沖孔凸模零件圖長(zhǎng)度：凸模的尺寸根據(jù)凸模固定板尺寸h1、卸料板尺寸h2、材料厚度h3和h。 h一般在10-20mm了安全著想取15mm所以凸模的長(zhǎng)度L為：L=24+2+9.4+15=50.4mm 公式（6-4）凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)選用Cr1

14、2MoV， HRC：58-62141、長(zhǎng)度：有關(guān)計(jì)算同沖孔凸模；2、材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)選用Cr12MoV，HRC58-623、落料凸模零件圖6-7如圖6-7考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對(duì)最小凸模8.06進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核：1、剛度的校核：根據(jù)凸模校核公式：L90d2/F 公式（6-5）帶入數(shù)據(jù)可得：=28.28mm L：為凸模的允許最大工作尺寸，而設(shè)計(jì)中，凸模的工作尺寸為2228.28,所以鋼度得以校核，符合要求。2、強(qiáng)度校核:凸模的最小直徑d應(yīng)滿(mǎn)足:15d>=5.2t´t=2.6mm壓=5.2´2´3001200 公式（6-6）10.16

15、>2.6 所以凸模強(qiáng)度得以校核，符合要求。6.3固定板的設(shè)計(jì)1、凸模固定板的厚度：其厚度取24mm。2、凸模固定板的外形尺寸根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為：L´B=315mm´250mm3、材料：選用45#鋼。4、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(guò)2個(gè)銷(xiāo)釘定位,6個(gè)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。壓料板的外形尺寸與凸模固定板一致，各空位置也保持一致。查表可得厚度H=106.4模架以及其他零部件的選用該模具為級(jí)進(jìn)模，采用四導(dǎo)柱模架，能使上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模送。以凹模輪廓尺寸為

16、依據(jù)，選擇模架規(guī)格。上模座查表可知：厚度取35mm，外形尺寸為，200×60墊板厚度取5mm,下模座厚度取40mm，外形尺寸與上模座一致為，200×60。根據(jù)上下模座選取導(dǎo)柱為25mm×150mm,導(dǎo)套為25mm×85×3316第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)7.1 校核模具閉合高度（Hmax-H墊板）-5>H>(Hmin-H墊板)+10 公式（7-1） 式中 Hmax-壓力機(jī)最大閉合高度為300mmHmin-壓力機(jī)最小閉合高度為200mmH墊板-墊板厚度為15mm將以上數(shù)據(jù)帶入公式7-1，得200<H<315.

17、經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度H=167mm，在200mm315mm內(nèi)，且開(kāi)式壓力機(jī)最大裝模高度300mm,大于模具閉合高度173mm , 可以使用。7.2 沖壓設(shè)備的選定通過(guò)較核，選擇開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J能滿(mǎn)足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：600KN滑塊行程：100mm最大閉合高度：450mm最大裝模高度：300mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：420mm×630mm模柄孔尺寸：48mm×35mm17第8章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)件。繪制模具裝配圖，見(jiàn)圖8-1。圖8-1 裝配圖1模柄，2上模座，3卸料螺釘，4沖孔凸模，5卸料彈簧，6壓料板，7緊固螺栓，8凹模墊板，9下模