壓圈沖壓模具設(shè)計(jì)

壓圈復(fù)合模具設(shè)計(jì)目 錄（一）.沖壓件的工藝性分析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）排樣方式的確定及其計(jì)算 ( 2) 計(jì)算凸.凹模刃口尺寸 （3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 （4）沖壓力的計(jì)算 （5）壓力中心的計(jì)算（四）.模具總體設(shè)計(jì)8（五）.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9 （1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （2）彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）模架的設(shè)計(jì)（六）.沖壓設(shè)備的選擇12（七）.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WTO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，中國的市場將不再只屬于中國企業(yè)。產(chǎn)品，不僅僅是性能與價(jià)格的較量，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)造效益的企業(yè)只好關(guān)門。手抄書式的靠機(jī)床和操作工來實(shí)現(xiàn)工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品化的老機(jī)械制造已成為歷史，現(xiàn)代制造業(yè)駕馭著微電子和新材料，敲擊著鍵盤，在加工中心與模具組成的流水線上精密的復(fù)制著工程師在計(jì)算機(jī)輔助下設(shè)計(jì)的從市場捕捉來的最新產(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、精確的生產(chǎn)更多門類的產(chǎn)品，以保障和提高人類現(xiàn)代化生活的質(zhì)量。 模具已不僅僅是人類用來澆鑄錢幣和內(nèi)燃機(jī)殼的砂箱。今天，它凝聚了各類高技術(shù)，能快速精密的直接把材料成型、焊接、裝配成零部件、組件或產(chǎn)品，其效率、精度、流線、超微型化、節(jié)能、環(huán)保，以及產(chǎn)品的性能、外觀等，都是傳統(tǒng)工藝所無與倫比的。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)、模具和加工中心砌成的生產(chǎn)線，都不可能在制造業(yè)中擔(dān)綱支柱產(chǎn)業(yè)。模具是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要裝備，其水平標(biāo)志著一個(gè)國家或企業(yè)的制造水平和生產(chǎn)能力。今后一段時(shí)期內(nèi)，我國五大支柱產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、批量化成本和包括產(chǎn)業(yè)更新在內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵是模具?，F(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)值的總和。 該零件在汽車，機(jī)械，家電，飛機(jī)，火車等方面都有廣泛的應(yīng)用。該零件在生活中到處都可以看到，它具有使兩個(gè)零件連在一起從而減少之間的磨損。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)模的設(shè)計(jì)。文中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢。對產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，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，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。沖孔凹模和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，保證了工件上孔和外形的相對位置準(zhǔn)確，提高了加工精度。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。關(guān)鍵詞：沖壓成型 落料 沖孔一 沖裁件工藝分析1、 材料：Q235是普通的碳素鋼。2、 工件結(jié)構(gòu)形狀：該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。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級確定工件尺寸的公差，經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：42-00.62mm 20+00.52mm 22+00.52mm 4+00.3mm結(jié)論：將以上精度與零件的精度要求相比較，該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。二 確定工藝方案及模具的結(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，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，在模具同一位置時(shí)可完成數(shù)道分離工序的模具，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，精度要求不能滿足，成本高。因此從零件加工精度和經(jīng)濟(jì)性角度綜合考慮，選則方案二是較為合適的，即選擇復(fù)合模作為本設(shè)計(jì)的模具方案。三 模具設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣方式的確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖，因該零件外形為圓形，可采用有廢料排樣的直排比較合適，確定其排樣方式為直排畫出排樣圖。最小工藝搭邊值a1.5，a11.2，分別取a2，a12條料寬度： B（D+2a） B（42+2*2）0 B 46mm步距：S42+244mm材料利用率的計(jì)算：計(jì)算沖壓件毛坯的面積：A=R2 =212 =1384.74mm 2一個(gè)步距的材料利用率：=1384.74/4644=68.4（2）計(jì)算總沖壓力F落 = Ltb=（2R2450）N=118.692KNF沖 = Ltb=（336.910/180+4+22.2）2 450=60.453KNF推=n K推F孔查表，得 h=6mm 則n=h/t=6mm/2=3 K推=0.05所以，有 F推=n K推F孔=30.0560.453=9.068KN又 F卸=K卸F落查表，得 K卸=0.04所以，有F卸=K卸F落=0.04118.692=4.748KN總沖壓力為：F總=F落+F孔+F推+F卸=（118.692+60.453+9.068+4.748）KN=192.961KN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)算的沖F總=1.3F總=1.3192.961=250.8KN(3)壓力中心的計(jì)算由圖可知工件上下對稱，將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、L5基本線段，求出各段長度的重心位置：因工件相對x軸對稱，所以Yc =0, 只需計(jì)算XC.L1=2r=131.88 X1=0L2=58.77mm X2=-0.68L3=L5=2.2mm X3=X5=10.9L4=4mm X4=12將以上數(shù)據(jù)代入壓力中心坐標(biāo)公式 X=(L1 X1 +L2 X2+ L5 X5 )/ L1+ L2+ L5 X=131.880+58.77(-0.68)+2.210.9+412+2.210.9/(131.88+58.77+2.2+4+22.2)=0.28mm(4)凹凸模刃口尺寸的計(jì)算1)沖孔凹凸模刃口尺寸的計(jì)算查表，得間隙值Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凹模和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，得20mm凸、凹模制造公差： 凸 =0.020mm 凹 =0.025mm校核： Zmax-Zmin =（0.360-0.246）=0.114mm 而凸+凹 =（0.020+0.025）=0.045mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查表，得：IT14級時(shí)標(biāo)準(zhǔn)公差=0.52，因?yàn)?.520.20，所以磨損系數(shù)X=0.5。按式（2.5） d凸=（20+0.50.52）-00.020=mm D凹=mm查表，得2.2mm4mm的矩形凸、凹模制造公差： 凸 =0.020mm 凹 =0.020mm 凸+凹 =0.020+0.020=0.040mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算由于外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。查表，得凸、凹模制作公差 凸=0.020mm 凹 =0.030mm校核：Zmax-Zmin =0.360-0.246=0.114mm而T+A =0.050mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查表，得：IT14級時(shí)磨損系數(shù)X=0.5,d凸=42.26-00.020mm d凹=42.506+00.030mm四 模具的總體設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個(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)的打桿裝置進(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?？自O(shè)置推件塊，卡于凸凹模上的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是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。為確保零件的質(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，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。五 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括一下幾個(gè)方面：落料凸、凹模的結(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2.21，取得刃口高度h=6mm,該凹模的結(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2.22，得k=0.40即 凹模高度H=ks=0.4042mm=16.8mm 凹模壁厚C=1.5H=1.516.8mm=25.2mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度：L=(42+25.22)=92.4凹模外形寬度：B=(42+25.22)=92.4凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為100mm100mm16mm凹模的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：155mm155mm35mm2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5862HRC9磨平面磨上下面及基準(zhǔn)面達(dá)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)要求沖孔凸模的設(shè)計(jì)為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模固定板厚度取24mm,因凸模比較長，所以選用帶肩的臺階式凸模，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）mm=40.8mm (取40mm)凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示： 確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強(qiáng)度：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2.23得凸凹模的最小壁厚為4.9mm，而實(shí)際最小壁厚為9mm。故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的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)正銷定距的方式。用側(cè)刃定距時(shí)，使側(cè)刃的實(shí)際長度和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)的人為因素，會(huì)產(chǎn)生送料精度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對于工位較多的級進(jìn)模，送料的累積誤差，會(huì)使送料精度降低，對尺寸精度要求高、形狀復(fù)雜的沖件尤為明顯，因此，在側(cè)刃定距的同時(shí)增設(shè)導(dǎo)正銷的方式，在多工位級進(jìn)模中得到廣泛的應(yīng)用。側(cè)刃導(dǎo)正銷的定距方式是將側(cè)刃做粗定位，導(dǎo)正銷做精定位。用于導(dǎo)正的導(dǎo)正孔，可以是沖件上的孔，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)刃和導(dǎo)正銷定距方式時(shí)，側(cè)刃、側(cè)刃當(dāng)塊、側(cè)導(dǎo)板和導(dǎo)正銷的裝配與調(diào)整方法，與單獨(dú)裝側(cè)刃、導(dǎo)料銷基本相同。2、側(cè)刃和導(dǎo)正銷定距方式中，側(cè)刃長度與凹模型孔間隙步距c的關(guān)系應(yīng)為： =c+(0.10.2)mm。側(cè)刃長度增大（0.10.2）mm,是為了補(bǔ)償導(dǎo)正銷插入型孔時(shí)，條料可向后移動(dòng)的補(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?；蛲埂寄Ｉ系臎_裁件或廢料。當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí)，凸模與卸料板的雙邊間隙取決與板料厚度，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H7/ h6配合制造，但應(yīng)該保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁板較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。彈性卸料裝置是由卸料板、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的作用，所得沖裁件質(zhì)量較好，平直度較高。因此，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。彈性卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度查表。在級進(jìn)模中，特別小的沖孔凸模與卸料板的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H7/h6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/h6或H8/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0.30.5mm,以便順利卸料。由于此零件很薄，只有0.5mm，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)受力均衡性和對稱性比中間導(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模柄類型模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件，常用于 1000KN以下的壓力機(jī)的模具安裝。模柄的結(jié)構(gòu)型式比較多，重載的模具可直接用鏍釘、壓板將上模壓在滑塊端面。3.6送料方式條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導(dǎo)料板，沿著設(shè)計(jì)的送料方向?qū)蛩瓦M(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)見國標(biāo) (GB286581)。而采用導(dǎo)料銷時(shí)，要選用兩個(gè)。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。 為了保證送料精度，使條料緊靠一側(cè)的導(dǎo)料板送進(jìn)，可采用側(cè)壓裝置?；善接糜诹虾裥∮?mm，側(cè)壓力要求不大的情況。 彈簧壓塊式和彈簧板式用于側(cè)壓力較大的場合。彈簧壓板式側(cè)壓力均勻，它安裝在進(jìn)料口，常用于側(cè)刃定距的級進(jìn)模。簧片式和彈簧壓塊式使用時(shí)，一般設(shè)置 23個(gè)。3.7.模架的選用 模架選用適用于中等精度，中、小尺寸沖壓的后側(cè)導(dǎo)柱模架，從右向左送料，操作方便。 上模座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50 下摸座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65 導(dǎo)柱： d/mm*L/mm=35*200 導(dǎo)套：d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48 墊板厚度?。?2 凸模國定板厚度取：8 凹模的厚度已定為：10 卸料板厚度?。?4 彈簧的外露高度：14 模具的閉合高度：=（50+12+8+10+2+14+54+65）mm=215.2mm 3-8. 沖壓設(shè)備的選擇 選用雙柱可傾壓力機(jī) J23-40 公稱壓力：400KN 滑塊行程：100mm 最大閉合高度 330mm 連桿調(diào)節(jié)量:65mm 工作臺尺寸:(前后mm左右mm) ：460700 墊板尺寸:(厚度mm孔徑mm）：65220 模柄孔尺寸：（直徑mm深度mm) ：4507 最大傾斜角度：