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1、沖孔落料級進模具說明書 機械11201 明文豪 1202281075 目 錄 第一部分：模具選擇及注意問題 (2) 第二部分：設(shè)計任務(wù) (3) 第三部分：1、主要設(shè)計計算 (4) 2、 模具總體設(shè)計 (8) 3、 主要零件設(shè)計 (8) 4、 模架及其他零件的設(shè)計 (14) 5、 沖壓設(shè)備選定 (14) 6、 模具總裝圖 (14) 第一部分 1、沖壓的基本工序分類及模具類型的選擇 沖壓工序基本分為以下兩大類: 第一類是材料受外力后應(yīng)力超過其強度極限，使材料發(fā)生剪裂或局部剪裂。 諸如：板料的剪裂、剪截、沖孔、落料、切口、整修、裁切、沖口等多種作業(yè)形 式，但

2、均屬于分離工序；第二類是材料受到外力應(yīng)力超過其屈服極限， 使材料經(jīng) 過塑性變形后成一定的形狀。諸如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉(zhuǎn)、拉伸、起伏成形、 體積沖壓等變形方式，但均屬于變形工序。將上述兩個以上的單工序連續(xù)沖壓與 復(fù)合在一套模具上沖壓便構(gòu)成連續(xù)沖壓與復(fù)合沖壓工序。 上述各種沖壓變形工序所用的模具，雖然結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但仍然可按其沖壓 過程的動作特征、主要結(jié)構(gòu)特點以及完成的工藝作業(yè)類別， 將其劃分成以下幾大 類： 1） 單工序沖模（亦稱單沖模） 這種沖模是在壓力機的一次行程中只完成一個沖壓工藝工序。一般均以其完 成的沖壓工藝工序的名稱來命名：如只進行沖孔的稱之為沖孔模；只進行一次彎 曲的稱

3、為彎曲模。 2） 連續(xù)模（亦稱多工序連續(xù)模） 這種模具是在壓力機一次行程中，在模具的不同工位上，能同時完成兩個或 兩個以上沖壓工序。根據(jù)連續(xù)完成的沖壓工序的工藝作業(yè)類別又將連續(xù)模分為： 多工位連續(xù)沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模兩種。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進 行沖孔、切口、落料等屬于沖裁作業(yè)的工位，稱為多工位連續(xù)沖裁模。如果連續(xù) 模諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形：包括翻邊、沖擠、壓印 等屬于沖裁式復(fù)合模。 3） 復(fù)合模 該類模具僅一個工位，在壓力機的一次行程中能完成兩個或兩個以上沖壓工 步，根據(jù)這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復(fù)合模、綜合式 復(fù)合模兩種。只

4、完成沖裁作業(yè)的復(fù)合模，最常見的是沖孔一落料復(fù)合模。如果連 續(xù)模諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形任意一個或一個以上變 形工步的復(fù)合模，通稱其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。 綜合以上，此次選擇級進模具合適。 2. 設(shè)計注意問題 在繪制沖模總裝配圖時需注意解決好以下一些問題： （1） 按沖件的沖壓工藝過程卡規(guī)定使用的沖壓設(shè)備及其主要技術(shù)規(guī)格， 諸如：壓力機臺面尺寸，壓力機臺面及其滑塊上裝模柄孔的尺寸、 最小閉合高度 等參數(shù)，作為選用標(biāo)準(zhǔn)模架和模柄以及確定模座底面積、模具落料孔以及模具平 面裝夾尺寸的依據(jù)。即便選用標(biāo)準(zhǔn)典型組合，也必須考慮上述參數(shù)給予銜接； （2） 注意設(shè)

5、計合適的凹模結(jié)構(gòu)形狀，并對其強度進行必要的校核； (3) 凸模長度要進行細致的計算，對于小孔沖模，當(dāng)凸模直徑等于或小 于料厚或沖裁高強度材料小孔時，除在結(jié)構(gòu)上采取加固措施外，對凸模的抗壓強 度和抗縱彎穩(wěn)定性要分別進行比要的驗算； (4) 注意拔桿卸件系統(tǒng)、模具帶動的送料裝置等直接裝在模具上或與模 具聯(lián)動的機構(gòu)，與模具主沖壓動作的協(xié)調(diào)、配合。必要時可先設(shè)計并繪出各機構(gòu) 動作過程組合曲線圖，防止在一個部位動作相碰撞。 3. 沖模制造工藝的選擇 沖模制造工藝是沖模非標(biāo)準(zhǔn)工作零件即非圓形凸、凹模的制造方法。沖模的 標(biāo)準(zhǔn)零部件，包括一些圓形凸模及圓凹模的加工工藝都已定型且這些零件大多可 在市場

6、上隨時購買。故通常所說的沖模制造工藝是指那些需要另行單獨制造的非 圓凸、凹模以及其他復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)凸、凹模的制造方法。 首先應(yīng)該將需要加工的凸、凹模零件表面按其用途、作用及加工工藝不同分 為：配合面與接觸面兩種。配合面是在沖模組裝或總裝時，該面與其他零部件配 合，要求有一定的尺寸與形位精度及表面粗糙度。 第二部分：設(shè)計任務(wù) 零件圖 工件名稱：同心圓墊片 工件簡圖：如上圖 材 料：15鋼 材料厚度：2mm 強度極限：450MPa 第三部分：設(shè)計過程 一、主要設(shè)計計算 (1)、排樣方式的確定及其計算： 排樣是模具設(shè)計的核心部分，是級進模設(shè)計的重要依據(jù)。條料 排樣圖的設(shè)計

7、可以確定以下內(nèi)容：第一，模具的工位數(shù)和各工位的工 序內(nèi)容；被沖制工件各工序的安排及先后順序；工件的排列方式；模 具的步距、條料的寬度和材料的利用率；導(dǎo)料的方式、彈頂器的設(shè)置 和導(dǎo)正銷的安排；基本確定模具結(jié)構(gòu)。排樣圖設(shè)計的好壞，對模具設(shè) 計影響很大，因此要設(shè)計出多種方案進行比較，以選出最合理的方案。 對于級進模具的排樣的方法和特點： 1) 排樣圖的繪制，可以先從平面展開圖開始，由右設(shè)計總裁工 位，向左設(shè)計成形工位，然后根據(jù)實際情況逐步修改。 2) 考慮增加模具強度必需的工位。連續(xù)模拉深次數(shù)較多時，在 首次拉深后加上備用空工位，以便增加拉深次數(shù)。 3) 決定工序件攜帶的方法。 4)

8、 注意材料輾紋方向，輾紋方向能影響排樣的經(jīng)濟效果，也影 響工件的性能。 5) 彎曲件的毛刺，應(yīng)位于內(nèi)側(cè)。 6) 考慮要不要側(cè)刃切邊。薄料采用導(dǎo)正銷，可以不切邊。對于 厚料或重料的條料，為避免導(dǎo)正銷折斷，需要切邊。 7) 合理安排導(dǎo)正銷。 8) 考慮一出二或一出四是否合適。 9) 沖壓過程中不允許有零星碎料殘余在模具表面。 10) 考慮殘料上沖壓其它工件的可能性。 設(shè)計級進模，首先要設(shè)計條料排樣圖。同心圓墊片的形狀具有 圓形的特點，直排時材料利用率較高，應(yīng)采用直排，如圖下圖所示的 排樣方法。條料寬度43mm步距離為41.5mm —個步距的材料利用 率為70%工件排樣根據(jù)落料工序

9、設(shè)計，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡 單，故采用單排排樣設(shè)計，采用手工送料，采用導(dǎo)料板導(dǎo)料、擋料銷 擋料。由表2— 5 (見沖模工藝與模具設(shè)計一書)查得 a=1.5，ai =1.8 那么：條料的寬度：B=40+2a=43.6mm 條料的步距：S=40+a=41.5mm 導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸：Bi =B+Ci =43+仁44.6mm采用無側(cè)壓裝 置,條料與導(dǎo)料板間間隙Cmin=1 沖裁單件材料的利用率計算： n 二NA/BL=50X 40-44.7 X 56X 100% = 79.9 %利用率較高。 A--- 沖裁件面積 板料寬度 N---- 一張板上沖件總數(shù)目 L---- 板料長度

10、 排樣圖如下所示: （2）、沖壓力的計算: 沖裁力F=KLtT F---- 沖裁力（N） L---- 零件剪切周長（mm t—— 材料厚度（mm t ----材料抗剪強度（Mpa K---- 系數(shù)。一般取K=1.3 卸料力F1= 0.05F，頂件力F2=0.063F 總壓力F總二F+F1+F2 經(jīng)計算有 F=1.3 X 3.14 X 40X 2X 2X 450=294KN F1 = 14.7KN F2=18.5KN F 總=327.2KN 故擬選定J-23-65開式雙柱可傾壓力機 （4）工作零件刃口尺寸計算 沖孔: dp = (d xA)0A d

11、d = (d p Zmin ) AP 0 △p =0.4 X(Z max - Z min ) Ad =0.6 X(Z max - Z min ) 查表有：磨損系數(shù) X=0.5 ； Zmax=0.42 ； Zmin =0?38 Ap =0.4 X0.04 =0.016 . Ad =0.6 X0.04 =0.024 . dp =(20 0.5 X0.2)7p =2O.1；.0i6 . dd =(20.1 0.38)0 A =20.480024 。 落料： Dd =(D -xA)。A Dp =0 -Zmin)^ Dd : = (40 -0.5X

12、0.2)0兇=39.900024 . Dp =(39.9-0.38島 —39.52q016 。 式中 dp、dd----沖孔凸、凹模刃口尺寸（mr） Dp、Dd---落料凸、凹模刃口尺寸（mm； d---- 零件孔徑公稱尺寸（mr）； 落料件外徑公稱尺寸（mr）； △——零件公差（mr） 二、 模具總體設(shè)計: 1） 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型 為級進 模。 2） 定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板， 無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷 精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度

13、有一定余量， 可以 靠操作工目測來定。 3） 卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚為2mm相對較薄，卸料力也比較小，故可采 用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操 作與提高生產(chǎn)效率。 4）導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進模采用中 間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 三、 主要零部件設(shè)計： （1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ① 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成鑲拼式采用 鑲拼式，其長度 L=h1+h2+h3+h=20+15+5+15=55mm L--- 凸模長度（mr） hi--- 凸模固定板厚度（mr） h2---- 卸料版厚度

14、（mr） h3--- 導(dǎo)料板厚度（mr） h—— 附加長度（mr） h-增加長度。它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度 （0.5-1mm）,凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般 取 10-20mm 具體結(jié)構(gòu)如下： ② 沖孔凸模 因為所沖的孔為方形與圓形，而且都不屬于需要特別保 護 的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另 一方面又便于裝配與更換。沖 40mn孔的凸模結(jié)構(gòu)如下圖： L■- ③ 凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加 工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù) 據(jù)，將壓

15、力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式計算: 凹模厚度 H=kb=0.3 x 83mm=24.9mm查表得 k=0.3 ） 凹模壁厚 c= （1.5 ?2） H=37.35mnr49.8mm 取凹模厚度H=50mm凹模壁厚c=45mrp 凹模寬度 B=b+2c= （83+2X 45） mm=173mm 凹模長度L取360 mm （送料方向） 凹模輪廓尺寸為360mrX 173mrX 50mm結(jié)構(gòu)如下圖： X jf J (2) 定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置一個導(dǎo)正銷，沖槽凸模下設(shè)置一個導(dǎo)正 銷。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和

16、裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm，所以導(dǎo)正銷直線 部分的長度為1.8mm導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料凸模 端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用 H7/h6配合。 起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格 為 8 X 16。 (3) 導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條 料之間的間隙取1mm這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo) 料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度 為40?45HRC用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進 料端安裝有承料板。 (4) 卸料部件的設(shè)計 ①卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同， 厚度 為 1

17、8mm 。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40?45HRC ②卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm 螺紋 部分為M10X 10mm卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。 卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm有誤 差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 (5) 模架及其它零部件設(shè)計 該模具采用后導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè) 位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。 以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱d/mmK L/mm 為 40 X 230;導(dǎo)套 d/mmx L/mnrK D/mn為 40X 140X 53。 分別上模座厚度

18、 H上模取55mm上模墊板厚度 H墊取 15mm固定板厚度H取40mm下模座厚度H下模取65mm 那么，該模具的閉合高度： H 閉二H上模+ H 墊+ L+ H + H 下?！猦2 = (55+15+ 89 + 50+ 70 — 2) mm=277mm 式中L ――凸模長度，L=74mm H凹模厚度，H=50mm h2 凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機 J23-63的最大裝模 高度(300mm,可以使用。 根據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，參照 有關(guān)資料，可選取〔級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架(GB/T2851.5 —1990).

19、即： 上模座：400 X 173X 55 HT200 下模座：400 X 173X 70 HT200 下模座輪廓尺寸：L=400mm B=173mm S=390mm ; R=55mm ; A1=160mm ; A2=290mm 四、 模架及其他零件的設(shè)計 其中包括，彈簧、定位零件、卸料裝置、模柄墊板、剛性推件、 凸凹模固定板等尺寸。都需要根據(jù)實際情況來確定。使其能滿足該模 具的一些相應(yīng)條件。 五、 模具總裝圖： 見總裝配圖 六：沖壓設(shè)備選定 壓力機的選擇 根據(jù)沖壓力的計算選擇壓力機型號為 JB23--40其部分技術(shù)規(guī)格 如下： 公稱壓力： F=400KN ； 最大圭寸閉高度：300mm; 工作臺尺寸前后：420mm;左右：630mm 工作臺孔尺寸前后：150mm左右：300mm;直徑：200mm 共15頁第15頁 共15頁第15頁