沖壓工藝及模具設計課程設計指導與任務書-資料下載頁

【導讀】進行的一個重要教學環節。是學生運用所學理論，聯系實際，提高工程技術能力和培養嚴。通過本次設計要達到以下目的：。制訂沖壓工藝規程和設計沖壓模具的方法。設計、計算、繪圖、技術分析與決策、文獻檢索以及撰寫技術論文的能力）。設計前應預先準備好設計資料、手冊、圖冊、繪圖用具、圖紙、說明書用紙。應采取相應的解決措施或與指導教師協商更改。成本，提高經濟效益，同時給模具的設計、制造與修理帶來方便。在幾種可能的沖壓工藝方案中，選擇一種經濟、合理的工藝方案，并填寫沖壓工藝卡。確定板料、條料的規格、要求，并計算出材料利用率。②確定工序性質、數目、先后順序、工序的組合形式。組合工序模均有導向，其選擇方式與單工序模的③、④兩項相同。定擋料銷或活動擋料銷，以免削弱凹模強度。級進模的排樣圖要考慮凹模強度，凹模洞口之間的壁厚小于5mm時，要留空步。

　　

【正文】 指標適中，經退火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產品對于厚度和表面質量沒有嚴格要求，所以盡量采用國家標準的板材，其沖裁出的產品經上述分析，產品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 4. 生產批量 由產品的生產綱領 200 萬件 /年可知，產品批量為 大批量，很適合采用沖壓加工的方法，最好采用復合模或連續模，若是能加上自動送料裝置，會大大提高生產效率，降低成本。 墊片沖壓工藝方案的確定 完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工的工藝方案分為以下 3 種。 1. 第 1 種方案 —— 采用單工序逐步加工 (1) 沖孔、落料單工序模，工序簡圖如圖 A17 所示。 沖孔 落料 圖 A17 沖孔、落料單工序模 (2) 落料、沖孔單工序模，工序簡圖如圖 A18 所示。 落料 沖孔 圖 A18 落料、沖孔單工序模 特點：由于采用單工序模，模具制造簡單，維修方便。但生產率低，工件精度低，不 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應用于要在此處 顯示的文字。 51 適合大批量生產。 2. 第 2 種方案 —— 采用復合模加工成形 工序簡圖如圖 A19 所示。 圖 A19 沖孔、落料復合序模 特點：生產率較高，工件精度高。但模具制造較復雜，調整維修較麻煩，使用壽命低。 3. 第 3 種方案 —— 采用級進模加工成形 工序簡圖如圖 A20 所示。 圖 A20 沖孔、落料級進模 特點：生產率高，便于實現機械化、自動化，但模具制造復雜，調整維修麻煩，工件精度較低。 根據本零件的設計要求 ，以及各方案的特點，決定采用第 2 種方案比較合理。 墊片沖模結構的確定 1. 模具的形式 經分析，此工件有兩個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。 2. 定位裝置 1) 縱向定位 52 縱向定位裝置采用伸縮式擋料銷縱向定位，安裝在下模座和活動卸料板之間。工作時，可隨凹模下行而壓入孔內，工作很方便。 2) 橫向定位 橫向定位采用導料螺栓。因為它結構簡單，使用方便，對模具強度削弱小。 3. 卸料裝置 1) 條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。 2) 工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。 3) 沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內積聚到一定數量，便從下模座的漏料孔中排出。 4. 導向零件 針對本產品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。 5. 模具 本設計決定采用中間導柱模架。 墊片沖壓工藝計算 1. 排樣 排樣如圖 A21 所示。 圖 A21 排樣圖 1) 搭邊 查 表 ，確定搭邊值 a ， 1a 。 當 ? mm 時 2a? mm， 1 ? mm 2) 條料寬度 采用無側壓裝置。 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸 42D? mm 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應用于要在此處顯示的文字。 53 條料寬度公差，查表 。 ??? mm，根據式 ， 0 539 686B ?? ? ～ 0 0 00 .1 0 0 .1 0(4 2 2 2 ) 4 6B ?? ? ?? ? ? ?mm 3) 材料利用率 ? 1 0 1/ 1 0 0 % / 1 0 0 %S S S A B? ? ? ? ? 送料步距 42 43. 5A ? ? ? mm 一個步距內制件的實際面積 21 42 1 3 8 4 .7 42S ??? ? ? ?????mm2 1 8 8 4 . 7 4 / ( 4 3 . 5 4 6 ) 1 0 0 % 6 9 . 2 %? ? ? ? ? 2. 計算沖壓力 45 鋼退火， 539~686b? ? MPa，取 650b? ? MPa。 查表 219， ?卸 ～ ， ?推 ， ?頂 1) 沖孔沖裁力 F沖 孔 力 2 3 . 1 4 9 1 . 5 6 5 0 5 5 1 0 7bF L t?? ? ? ? ? ? ?沖 孔 力 (N) 2) 落料沖裁力 F落 料 力 3 . 1 4 4 2 1 . 5 6 5 0 1 2 8 5 8 3bF L t?? ? ? ? ? ?落 料 力 (N) 3) 卸料力 F卸 料 力 0 . 0 5 1 2 8 5 8 3 6 4 2 9F K F? ? ? ?卸 料 力 卸 落 料 力 (N) 4) 推料力 F推 件 力 凹模刃口直壁高度 6h? mm， 6 t? ? ? 4 0 . 0 5 5 5 5 1 0 7 1 2 1 2 3F n K F? ? ? ? ?推 件 力 推 沖 孔 力(N) 5) 頂件力 F頂 ( ) 0 . 0 6 ( 5 5 1 0 7 1 2 8 5 8 3 ) 1 1 0 2 1F K F F? ? ? ? ? ?頂 頂 沖 孔 力 落 料 力(N) 6) 總沖壓力 F總 ( 5 5 1 0 7 1 2 8 5 8 3 ) 6 4 2 9 1 2 1 2 3 2 0 2 2 4 2F F F F? ? ? ? ? ? ? ?總 沖 裁 力 卸 料 力 推 件 力(N) 初選壓力機： J2325。 3. 計算模具 壓力中心 由于該零件完全對稱于相互垂直的兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。 4. 計算模具刃口尺寸 1) 沖孔凸、凹模 由表 查得 54 min ? mm max ? mm m a x m in 0 .3 1 0 .2 7 0 .0 4ZZ? ? ? ?mm 由表 查得 ? ??凹 mm ? ??凸 mm 由表 查得 ?? 因為 m m????凹 凸 故能滿足分別加工法的要求。 0 0 0m i n 0 . 0 2 0 . 0 2( ) 9 0 .5 0 .3 6 9 .1 8dd ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?凸凸 ()mm 0 . 0 2 0 . 0 2m i n 0 0 09 .1 8 0 .2 7 9 .4 5d d Z ?? ??? ? ? ? ?凹凹 凸（ ） （ ）mm 凹模型孔中心距 / 8 1 8 0 .0 1 5LL ?? ? ? ?凹 中 mm 2) 落料凹、凸模 由表 查得 ? ??凹 mm ? ??凸 mm 由表 查得 ?? 因為 m????凹 凸 故 不 滿足 分別加工法的要求。 采用配合加工 1 0 0( ) ( 4 2 0 .5 0 .6 2 ) 4 1 .6 9DD ??? ?? ?? ? ? ? ? ?凹凹 mm 凸模按凹模尺寸配留間隙 min ? mm， max ? mm 墊片復合模主要零件的設計計算 1. 落料凹模 落料凹模，如圖 A22 所示。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應用于要在此處顯示的文字。 55 圖 A22 落料凹模尺寸 1) 求厚度 H凹 根據式 (236)， 3 ?凹 總 202242F ?總 N 33 0 .1 0 .1 2 0 2 2 4 2 2 8HF? ? ? ?凹 總 mm 2) 求長度和寬度 L、 B。 查表 228，得 321?W mm 12 4 2 2 3 2 1 0 6L B D W? ? ? ? ? ? ?mm。 查表 229 得， 1 4 0 1 2 0 2 8L B H? ? ? ? ?mm 2. 沖孔凸模長度及強度校核 1) 沖孔凸模長度 凸L 33 0 . 1 0 . 1 5 5 1 0 7 / 2 1 5HF? ? ? ?固 定 板 沖 孔 力mm 1 4 2 8 4 2L H H? ? ? ? ?凸 凹固 定 板 mm 2) 凸模強度 —— 壓應力校核 壓應力校核按式 ， min 4[]td ??壓≥(mm) 凸模選用材料 Cr12， [ ] (1000 1600)? ?壓 ～ MPa。取 [ ] 1200? ?壓 MPa 45 鋼退火， 500?? MPa。 m in 4 4 1. 5 50 0 2. 5[ ] 12 00td ?? ??? ? ?壓mm 56 設計 9?凸d mm，所以凸模強度符合要求。 3) 凸模剛度 —— 細長 桿失穩校核 無導向裝置的圓形凸模細長桿失穩校核按式 。 22m a x 9 21 87 095 27 0 4616655 10 7 / 2dL F? ? ? ?沖 孔 力mm max42LL??凸 所以凸模剛度符合要求。 3. 卸料彈簧設計 1) 單個彈簧所承受的負荷 0P 已知總卸料力 6429F ?卸 料 力 (N) 設卸料彈簧個數為 8?n 個 所以0 6429 8048FP n? ? ?卸 料 力N 2) 根據 0P 的大小，從標準中初選彈簧規格 初選彈簧參數：彈簧中徑 2 30D? mm；彈簧鋼絲直徑 6d? mm；節距 =；最大許用工作負荷 [ ] 1312P? N；最大負荷下的許用壓縮量 [ ] ? mm；彈簧的自由長度0 80H? mm；彈簧有效圈數 ? ；最大負荷下的單圈變形量 ? mm。 3) 彈簧壓縮量 0F 00[ ] 1 2 .7 6 2 5 6 .0 5[ ] 1 3 1 2FFPP? ? ? ? ?mm 4) 校核彈簧最大壓縮量 校核公式 39。0[]F F F F??≥ 式中： [F]—— 最大負荷下的許用壓縮量， mm， [ ] ? mm； 0F —— 彈簧壓縮量， mm， 0 ? mm F —— 卸料板工作行程， mm，取 1 1 .5 1 2 .5Ft? ? ? ? ?mm； 39。F 凸凹模修磨余量， mm， 4 10F?? ～ mm，取 4F?? mm。 所以 0 6 .0 5 2 .5 4 1 2 .5 5 1 2 .7F F F ?? ? ? ? ? ? ? mm 結論：因為所選彈簧滿足公式 0[]F F F F???≥ ，所以所選彈簧規格符合要求， 8 個彈簧的均勻分布。 4. 凸凹模長度確定，壁厚校核 凸凹模各部分尺寸 1) 凸凹模長度 H凸 凹 模 確定 00 2 1 0 8 0 6 . 0 5 1 0 2 7 2H H F H? ? ? ? ? ? ? ? ? ?卸凸 凹 模 mm 式中： 0H —— 彈簧的自由長度， mm， 0 80H? ； 0F —— 彈簧壓縮量， mm， 0 ? mm； 卸H —— 卸料板厚度， mm，取 10H?卸 mm。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應用于要在此處顯示的文字。 57 2) 凸凹模壁厚校核 查表 ，倒裝復合模凸凹模最小壁厚 ? mm； 此題中 ( 4 2 1 8 9 ) / 2 7 .5 3 .8a ? ? ? ? ?mm 所以滿足最小壁厚的要求，按圖設計的凸凹模符合要求。 5. 凸凹模固定板尺寸 凸凹模固定板形狀為圓形，厚度為 25～ 30mm。 6. 墊板結構與設計 墊板的形狀與凸模固定板一致，一般為圓形或矩形，墊板厚度一般為 3～ 10mm。 墊板的材料選用 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48～ 52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度 a ~ ≤ 。 7. 卸料板的設計 1) 卸料板的形狀及尺寸 卸料板與形狀凹模一致，厚 度 10H?卸 mm；卸料板材料選 45 鋼，不用熱處理淬硬。 2) 卸料板上成形孔的設計 取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為 ～ 。 8. 模架設計 根據 1 4 0 1 2 0 2 8L B H? ? ? ? ?mm 上模座選用 — 81—— 140 125 40?? 上模座選用 — 81—— 140 125 50?? 選用鑄鐵 HT200。 導柱選用 — 81—— 25 160? ， 28 160? 導套選用 — 81—— 25 95 38?? ， 28 95 38?? 墊片復合模裝配圖的設計繪制 墊片復合模裝配圖，如圖 A23 所示。 58 圖 A23 墊片沖孔、落料復合模裝配圖 1— 導柱； 2— 導套； 3— 螺釘； 4— 沖孔凸模； 5— 螺釘； 6— 打桿； 7— 模柄； 8— 推料桿； 9— 推板； 10— 銷釘； 11— 墊板； 12— 凸模固定板； 13— 上模板； 14— 落料凹模； 15— 活動擋料銷； 16— 活動擋料銷彈簧；17— 彈性 卸料板； 18— 彈簧； 19—