沖裁模設(shè)計案例

設(shè)計案例 沖裁、彎曲、拉深及成形是冷沖壓的基本工序，下面以常見的沖裁件、彎曲件及拉深件為例介紹沖裁、彎曲及拉深的沖壓工藝分析、工藝方案擬訂、工藝計算、模具設(shè)計和模具主要零件的加工工藝。 案例1沖裁模設(shè)計 如圖1所示零件：托扳 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08F t=2mm 設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。 圖1 托板零件圖 （一）沖裁件工藝分析 1. 材料：08F鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。 2. 工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有90清角改為R1的圓角。 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： 58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、140.22、170.22、Ф3.5+0.3 結(jié)論：可以沖裁 （二） 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀不大，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料較厚（2mm）的特點，為保證孔位精度，沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實行工序集中的工藝方案，采取利用導(dǎo)正釘進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的連續(xù)沖裁模結(jié)構(gòu)形式。 （三） 模具設(shè)計計算 1．排樣 計算條料寬度及確定步距 首先查有關(guān)表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側(cè)邊按圓形取搭邊值a=2。 連續(xù)模進(jìn)料步距為32mm。 條料寬度按相應(yīng)的公式計算： B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.6 B=(58+22)-0.6 =62-0.6 畫出排樣圖，圖2 圖2 排樣圖 2．計算總沖壓力 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： P0=P+Pt P=P1+P2 而 式中 P1--------落料時的沖裁力 P2--------沖孔時的沖裁力 按推料力公式計算沖裁力： P1=KLtτ 查τ=300MPa =2.2[2（58-16）+2（30-16）+16π]*2*300/10000 =12.6 (t) P2=2.2*4π*3.5*2*300/10000 =3.4(t) 按推料力公式計算推料力Pt： Pt=nKtP 取n=3，查表2-10，Kt=0.055 Pt=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t) 計算總沖壓力PZ： PZ=P1+P2+Pt =12.6+3.4+2.475 =18.475(t) 3．確定壓力中心： 根據(jù)圖3分析，因為工件圖形對稱，故落料時P1的壓力中心在O1上；沖孔時P2的壓力中心在O2上。 設(shè)沖模壓力中心離O1點的距離為X，根據(jù)力矩平衡原理得： P1X=(32-X)P2 由此算得X=7mm 圖3 壓力中心 4．沖模刃口尺寸及公差的計算 刃口尺寸計算方法及演算過程不再贅述，僅將計算結(jié)果列于表1 中。 在沖模刃尺寸計算時需要注意：在計算工件外形落料時，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)的凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙為0.25~0.36mm。為了保證R8與尺寸為16的輪廓線相切，R8的凹模尺寸，取16的凹模尺寸的一半，公差也取一半。 在計算沖孔模刃口尺寸時，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按凸模實際尺寸配制，保證雙面間隙為0.25~0.36mm。 表1 沖模刃口尺寸 沖裁性質(zhì) 工作尺寸 計算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 58-0.74 38-0.62 30-0.52 16-0.44 R8 57.6+0.18 37.7+0.16 29.7+0.13 16.8+0.11 R7.9+0.06 凸模尺寸按實際尺寸配置，保證雙邊間隙 0.25~0.36mm 沖孔 φ3.5+0.3 凹模尺寸按凹模實際尺寸配置，保證雙邊間隙0.25~0.36mm 3.65-0.08 在計算模具中心距尺寸時，制造偏差值取工件公差的1/8。據(jù)此，沖孔凹模和凸模固定板孔中心距的制造尺寸為： L14=140.44/8=140.055 L17=170.44/8=170.055 5. 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 （1）凹模外形尺寸的確定 凸模厚度H的確定： H= P取總壓力=184750N H==26mm 凹模長度L的確定 W1=2.1H=31；工件b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mm 凹模寬度B的確定 B= 步距+工件寬+2W2 ?。翰骄?32；工件=30；W2=1.5H B2=32+30+2*39 =140mm （2）凸模長度L1的確定 凸模長度計算為： L1=h1+h2+h3+Y 其中 導(dǎo)料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18; 凸模修磨量Y=18則 L1=8+12+18+18=56mm 選用沖床的公稱壓力，應(yīng)大于計算出的總壓力P0=18.475t;最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實際，可選用J23-25開式雙柱可傾壓力機(jī)。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。 （3）設(shè)計并繪制總圖、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)模架。 繪制模具總裝圖。如圖4，單排沖孔落料連續(xù)模。 按模具標(biāo)準(zhǔn)，選取所需的標(biāo)準(zhǔn)件，查清標(biāo)準(zhǔn)件代號及標(biāo)記，寫在總圖明細(xì)表內(nèi)見表2。并將各零件標(biāo)出統(tǒng)一代號。 圖4 單排沖孔落料連續(xù)模 1-簧片 2-螺釘 3-下模座 4-凹模 5-螺釘 6-承導(dǎo)料 7-導(dǎo)料板 8-始用擋料銷 9、26-導(dǎo)柱 10、25-導(dǎo)套 11-擋料釘 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16-沖孔凸模 17-墊板 18-圓柱銷 19-導(dǎo)正銷 20-模柄 21-防轉(zhuǎn)銷 22-內(nèi)六角螺釘 23-圓柱銷 24-螺釘 表2 零件明細(xì)表 序 號 名 稱 數(shù) 量 材 料 熱處理 標(biāo)準(zhǔn)件代號 備注 頁次 1 簧片 1 65Mn 2 螺釘 1 45 HRC40~45 3 下模座 1 1 HT200 4 凹模 1 T10A HRC58~62 5 螺釘 4 45 HRC40~45 6 承導(dǎo)料 1 45 7 導(dǎo)料板 2 45 HRC40~45 8 始用擋料銷 1 45 9 導(dǎo)柱 2 20 滲碳HRC56~60 10 導(dǎo)套 2 20 滲碳HRC5862 11 擋料釘 1 45 12 卸料板 1 Q235(A3) 13 上模座 1 HT200 14 凸模固定板 1 45 15 落料凸模 1 T8A HRC56~60 16 沖孔凸模 1 T8A HRC56~60 17 墊板 1 45 HRC40~45 18 定位銷 1 45 HRC40~45 19 導(dǎo)正銷 1 45 HRC40~45 20 模柄 1 Q235(A5) 21 防轉(zhuǎn)銷 1 45 HRC40~45 22 內(nèi)六角螺釘M1270 10 45 HRC40~45 23 圓柱銷12n6100 6 45 HRC40~45 24 內(nèi)六角螺釘M1270 1 45 HRC40~45 （五）繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 本實例只繪制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四個零件圖樣，供初學(xué)者參考。見圖5至圖8。 圖5 凸凹模 圖6 落料凹模 圖2-16 凸模固定板 圖7 固定板 圖8卸料板 (六) 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 1．凸凹模加工工藝規(guī)程的編制（表3） 2．落料凹模加工工藝規(guī)程的編制（表4） 表3凸凹模加工工藝規(guī)程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工序簡圖 1 2 3 4 5 6 7 8 表4落料凹模加工工藝規(guī)程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工序簡圖 1 2 3 4 5 6 7