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揚 州 大 學(xué) 廣 陵 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 護板級進(jìn)模 學(xué) 生 姓 名 于程 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械 81001 指 導(dǎo) 教 師 李益民 完 成 日 期 2014 年 5 月 30 日 摘要 本論文介紹了級進(jìn)模相關(guān)知識 分析了護板的沖壓工藝性 介紹了護板級進(jìn)模 的總體結(jié)構(gòu)與排樣方案 并介紹了其工藝 模具結(jié)構(gòu)及沖孔模工作過程 使該模具 提高了生產(chǎn)效率 滿足了產(chǎn)品的質(zhì)量要求 通過對護板模具的設(shè)計讓我們對模具的 認(rèn)識更深一層次 可以對冷沖壓級進(jìn)模進(jìn)行更多的理解 通過對護板模具的設(shè)計 讓我們更透徹了解其結(jié)構(gòu)與作用 關(guān)鍵詞 護板 級進(jìn)模 模具設(shè)計 Abstract This theory introduces the related knowledge of progressive die the punching process of the guard plate it introduces the overall structure of the progressive die supporting plate and the layout scheme and introduces the process the mold structure and the mold punching die it improves us production efficiency to meet the quality requirements of products Through the design offender mold we have a deeper understanding of mold and have a better understanding of cold stamping die through the design of panel die we have more understanding of its structure and function Key words retaining plate progressive die the molding tool designs 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1 1 選題的目的和意義 1 1 2 模具工業(yè)的地位和作用 1 1 3 級 進(jìn) 模 的 發(fā) 展 趨 勢 1 1 4 本章小結(jié) 3 第二章 沖壓工藝性分析及參數(shù)計算 4 2 1 零件工藝性分析 4 2 1 1 零件分析 4 2 1 2 工藝方案分析 6 2 1 3 工藝方案確定 7 2 2 材料的工藝性分析 7 2 2 1 材料表面 8 2 2 2 沖壓用材料的規(guī)格 8 2 2 3 材料選擇工藝 8 2 3 零件結(jié)構(gòu)工藝性 10 2 3 1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 10 2 3 2 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 10 2 4 零件結(jié)構(gòu)工藝性 11 2 4 1 零件展開尺寸計算 11 2 4 2 搭邊值確定 12 2 4 3 料寬計算 12 2 4 4 確定條料寬 12 2 5 確定排樣及材料利用率 12 2 5 1 排樣分類 12 2 5 2 排樣圖 14 2 6 沖壓力的計算 15 2 6 1 沖裁力計算 15 2 6 2 卸料力 推件力的計算 16 2 6 3 壓力機公稱壓力的確定 17 2 6 4 彎曲力計算 17 2 6 5 壓力機的確定 18 2 7 壓力中心的確定及相關(guān)計算 20 2 7 1 壓力中心確定 20 2 7 2 壓力中心相關(guān)計算 20 2 8 本章小結(jié) 20 第三章 凹凸模尺寸設(shè)計 22 3 1 凸 凹模刃口尺寸確定 22 3 2 卸料橡膠的計算 29 3 3 凹模周界的確定 30 3 4 本章小結(jié) 32 第四章 模具主要零部件設(shè)計 33 4 1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 4 2 模具主要零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 4 3 沖裁凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 4 3 1 凹凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 4 4 彎曲凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 4 5 小導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計 39 4 5 1 模柄結(jié)構(gòu)設(shè)計 39 4 5 2 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 4 5 3 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 4 5 4 螺釘銷釘結(jié)構(gòu)設(shè)計 42 4 6 定位零件 卸料 出件方式的選擇 42 4 7 其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸列表 43 4 7 1 模具材料的選用 44 4 8 本章小結(jié) 45 第五章 模具的裝配 46 5 1 零件技術(shù)要求 46 5 2 裝配技術(shù)要求 46 5 3 主要組件的裝配 47 5 3 1 模柄的裝配 47 5 3 2 凹模和凸模固定板的裝配 47 5 3 3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的技術(shù)要求及裝配 48 5 4 本章小結(jié) 48 結(jié)論 49 致謝 50 參考文獻(xiàn) 51 于程 護板級進(jìn)模 0 第一章 緒論 1 1選題的目的和意義 通過該課題的畢業(yè)設(shè)計可以使學(xué)生掌握沖壓模具設(shè)計的基本原理和方法 綜合 運用本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析和解決沖壓工藝和模具設(shè)計中的問 題 著重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力 主要包括設(shè)計 計算 繪圖及三維 CAD 軟件應(yīng) 用能力 以及獨立解決和分析問題的能力 1 2模具工業(yè)的地位和作用 模 具 作 為 特 殊 的 工 藝 裝 備 在 現(xiàn) 代 制 造 業(yè) 中 越 來 越 重 要 有 了 模 具 企 業(yè) 有 可 能 向 社 會 提 供 品 種 繁 多 質(zhì) 優(yōu) 價 廉 的 商 品 滿 足 人 們 日 益 增 長 的 多 方 面 的 消 費 需 要 有 了 模 具 人 們 的 衣 食 住 行 可 直 接 或 間 接 地 變 得 豐 富 多 彩 說 得 具 體 一 點 人 們 日 常 接 觸 到 的 如 汽 車 手 表 手 機 電 話 電 腦 空 調(diào) 傳 真 機 復(fù) 印 機 彩 電 冰 箱 照 相 機 兒 童 玩 具 等 可 以 說 一 切 用 品 大 到 飛 機 輪 船 火 車 火 箭 小 到 一 根 縫 衣 針 都 離 不 開 模 具 加 工 或 生 產(chǎn) 其 中 某 個 零 件 模 具 的 廣 泛 應(yīng) 用 不 僅 得 到 了 人 們 普 遍 的 認(rèn) 識 同 時 模 具 水 平 的 高 低 關(guān) 系 到 現(xiàn) 代 制 造 業(yè) 的 發(fā) 展 與 進(jìn) 步 關(guān) 系 到 經(jīng) 濟 建 設(shè) 的 速 度 大 力 提 高 制 造 模 具 水 平 是 提 升 模 具 技 術(shù) 檔 次 的 關(guān) 鍵 1 3 級 進(jìn) 模 的 發(fā) 展 趨 勢 沖 模 按 其 功 能 和 模 具 結(jié) 構(gòu) 有 單 工 序 模 復(fù) 合 模 和 級 進(jìn) 模 之 別 它 們 都 是 借 助 壓 力 機 將 被 沖 的 材 料 放 入 凸 凹 模 之 間 在 壓 力 機 的 作 用 下 使 材 料 產(chǎn) 生 變 形 或 分 離 完 成 沖 壓 工 作 單 工 序 模 指 在 壓 力 機 的 一 次 行 程 中 完 成 一 道 沖 壓 工 序 的 沖 模 復(fù) 合 模 指 模 具 只 有 一 個 工 位 并 在 壓 力 機 的 一 次 行 程 中 完 成 兩 個 或 兩 個 以 上 的 沖 壓 工 序 的 沖 模 級 進(jìn) 模 又 稱 跳 步 模 連 續(xù) 模 和 多 工 位 級 進(jìn) 模 指 模 具 上 沿 被 沖 原 材 料 的 直 于程 護板級進(jìn)模 1 線 送 進(jìn) 方 向 具 有 至 少 兩 個 或 兩 個 以 上 工 位 并 在 壓 力 機 的 一 次 行 程 中 在 不 同 的 工 位 上 完 成 兩 個 或 兩 個 以 上 沖 壓 工 序 的 沖 模 常 見 的 沖 壓 工 序 有 圓 孔 和 異 形 孔 窄 縫 窄 槽 等 壓 彎 一 次 壓 彎 和 多 次 壓 彎 拉 深 再 拉 深 整 形 成 形 落 料 等 由 于 沖 件 各 不 相 同 所 完 成 的 沖 壓 工 序 和 工 位 數(shù) 也 各 不 相 同 內(nèi) 容 非 常 豐 富 其 所 用 的 模 具 在 統(tǒng) 稱 級 進(jìn) 模 的 前 提 先 一 般 用 制 件 名 稱 或 多 少 工 位 加 制 件 名 稱 冠 在 級 進(jìn) 模 的 前 面 以 此 稱 呼 其 不 同 的 級 進(jìn) 模 如 簧 片 級 進(jìn) 模 10 工 位 簧 片 級 進(jìn) 模 等 級 進(jìn) 模 在 過 去 因 技 術(shù) 水 平 的 限 制 工 位 數(shù) 相 對 較 少 3 5 個 常 見 10 個 工 位 就 算 多 了 10 個 工 位 以 上 的 就 很 少 見 了 所 以 多 工 位 這 個 詞 過 去 很 少 聽 到 近 年 來 由 于 對 沖 壓 自 動 化 高 精 度 長 壽 命 提 出 了 更 高 的 要 求 模 具 設(shè) 計 與 制 造 高 新 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 與 進(jìn) 步 工 位 數(shù) 已 不 再 是 限 制 模 具 設(shè) 計 與 制 造 的 關(guān) 鍵 從 目 前 了 解 到 的 情 況 工 位 間 步 距 精 度 可 控 制 在 3 m 之 內(nèi) 工 位 數(shù) 已 達(dá) 幾 十 個 多 的 已 有 70 多 個 沖 壓 次 數(shù) 也 大 大 提 高 有 原 來 的 每 分 鐘 沖 幾 十 次 提 高 到 每 分 鐘 沖 幾 百 次 對 于 純 沖 裁 高 達(dá) 1500 次 min 帶 彎 曲 的 加 工 500 600 次 min 級 進(jìn) 模 的 重 量 亦 有 過 去 的 幾 十 公 斤 增 加 到 幾 百 公 斤 直 至 上 噸 沖 壓 方 式 有 早 期 的 手 工 送 料 手 工 低 速 操 作 發(fā) 展 到 如 今 的 自 動 高 速 安 全 生 產(chǎn) 調(diào) 整 好 后 的 模 具 在 有 自 動 檢 測 的 情 況 下 實 現(xiàn) 無 人 操 作 模 具 的 總 壽 命 由 于 新 材 料 的 應(yīng) 用 和 加 工 精 度 的 提 高 也 不 是 早 先 的 幾 十 萬 次 而 是 幾 千 萬 次 上 億 沖 次 當(dāng) 然 級 進(jìn) 模 的 價 格 和 其 它 模 具 相 比 要 高 一 些 但 在 沖 件 總 成 本 中 模 具 費 所 占 的 比 例 還 是 很 少 很 少 由 此 可 見 多 工 位 級 進(jìn) 模 是 當(dāng) 代 沖 壓 模 具 中 生 產(chǎn) 效 率 最 高 最 適 合 大 量 生 產(chǎn) 應(yīng) 用 已 越 來 越 多 地 被 廣 大 用 戶 認(rèn) 識 并 使 用 的 一 種 高 效 高 速 高 質(zhì) 長 壽 的 實 用 模 具 在國內(nèi)多工位級進(jìn)模的不斷發(fā)展的行情下 市場對多工位級進(jìn)模的功能要求也 越來越復(fù)雜 實現(xiàn)了由以往的單排級進(jìn)模技術(shù)向雙排大跨越 以電機鐵芯多工位級 進(jìn)模為例 已經(jīng)從原來的普通疊片發(fā)展成雙排交換疊片 多排交換疊片 因此 在 于程 護板級進(jìn)模 2 結(jié)構(gòu)的精密度上有一定的制造難度 精密加工的要求不斷提升 推動了多工位級進(jìn) 模向更高層次的進(jìn)步與發(fā)展 總體來說 多工位級進(jìn)模技術(shù)含量在模具行業(yè)已高難度新型產(chǎn)品 但從國外的 技術(shù)指標(biāo)分析 它可以分為三個層次 分別為最高級 高級 和中級三層 在最高級的多工位級進(jìn)模系統(tǒng)中 多工位的自動穿絲技術(shù)基礎(chǔ)上 進(jìn)一步實現(xiàn) 了產(chǎn)品的自動交交換功能 在自動完成全程工作中 通過減少了人員的干擾 達(dá)到 了預(yù)定的指標(biāo) 而代表著高層次發(fā)展方向的多工位級進(jìn)模發(fā)展中 為了達(dá)到預(yù)定的 工藝指標(biāo) 因此 企業(yè)在高端產(chǎn)品的發(fā)展中 自動化 信息化已成為未來多工位級 進(jìn)模的發(fā)展方向 1 4本章小結(jié) 本章節(jié)主要從模具的行業(yè)地位 發(fā)展?fàn)顩r來介紹模具制造在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 以及并扼要介紹了多工位級進(jìn)模的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 以此來談?wù)剬φn題的研究和對 方案的確定 于程 護板級進(jìn)模 3 第二章 沖壓工藝性分析及參數(shù)計算 2 1零件工藝性分析 2 1 1零件分析 圖 2 1 工件二維零件圖 名稱 護板 技術(shù)要求 1 零件材料 08鋼 大批量生產(chǎn) 2 厚度 0 5mm 未注圓角 R0 5 于程 護板級進(jìn)模 4 圖 2 2 工件三維實體圖 圖 2 3 工件三維展平實體圖 1 審圖 該工件圖外形簡單 只需 1 次沖裁 1 次脹型 1 次翻邊 1 次 U 型 彎曲即可 該工件圖尺寸標(biāo)注齊全 有四次彎曲 未注圓角 該工件圖上未標(biāo)5 0R 注公差等級 所以采用經(jīng)濟精度 查表 取精度為 IT14 級 沖裁加工簡單 表面 平整 光滑 無毛刺 2 工件圖尺寸齊全 無精度要求 選用經(jīng)濟精度 IT14 級 該沖件材料為 08 號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 材料狀態(tài)為已退火 抗剪強度為 260 60Mpa 抗拉強度為 于程 護板級進(jìn)模 5 280 420Mpa 伸長率為 32 屈服強度為 200Mpa 該工件精度要求不高 所以可大 批量生產(chǎn) 3 該工件圖上要切掉直徑為 4 的兩個孔廢料 距離料的邊寬度為 7 5 據(jù)彎曲線 距離比較遠(yuǎn) 所以加工過程中不會造成料的變形 所以綜上 該工件適于沖裁工藝加 工 4 該工件圖上內(nèi)部要切掉 4 5 5 5 的兩個廢料 料的邊寬度為 36 據(jù)彎曲線 距離比較遠(yuǎn) 加工過程中不會造成料的變形 所以 該工件適于沖裁工藝加工 5 該工件材料為 08 號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 已退火 具有較好的抗剪 抗拉強度 沖件有 4 處彎曲 可以看做是 4 次 U 型彎曲 可以用一個大的彎曲凸模直接彎曲成 形 6 該工件形狀對稱 適合采用對稱彎曲 7 該工件表面光滑平整 無毛刺 不易斷裂 有較高的塑性 適于彎曲工藝加工 2 1 2工藝方案分析 2 1 2 1工序分析 該零件結(jié)構(gòu)簡單 分析滿足普通沖裁要求 可采取沖孔 脹形 翻邊 彎曲來完 成 2 1 2 2可行性工藝方案 1 單工序工藝 即用沖孔 翻邊 脹型 彎曲四副模具分別完成四種工序 2 級進(jìn)工藝 即沖孔 脹型 翻邊 彎曲四個工位 3 復(fù)合工藝 即采用一副復(fù)合模一次沖裁完成 分析比較 1 單工序工藝 模具結(jié)構(gòu)簡單 制造成本較低 但制件內(nèi)外形的位置精度難以 得到保證 且所占用設(shè)備及工人較多 生產(chǎn)效率低 于程 護板級進(jìn)模 6 2 級進(jìn)工序工藝 制件內(nèi)外形位置精度較易得到保證 易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 生產(chǎn)效率高 但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 制造成本較高 3 復(fù)合工序工藝 制件內(nèi)外形位置精度高 生產(chǎn)效率高 但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制 造困難 2 1 3工藝方案確定 選擇方案 2 因為該零件需要沖裁和彎曲等工序來完成 需要大批量生產(chǎn) 分 析零件圖 尺寸也不大 采用級進(jìn)模加工 能大大提高生產(chǎn)效率 2 1 3 1 模具結(jié)構(gòu)初步確定 確定工藝方案以后 應(yīng)通過分析比較 選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式 使它盡可能 滿足以下要求 1 能沖出符合技術(shù)要求的工件 2 能提高生產(chǎn)效率 3 模具制造和修模方便 4 模具有足夠的壽命 5 模具易于安裝調(diào)整 而且操作方便 安全 該沖壓件采用沖孔 脹形 翻邊 彎曲連續(xù)沖壓的級進(jìn)模 卸料方式為彈壓卸 料 出件方式為廢料從凹模表面落下 工件從凹模表面推出 送料方式為橫向自動 送料 導(dǎo)向為滾動方式 在模具上裝頂桿 導(dǎo)正銷 模架選擇對角導(dǎo)向模架 2 1 3 2可行性分析 此工件有沖孔 脹型 翻邊 彎曲四道工序 材料為 08 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 材料狀態(tài)為已退火 抗拉強度為 375 460MPa 具有良好的沖壓性能 適合沖裁 工件結(jié)構(gòu)簡單 有兩個孔 孔與孔 孔與邊緣之間的距離通過最小壁厚滿 足要求 工件的尺寸全部為自由公差 可看作 IT12 級 尺寸精度較低 普通沖裁 完全能滿足要求 于程 護板級進(jìn)模 7 2 2材料的工藝性分析 2 2 1材料表面 材料表面應(yīng)光潔無裂紋 麻點 劃痕 結(jié)疤 氣泡等缺陷 這將直接影響制件 的外觀性 在沖壓過程中 還容易在缺陷部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起破裂 材料表面若不平 會影響剪切和沖壓時的定位精度 以及由于定位不穩(wěn)而造成 廢品 或因沖裁過程中材料變形時的展開作用而損壞沖頭 在變形工序中 材料表 面的平面度也會影響材料的流向 引起局部起皺或破裂 材料表面有銹 不但影響沖壓性能 損傷模具 而且還會影響后續(xù)焊接和涂漆 等工序的正常進(jìn)行 2 2 2沖壓用材料的規(guī)格 條板料是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的材料 適合成批生產(chǎn) 其尺寸規(guī)格按國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格板料可能會增加余料 使材料利用率降低 但如采用合理的套 裁排樣 則可彌補這一缺點 在大量生產(chǎn)中 也可以根據(jù)工藝要求 用最佳的排 樣方案確定其規(guī)格尺寸 這樣可提高材料的利用率 本沖壓件為大批量則選取條料 2 2 3材料選擇工藝 1 對沖壓成形性能的要求 為了有利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高 材料應(yīng)具有良好的沖壓成形性能 而 沖壓成形性能與材料的機械性能密切相關(guān) 不同沖壓工序?qū)Π宀男阅芫唧w要求如表 2 1所示 表2 1不同沖壓工序?qū)Π宀男阅?工序名稱 性能要求 沖裁 具有足夠的塑性 在進(jìn)行沖裁時板料不開裂 材料的硬度一般 不低于沖模工作部分的硬度 彎曲 具有足夠的塑性 較低的屈服極限和較高的彈性模量 于程 護板級進(jìn)模 8 拉深 具有高塑性 屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大 板料屈服強度 較小 板平面方向性系數(shù)小 2 對材料厚度公差的要求 材料的厚度公差應(yīng)符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 因為一定的模具間隙適用于一定厚度 的材料 材料厚度公差太大 不僅直接影響制件的質(zhì)量 還可能導(dǎo)致模具和沖床 的損壞 3 常用沖壓材料 沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料 帶料和塊料 板料的尺寸較大 一般用 于大型零件的沖壓 對于中小型零件 多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用 帶料 又 稱卷料 有各種規(guī)格的寬度 展開長度可達(dá)幾千米 適用于大批量生產(chǎn)的自動送料 材料厚度很小時也是做成帶料供應(yīng) 塊料只用于少數(shù)鋼號和價錢昂貴的有色金屬 的沖壓 表2 2常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能 力學(xué)性能材料 名稱 牌號 材料 狀態(tài) 抗剪強度 Mpa 抗拉強度 屈服點 伸長率 08F 230 310 275 380 180 27 30 08 260 360 215 410 200 27 10F 220 340 275 410 190 27 10 260 340 295 430 210 26 15 270 380 335 470 230 25 20 280 400 335 500 250 24 35 400 520 490 625 320 19 45 440 560 530 685 360 15 碳素結(jié) 構(gòu)鋼 50 已退火 440 580 540 715 380 13 表 2 2 常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能 冷沖壓常用材料有 于程 護板級進(jìn)模 9 1 黑色金屬 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 不銹鋼 電工硅鋼等 2 有色金屬 銅及銅合金 鋁及鋁合金 鎂合金 鈦合金等 3 非金屬材料 紙板 膠木板 塑料板 纖維板和云母等 2 3零件結(jié)構(gòu)工藝性 2 3 1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1 沖裁件的形狀 沖裁件的形狀應(yīng)力簡單 對稱 有利于材料的合理利用 2 沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角 沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角 應(yīng)以圓弧過渡 以便于模具加工 減少熱處理開裂 減少沖裁時尖角處的崩刃和過 快磨損 圓角半徑R的最小值 參照表2 3所示 零件種類 黃銅 鋁 合金銅 軟鋼 備注 mm 0 18t 0 35t 0 25t 0 25落料 交角 90 90 0 35t 0 70t 0 5t 0 5 0 2t 0 45t 0 3t 0 3 沖孔 交角 90 90 0 4t 0 9t 0 6t 0 6 表 2 3 沖裁最小圓角半徑 2 3 2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 用普通沖裁方法所能得到的沖裁件 其尺寸精度與斷面質(zhì)量都不太高 金屬沖 裁件所能達(dá)到的經(jīng)濟精度為IT14 IT10 要求高的可達(dá)到 IT10 IT8 級 厚料比薄 料更差 若要進(jìn)一步提高沖裁件的質(zhì)量要求 則要在沖裁后加整修工序或采用精密 沖裁法 表2 4為沖模制造精度與沖裁件精度 1 沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于IT11級 一般要求落料件公差等級最好低于 IT10級 沖孔件最好低于IT9 級 2 沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性 材料厚度 沖裁模間隙 刃口銳鈍以及沖 模結(jié)構(gòu)等有關(guān) 當(dāng)沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時 其斷面粗糙度Ra一般可達(dá) 于程 護板級進(jìn)模 10 12 5 3 2 m 沖裁件精度 材料厚度 t mm 沖模制 造精度 1 0 1 5 2 3 4 5 6 8 10 12 IT6 IT7 IT7 IT8 IT9 IT9 IT10 IT10 IT10 IT12 IT10 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 表 2 4 沖模制造精度與沖裁件精度 沖孔時 由于受到凸模強度的限制 孔的尺寸不宜過小 其數(shù)值與孔的形狀 材料的機械性能 材料的厚度t等有關(guān) 自由凸模沖孔的直徑 d或方孔邊長 長方形 孔邊寬b列于表2 5 表2 5 自由凸模沖孔的最小尺寸 孔型 材料 圓孔 直徑d 方孔 邊長b 長方孔 邊寬b 硬鋼 d 1 3t d 1 2t d 1 1t 軟鋼 黃銅 d 1 0t d 0 9t d 0 7t 鋁 鋅 d 0 8t d 0 7t d 0 6t 注 1 t為板料厚度 mm 2 若采用帶保護套凸模沖孔 其最小尺寸可為板料厚度t的一半左右 沖孔最小尺寸公式如下 d 1 0t 2 1 0 0 8 因此符合要求 適合沖裁 3 沖裁件孔分別為孔與孔之間 孔與孔邊緣之間的距離 受模具強度和沖裁件質(zhì) 量的限制 其值不能過小 宜取a 2t 并不得小于3 4mm 該沖裁件a 3mm 因此符 合要求 適合沖裁 于程 護板級進(jìn)模 11 2 4零件結(jié)構(gòu)工藝性 2 4 1零件展開尺寸計算 72mm Lm832 712140cos36 2 4 2搭邊值確定 搭邊值確定 工件間距離 沿邊mt5 0 50832 71 La21 ma5 2 2 4 3料寬計算 00 2 BDaC 05 7 83 71 2 4 4確定條料寬 條料寬度 0max02 DB 導(dǎo)料板間距 Z0 式中 條料寬度方向沖件的最大尺寸 mm max 側(cè)搭邊值 mm 條料寬度的單向 負(fù)向偏差 mm 查 新編實用沖壓模具設(shè)計 手冊 表 2 32 條料寬度偏差 查得 0 15 導(dǎo)料扳與最寬條料之間的間隙 mm 查 新編實用沖壓模具設(shè)計z 手冊 表 2 33 查得 0 5mm z 0max0 DB 15 036 5 01 2 ZB 0 5 6 3 m2 于程 護板級進(jìn)模 12 2 5確定排樣及材料利用率 2 5 1 排樣分類 該零件的形狀宜采用直對排無廢料排樣的排樣方案 以保證沖裁件的質(zhì)量 如圖所示 方案一 圖 2 4 直排豎排有廢料排樣 條料寬度尺寸的確定 有側(cè)壓裝置 B L 2b 無側(cè)壓裝置 B L 2b C 采用側(cè)刃 B L 1 5b nF 式中 L 制件垂直于送料方向的基本尺寸 n 側(cè)刃數(shù) F 側(cè)刃裁切寬度 條料的寬度公差 b 側(cè)面搭邊值 C 送料保證間隙 B 100 C 0 5 1 0 B 100 C 1 0 1 5 計算沖壓件毛坯面積 1010 ASS 式中 A 在送料方向 排樣圖中相鄰兩個制件對應(yīng)點的距離 m 于程 護板級進(jìn)模 13 B 條料寬度 m S 一個步距內(nèi)制件的實際面積 2m S0 一個步距所需毛坯的面積 22 140325 04541 38247 m 進(jìn)距 mh 6 一個步距的材料利用率 1010 BASS 2 6834 5 方案二 圖 2 5 直排橫排有廢料排樣 計算沖壓件毛坯面積 22 140325 04541 38247 mS 條料寬度 mB 進(jìn)距 h 9 一個步距的材料利用率 1010 BASS 6 38 7924 經(jīng)比較方案一的利用率較高 二方案利用率相對較低 而且是大批量生產(chǎn) 采用級進(jìn)模加工 尺寸不大 綜合來看 所以應(yīng)該選擇方案一 2 5 2排樣圖 如圖 2 6 所示 于程 護板級進(jìn)模 14 圖 2 6 排樣圖 2 6沖壓力的計算 2 6 1沖裁力計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力 它是隨凸模進(jìn)入材料的深度 凸 模行程 而變化的 通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值 它是選用壓力機和設(shè)計 模具的重要依據(jù)之一 用普通平刃口模具沖裁時 其沖裁力F一般按下式計算 bFKLt 式中 F 沖裁力 N L 沖裁周邊長度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強度 MPa b K 系數(shù) 一般取 1 3 但選擇設(shè)備時 考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動等因素 實際沖裁力 可能增大 所以應(yīng)取 1 3FLt 于程 護板級進(jìn)模 15 沖裁件周長 290 Lm 材料厚度 t5 材料抗剪強度 Mpa31 故 LtF N65970 2 2 6 2卸料力 推件力的計算 影響這些力的因素很多 主要有材料的力學(xué)性能與厚度 沖件形狀與尺寸 沖 模間隙與?？卓诮Y(jié)構(gòu) 排樣的搭邊大小及潤滑情況等 在實際計算時 常用到下列 經(jīng)驗公式 Fkx ntT 式中 分別為卸料力 推件力系數(shù) 可查表 2 36 新編實用沖壓Tx k 模具設(shè)計手冊 F 沖裁力 N 分別為卸料力 推件力 N Tx n 同時卡在凹模孔內(nèi) 或廢料 數(shù) n h t h 為凹模刃部直壁洞 口高度 mm t 為料厚 mm 查表得 065 K頂 8 Fkx 0 04 65975 2639 kntT 12 0 055 65975 43543 5 沖裁工藝總力 總F 于程 護板級進(jìn)模 16 NFtx 5 127 43526957 總 2 6 3壓力機公稱壓力的確定 對于沖裁工序 壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時總沖壓力的1 1 1 3倍 即 FP3 1 式中 P 壓力機的公稱壓力 N 沖裁時的總沖壓力 N F FP3 1 1 3 112157 5 145 8KN 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模時 TxF 65795 2639 43543 5 112157 5N 2 6 4彎曲力計算 分析該工件 為了保持彎曲力的平衡 我們可以看做是四次 U 型彎曲 且在 一個工位同時完成 查 書 P113 可得 280 420Mpa 取 350Mpa bb U 型件自由彎曲 trKBF 7 02 K Bm723 1mt5 bMpa350mr5 0 彎總 N7 2 F 總 F 沖 F 卸 F 推 F 總彎 117 89 K 于程 護板級進(jìn)模 17 根據(jù)總沖壓力初選壓力機為 Jc23 16 查壓力機規(guī)格表 開式雙柱可傾壓 力機 最大閉合高度 調(diào)節(jié)量 在 之間 m170m35m1704 2 6 5壓力機的確定 2 6 5 1壓力機類型的選擇 1 中 小型沖壓件選用開式機械壓力機 2 大 中型沖壓件選用雙柱閉式機械壓力機 3 大量生產(chǎn)的沖壓件選用高速壓力機或多工位自動壓力機 4 校平 整形和溫?zé)釘D壓工序選用摩擦壓力機 5 薄板沖裁 精密沖裁選用剛度高的精密壓力機 6 大型 形狀復(fù)雜的拉深件選用雙動或三動壓力機 7 小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序 多采用液壓壓力機 2 6 5 2壓力機規(guī)格的選擇 1 公稱壓力 壓力機滑塊下滑過程中的沖擊力就是壓力機的壓力 壓力的大小隨滑塊下滑的 位置不同 也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而不同 如圖 2 7 中曲線所示 圖 2 7 壓力機許用壓力曲 2 滑塊行程長度 滑塊行程長度是指曲柄旋轉(zhuǎn)一周滑塊所移動的距離 其值為曲柄半徑的兩倍 選擇壓力機時 滑塊行程長度應(yīng)保證毛坯能順利地放入模具和沖壓件能順利地從模 具中取出 于程 護板級進(jìn)模 18 3 行程次數(shù) 即滑塊每分鐘沖擊次數(shù) 應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來考慮 4 工作臺面尺寸 工作臺面長 寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸 并每邊留出60 100mm 以便于 安裝固定模具用的螺栓 墊鐵和壓板 當(dāng)制件或廢料需下落時 工作臺面孔尺寸必 須大于下落件的尺寸 5 滑塊模柄孔尺寸 模柄孔直徑要與模柄直徑相符 模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長度 2 6 5 3壓力機的初選 壓力機的閉合高度是指滑塊在下止點時 滑塊底面到工作臺上平面 即墊板下 平面 之間的距離壓力機的閉合高度可通過調(diào)節(jié)連桿長度在一定范圍內(nèi)變化 當(dāng)連 桿調(diào)至最短 對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最小 滑塊底面到工作臺上平面之間的 距離 為壓力機的最大閉合高度 當(dāng)連桿調(diào)至最長 對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最 大 滑塊處于下止點 滑塊底面到工作臺上平面之間的距離 為壓力機的最小閉 合高度 壓力機的裝模高度 指壓力機的閉合高度減去墊板厚度的差值 沒有墊板 的壓力機 其裝模高度等于壓力機的閉合高度 模具的閉合高度是指沖模在最低工 作位置時 上模座上平面至下模座下平面之間的距離 考慮到模具裝模高度 故取 16T 壓力機 即選擇壓力機為 J23 16 表 2 6 壓力機中各參數(shù) 名稱 型號 名稱 型號 公稱力 KN 160 左右 mm 450 公稱力行程 mm 2 前后 mm 300 滑塊行程 mm 70 工作臺板尺 寸 厚度 mm 60 行程次數(shù) s p m 122 左右 mm 200 最大裝模高度 mm 160 滑塊底面尺 寸 前后 mm 180 于程 護板級進(jìn)模 19 裝模高度調(diào)節(jié)量 mm 60 直徑 mm 40 喉口深度 mm 160 模柄孔尺寸 深度 mm 60 立柱間距離 mm 200 前后 mm 1140 電機功率 KW 1 5 左右 mm 905 總重量 Kg 1090 外形尺寸 高 mm 1890 工作臺板孔直徑 mm 110 2 7壓力中心的確定及相關(guān)計算 2 7 1壓力中心確定 沖裁時壓力中心的確定 要使模具能平衡地工作 須使沖裁時的壓力中心與模 具的模柄中心相重合 否則模柄發(fā)生歪斜 間隙不均勻 導(dǎo)向磨損 刃口迅速變鈍 和導(dǎo)致模具的損壞 確定壓力中心的工作主要是針對復(fù)雜沖裁模 多凸模的沖孔級 進(jìn)模 求壓力中心有兩種方法 既解析法和圖解法 2 7 2壓力中心相關(guān)計算 niiinLXLLXX13210 nii inYYY13210 根據(jù)零件的幾何分析 零件為完全對稱 即 X0 0 Y0 0 2 8本章小結(jié) 本章主要對工件的工藝進(jìn)行了分析 材料進(jìn)行了選擇 工藝方案進(jìn)行了確定 得出此工件可以沖裁 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大 于程 護板級進(jìn)模 20 要求沖壓材料厚度精確 均勻 表面光潔 無斑 無疤 無擦傷 無表面裂紋等 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度 模具制造成本和壽命則是影響沖 壓件成本和質(zhì)量的重要因素 模具設(shè)計和制造需要較多的時間 這就延長了新沖壓 件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間 對模具各個部分工作所受到的力進(jìn)行了計算 計算了沖裁力 頂件力 推件力 壓力中心等 本章主要是沖壓設(shè)備的選擇 根據(jù)壓力機類型和規(guī)格 進(jìn)行壓力機出選 性能 良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件 高精度 高壽命 高效率的 沖模需要高精度 高自動化的沖壓設(shè)備相匹配 使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高 設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量 工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸 形狀 與精度要求來進(jìn)行 根據(jù)沖壓件的大小進(jìn)行選擇 考慮精度與剛度 考慮生產(chǎn)現(xiàn)場 的實際可能 考慮技術(shù)上的先進(jìn)性 設(shè)備規(guī)格的選擇應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀大小 模 具尺寸及工藝變形力等進(jìn)行 從模具往設(shè)備上安裝并能開始工作的順序來考慮 其 規(guī)格主要參數(shù)行程 裝配模具的相關(guān)尺寸 閉合高度及設(shè)備噸位 于程 護板級進(jìn)模 21 第三章 凹凸模尺寸設(shè)計 3 1 凸 凹模刃口尺寸確定 凸 凹模分別加工時要求分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差 并標(biāo)注在 凸 凹模的設(shè)計圖樣上 這種加工的優(yōu)點是凸 凹模具有互換性 便于成批制造 但由于受沖裁間隙的限制 要求凸 凹模的制造公差較小 所以這種加工方法主要 適用于簡單規(guī)則形狀 圓形 方形或矩形 的沖件 落料件外形尺寸為 沖孔件內(nèi)孔尺寸為 根據(jù)刃口尺寸的計算原則 oD od 可得 落料時 3 1 dxd 0ma 3 2 0mina0in ppZZp 沖孔時 3 3 0mipxp 3 4 ddd 0minin0in 式中 落料時凸 凹模的刃口尺寸 mm pd D 沖孔時凸 凹模的刃口尺寸 mm 落料件的最大極限尺寸 mm max 沖孔件的最大極限尺寸 mm ind 沖件的制造公差 mm 查表 11 9 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 GB1800 79 畫法幾何及機械制圖 最小合理間隙 mm 查表 2 21 沖裁模初始雙面間隙 Z 二 minZ mm 新編實用沖壓模具設(shè)計手冊 凸 凹模 的制造公差 mm 按 入體 原則標(biāo)注 即凸模按dp 于程 護板級進(jìn)模 22 單向負(fù)偏差標(biāo)凸 凹模注 凹模按單向正偏差標(biāo)注 可分別按 IT6 和 IT7 確dp 定 也可查表 3 1 或取 1 4 1 6 x 磨損系數(shù) x 值在 0 5 1 之間 它與沖件精度有關(guān) 可查 表 3 2 或按下列關(guān)系選取 沖件精度為 IT10 以上時 x 1 沖件精度為 IT11 IT13 x 0 75 沖件精度為 IT14 以下時 x 0 5 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 18 0 020 0 020 180 260 0 030 0 045 18 30 0 020 0 025 260 360 0 035 0 050 30 80 0 020 0 030 360 500 0 040 0 060 80 120 0 025 0 035 120 180 0 030 0 040 500 0 050 0 070 表 3 1 規(guī)則形狀 圓形 方形 沖裁時凸 凹模的制造公差 mm 根據(jù)上述計算公式 可以將沖件與凸 凹模刃口尺寸及公差的分布狀態(tài)如圖3 1 所示 從圖中還可以看出 無論是沖孔還是落料 為了保證間隙值 凸 凹模的制 造公差必須滿足下列條件 3 5 minaxZdp 如果 可以取 如minaxZdp ia4 0p minax6 0Zd 果 則采用其它配作方法 minaxdp 表3 2磨損系數(shù)x 非圓形沖件 圓形沖件 1 0 75 0 5 0 75 0 5料厚t mm 沖件公差 mm 于程 護板級進(jìn)模 23 1 0 16 0 17 0 35 0 36 0 16 0 16 1 2 0 20 0 21 0 41 0 42 0 20 0 20 2 4 0 24 0 25 0 49 0 50 4 0 30 0 31 0 59 0 60 3 200 0 3 0 2 0 15 0 1 0 35 0 22 0 18 0 12 0 42 0 28 0 2 0 15 0 5 0 35 0 24 0 18 0 6 0 42 0 3 0 22 表3 3 系數(shù)K值 bH 0 35 25 62 8 97 C 1 5 2 H 1 5 2 8 97 13 46 17 82 取凹模厚度H 15mm 凹模壁厚C 16mm 凹模寬度B b 2c 25 62 2 16 57 62 凹模長度L 20 2 29 16 2 5 48 5 根據(jù) 新編實用沖模具設(shè)計手冊 表10 29 后側(cè)導(dǎo)柱模架 mm 查得 凹模周界 L 63 B 63 閉合高度 H 120 140 上模座GB T2855 5 63 63 25 下模座GB T2855 6 63 63 30 導(dǎo)柱GB T2861 1 16 110 導(dǎo)柱GB T2861 1 16 110 導(dǎo)套GB T2861 6 16 65 23 上述方法適用于確定普通工具鋼經(jīng)過正常熱處理 并在平面支撐條件下工 于程 護板級進(jìn)模 31 作的凹模尺寸 沖裁件形狀簡單時 壁厚系數(shù)取偏小值 形狀復(fù)雜時取用偏大值 用于大批量生產(chǎn)條件下的凹模 其高度應(yīng)該在計算結(jié)果中增加總的修磨量 3 4本章小結(jié) 本章主要是凸凹模刃口尺寸進(jìn)行計算 確定壓力卸料橡膠的計算及凹模周界的 確定 所以為了減少凸 凹模的磨損 延長模具使用壽命 在保證沖裁件質(zhì)量的前 提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的 間隙對沖裁件質(zhì)量 沖裁力 模具壽命 等都有很大的影響 于程 護板級進(jìn)模 32 第四章 模具主要零部件設(shè)計 4 1模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架 利用凹模形狀定位零件 模柄下行時帶動自動送料裝 置 使滑塊帶動滾輪向上移動 凸模同時進(jìn)行沖孔 落料 模柄上升時 滾輪沿斜楔 向下移動 導(dǎo)柱回到原始位置 沖孔 落料工作結(jié)束 4 2模具主要零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 3 沖裁凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 3 1凹凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 詳情見章節(jié) 3 1 4 3 1 1凸模 1 沖孔凸模 如下圖 因小凸模在試沖過程中易斷 模具壽命不能滿足要求 采用臺階式凸模 把小 凸模設(shè)計成臺階式凸模形式 臺階凸模強度剛性較好 裝配方便 穩(wěn)定也好 外徑 由前面刃口尺寸計算得 分別為 2 125 4 15 8 18 mm 凸模長度 L 凸 18 15 16 2 51 式中 h 1 凸模固定板厚度 H2 橡膠厚度 H2 卸料板厚度 t 陷入 凹模的厚度 于程 護板級進(jìn)模 33 圖 4 1 沖孔凸模 1 圖 4 2 沖孔凸模 2 于程 護板級進(jìn)模 34 圖 4 3 沖孔凸模 3 2 切廢凸模 圖 4 4 切廢凸模 1 于程 護板級進(jìn)模 35 圖 4 5 切廢凸模 2 圖 4 6 切廢凸模 3 于程 護板級進(jìn)模 36 圖 4 7 切斷凸模 3 彎曲凸模 圖 4 8 彎曲凸模 4 3 1 2凹模 凹模厚度 H kb H 0 20 78 15 6 取凹模厚度為 18 mm 于程 護板級進(jìn)模 37 凹壁厚度 27 36 HC 2 5 1 182 5 m 實取凹模壁厚 32 m 凹模板寬度 83 2 32 147Bbc 實取 150 凹模長度 26 2 取 260L260 5 20 8 mL 則凹模輪廓尺寸為 m186 將凹模板作成簿型形式并凹模刃口形式選擇 刃口強度較高 修模后刃口尺寸 不變 圖 4 9 凹模 帶 凹模尺寸與對應(yīng)的凸模尺寸配作 對稱的凹模刃口尺寸 只對單邊加 標(biāo)注 4 4彎曲凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 凸模圓角半徑 于程 護板級進(jìn)模 38 當(dāng)工件 r t 0 5 0 5 t 凸模圓角半徑 r 0 5minrprm 2 凹模圓角半徑 0 5 2 3 6 取 6 tdRt 5t 6 0 5 3 3 彎曲 U 型件時 凸凹模間隙用調(diào)整壓力機閉合高度來控制 4 5小導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計 小導(dǎo)柱材料選用20號鋼 熱處理 滲碳深度0 8 1 2mm 58 62HRC 小導(dǎo)柱 的主要作用是起保護細(xì)小 較長的凸模 使凸模能夠更準(zhǔn)確沖孔 不易受損 歪斜 折斷等 增加凸模使用壽命 小導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖4 10所示 圖 4 10 小導(dǎo)柱 4 5 1模柄結(jié)構(gòu)設(shè)計 中 小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機滑塊上 模柄是作為上模與 壓力機滑塊連接的零件 對它的基本要求是 一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配 合 安裝可靠 二要與上模正確而可靠連接 模柄采用Q235制造 模柄結(jié)構(gòu)形式如 圖4 11所示 于程 護板級進(jìn)模 39 圖 4 11 壓入式模柄 4 5 2導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向零件是用來保證上模相對于下模的正確運動 對生產(chǎn)批量較大 零件公差 要求較高 壽命要求較長的模具 一般都采用導(dǎo)向裝置 模具中應(yīng)用最廣泛的是導(dǎo) 柱和導(dǎo)套 圖4 12是標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式 GB T2861 6 1990 中國模具設(shè)計大典 材料20鋼 熱處理 滲碳深度0 8 1 2mm 58 62HRC 圖 4 12 導(dǎo)套結(jié)構(gòu) A型導(dǎo)柱GB T2861 1 1990 中國模具設(shè)計大典 其結(jié)構(gòu)簡單 制造方便 但 與模座為過盈配合 裝拆麻煩 A型和B型可卸導(dǎo)柱與襯套為錐度配合并用螺釘和墊 圈緊固 襯套又與模座以過渡配合并用壓板和螺釘緊固 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造麻煩 但可卸式的導(dǎo)柱或可卸式導(dǎo)套在磨損后 可以及時更換 便于模具維修和刃磨 4 5 3模架結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 模架主要有兩大類 一類是由上模座 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套組 于程 護板級進(jìn)模 40 成的導(dǎo)柱模模架 另一類是由彈壓導(dǎo)板 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架 模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件 導(dǎo)柱模模架 導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式分為滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向兩種 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的配合精度 上模座上平面對下模座下平面的平行度 導(dǎo)柱軸心線對下模座下 平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級 這些技術(shù)條件保證了整個模架具有一定 的精度 也是保證沖裁間隙均勻性的前提 有了這一前提 加上工作零件的制造精 度和裝配精度達(dá)到一定的要求 整個模具達(dá)到一定的精度就有了基本的保證 后側(cè)導(dǎo)柱模架GB T2851 3 1990 其的特點是鑄鐵模架 滑動導(dǎo)向 兩導(dǎo)柱 兩導(dǎo)套分別裝置在上 下模座后側(cè) 凹模面積導(dǎo)套前的有效區(qū)域 可用于沖壓較寬 條料 且可用邊角料 送料及操作方便 可橫向和縱向送料 主要適用于一般精度 要求的沖模 不宜用于大型模具 因有彎曲力矩 上模座在導(dǎo)柱上運動不平移 但 如果有偏心載荷 壓力機導(dǎo)向又不精確 就會造成上模歪斜 導(dǎo)向裝置和凸 凹模 都容易磨損 從而影響模具壽命 此模架一般用于較小的沖模 此次設(shè)計中采用后 側(cè)導(dǎo)柱模架 結(jié)構(gòu)如圖4 13所示 圖 4 13 后側(cè)導(dǎo)柱模架 模座一般分為上 下模座 其形狀基本相似 上 下模座的作用是直接或間接 地安裝沖模的所有零件 分別與壓力機滑塊和工作臺連接 傳遞壓力 因此 必須 十分重視上 下模座的強度和剛度 模座因強度不足會產(chǎn)生破壞 如果剛度不足 工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形 導(dǎo)致模具的工作零件和導(dǎo)向零件迅速磨損 這是常 于程 護板級進(jìn)模 41 見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象 在選用和設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點 1 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架 而標(biāo)準(zhǔn)模架的型式和規(guī)格就決定了上 下模座的型式和 規(guī)格 如果需要自行設(shè)計模座 則圓形模座的直徑應(yīng)比凹模板直徑大 30 70mm 矩形模座的長度應(yīng)比凹模板長度大 40 70mm 其寬度可以略大或等于凹模板的寬 度 模座的厚度可參照標(biāo)準(zhǔn)模座確定 一般為凹模板厚度的 1 0 1 5 倍 以保證有 足夠的強度和剛度 對于大型非標(biāo)準(zhǔn)模座 還必須根據(jù)實際需要 按鑄件工藝性要 求和鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計 2 所選用或設(shè)計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng) 并進(jìn)行必要的校核 比如 下模座的最小輪廓尺寸 應(yīng)比壓力機工作臺上漏料孔的 尺寸每邊至少要大 40 50mm 3 模座材料一般選用 HT200 HT250 也可選用 Q235 Q255 結(jié)構(gòu)鋼 對于大 型精密模具的模座選用鑄鋼 ZG35 ZG45 4 模座的上 下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求 平行度公差一般為 4 級 5 上 下模座的導(dǎo)套 導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致 精度一般要求在 0 02mm 以下 模座的導(dǎo)柱 導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上 下平面垂直 安裝滑動式導(dǎo) 柱和導(dǎo)套時 垂直度公差一般為 4 級 6 模座的上 下表面粗糙度為 Ra1 6 0 8 m 在保證平行度的前提下 可允 許降低為 Ra3 2 1 6 m 材料選用 HT200 4 5 4螺釘銷釘結(jié)構(gòu)設(shè)計 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件 設(shè)計模具時按標(biāo)準(zhǔn)選用即可 螺釘用于固定模具零件 一般選用內(nèi)六角螺釘 銷釘起定位作用 常用圓柱銷釘 螺釘 銷釘規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖 壓力大小 凹模厚度等確定 螺釘與凹模固定版 下模板與墊板 凹模固定版與導(dǎo) 料板 均用M6的螺釘 GB T70 1 2000 中國模具設(shè)計大典 4 6定位零件 卸料 出件方式的選擇 1 屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷 導(dǎo)料板 側(cè)壓板等 屬于送料定距的定 于程 護板級進(jìn)模 42 位零件有用擋料銷 導(dǎo)正銷 側(cè)刃等 屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷 定 位板等 選擇定位方式及定位零件時應(yīng)根據(jù)坯料形式 模具結(jié)構(gòu) 沖件精度和生產(chǎn) 率要求等 級進(jìn)模常采用導(dǎo)正銷與擋料銷配合使用進(jìn)行定位 擋料銷起粗定位作用 導(dǎo)正 銷起精定位 因此擋料銷的位置必須保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正過程中條料少許活動的可能 導(dǎo)正銷只用于級進(jìn)模 2 卸料與出件裝置作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓后 把沖件或廢料從模具工作零 件上卸下來 以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行 把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料 彈性卸料 固定卸料裝置僅由固定卸料 板構(gòu)成 一般安裝在下模的凹模上 彈性卸料裝置由卸料板 卸料螺釘和彈性元件 彈簧或橡膠 組成 彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?依靠彈簧或橡膠的彈力 來卸料 卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用 故多用于沖裁料薄及平面度要求 較高的沖件 故選擇彈性卸料裝置 3 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料 我們通常把裝在上模內(nèi)的出件 裝置稱為推件裝置 把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便 以及工件料厚為 0 5 相對較薄 卸m 料力也比較小 故可采用彈性卸料 又因為是級進(jìn)模生產(chǎn) 所以采用下出件比較便 于操作與提高生產(chǎn)效率 4 7其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸列表 根據(jù)正裝式級進(jìn)模 凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn) JB T 6743 1 94 確定其它模具模板 尺寸列于下表 表 2 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 序號 名稱 長 寬 高 材料 數(shù)量 1 墊板 10526 451 于程 護板級進(jìn)模 43 2 凹模板 185026 Cr12 1 3 卸料板 45 4 凸模固定板 185026 1 4 7 1模具材料的選用 1 冷沖模用鋼應(yīng)具有的力學(xué)性能 應(yīng)具有較高的變形抗力 應(yīng)具有較高的斷裂抗力 應(yīng)具有較高的耐磨性及抗疲勞性能 應(yīng)具有較高的冷熱加工工藝性 2 冷沖模零件材料選用原則 要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料 要針對模具失效形式選用鋼材 要根據(jù)制品的批量大小 以最低成本的選材原則選材 要根據(jù)沖模零件的作用選擇材料 要根據(jù)沖模精度程度選擇鋼材 綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下表可選擇 為冷沖模工作零件所用12Cr 的鋼材 表 3 冷沖模工作零件材料的選用 零件名稱 使用條件 選用材料 凸模 凹模 形狀簡單 沖裁材料厚 度 小于等于 3 中tm 小批量生產(chǎn)的沖裁 Cr12 選擇說明 在選擇沖裁凸模 凹模材料時 應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點 于程 護板級進(jìn)模 44 量材而用 如形狀簡單 尺寸較小 受力較小的凸 凹模 只需要熱處理工藝適當(dāng) 性能可以滿足使用 生產(chǎn)批量不大時 可選用碳素工具鋼 這樣可以降低成本 反 之 就應(yīng)該選用變形較小 耐磨性高的合金工具鋼 對于大 中型沖裁模 其材料 成本是模具總成本 10 18 左右 故應(yīng)選用變形小 耐磨性高的合金工具鋼較適宜 4 8本章小結(jié) 沖裁模是沖壓生產(chǎn)中不可缺少的工藝裝備 良好的模具結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)工藝方案的 可靠保證 沖壓零件的質(zhì)量好壞和精度高低 主要決定于沖裁模的質(zhì)量和精度 沖 裁模結(jié)構(gòu)是否合理 先進(jìn) 又直接影響到生產(chǎn)效率及沖裁模本身的使用壽命和操作 的安全 方便性等 沖裁件形狀 尺寸 精度和生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件不同 沖裁模的結(jié)構(gòu)類型也不 同 本節(jié)主要討論沖壓生產(chǎn)中常見的典型沖裁模類型和結(jié)構(gòu)特點 沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似 但沖孔模有其自己的特點 沖孔模的對象 是已經(jīng)落料或其它沖壓加工后的半成品 所以沖孔模要解決半成品在模具上如何定 位 如何使半成品放進(jìn)模具以及沖好后取出既方便有安全 而沖小孔模具 必須考 慮凸模的強度和剛度 以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu) 成形零件上側(cè)壁孔沖壓時 必須 考慮自動送料裝置的步距等 本模具最大特點是依靠自動送料裝置進(jìn)行送料 沖孔之前就把工件壓緊 該模 具在壓力機一次行程中沖四個孔 于程 護板級進(jìn)模 45 第五章 模具的裝配 5 1零件技術(shù)要求 1 沖模的設(shè)計和制造若無特殊要求 一律按GB T2851 1 2851 7 1990 GB T2852 1 2852 4 1990 JB T8050 1999 沖模模架 和 JB T7643 7653 冷沖模 選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件 并符合相應(yīng)技術(shù)要求 2 沖模零件不允許有裂紋 工作表面不允許有劃痕 機械損傷 銹蝕等表面 缺陷 經(jīng)熱處理后的零件硬度應(yīng)均勻 不允許有軟點和脫碳區(qū) 并清除氧化物等 3 沖模各零件的材料和熱處理硬度應(yīng)優(yōu)先按模具大典中表22 2 3 表22 2 4 選用 允許采用性能高于兩表規(guī)定的其他鋼種 4 零件圖中普通螺紋的基本尺寸應(yīng)符合GB T196的規(guī)定 選用極限與配合應(yīng)符 合GB T197的規(guī)定 5 零件圖上未注明倒角的尺寸 除刃口外所有銳邊均應(yīng)倒角或倒圓 視零件 大小 倒角尺寸為 倒圓尺寸為R0 5 1mm 4525 0 6 零件上銷釘孔的配合長度一般不小于銷釘直徑的1 5倍 7 固定板 凹模 墊板的形狀和位置公差按GB T1182 1996等的規(guī)定 8 沖模各零件的幾何形狀 尺寸精度 表面粗糙度等應(yīng)符合設(shè)計圖樣的要求 9 零件圖中未注公差尺寸的極限偏差按GB T1804的規(guī)定 10 零件圖中未注的形狀和位置公差按GB T1184 1996的規(guī)定 11 當(dāng)沖模重量達(dá)2