方形墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計說明書.doc

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鄭 州 航 空 工 業(yè) 管 理 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計 方 形 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 專 業(yè) 材 料 成 型 及 控 制 工 程 姓 名 張 兵 點 學(xué) 號 110609136 指 導(dǎo) 教 師 程 俊 偉 劉 長 紅 目 錄 第一章 沖壓工藝分析及工藝方案的制定 1 1 1 工藝分析 1 1 2 工藝方案的制定 2 第二章 沖裁模間隙 3 2 1 間隙對沖裁工作的影響 3 2 2 合理間隙值的確定 4 第三章 排樣設(shè)計與計算 6 3 1 排樣方法與原則 6 3 2 確定搭邊值 6 3 3 送料步距與條料寬度的計算 7 3 4 材料利用率的計算 8 第四章 沖裁力計算 9 4 1 落料力 沖孔力 卸料力 推件力的計算 9 4 2 確定模具壓力中心 11 第五章 凸凹模的設(shè)計 11 5 1 凸 凹模刃口尺寸計算原則 11 5 2 凸 凹模刃口尺寸計算 12 5 3 凸模 凹模 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 第六章 沖壓設(shè)備的選擇 16 第七章 模具主要零部件設(shè)計 17 7 1 定位方式的選擇 17 7 2 卸料 出件方式的選擇 17 7 3 卸料橡膠的設(shè)計計算 18 7 4 模架的選擇 18 第八章 模具的裝配 調(diào)試和檢測 19 8 1 模具的裝配 19 8 2 沖裁模具的調(diào)試 20 8 3 模具的檢測 20 第九章 模具材料的選用要求和選擇原則 22 9 1 冷沖模材料的選用要求 22 9 2 材料的選擇原則 23 第十章 繪制模具總裝圖及零件圖 23 10 1 裝配圖繪制 24 10 2 模具零件圖的繪制 24 參考文獻(xiàn) 25 第一章 沖壓工藝分析及工藝方案的制定 1 1 工藝分析 零件簡圖 如圖 1 1 所示 生產(chǎn)批量 大批量 材料 10 鋼 材料厚度 0 5mm 該零件形狀簡單 對稱 是由圓弧和直線組成 由表查出 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到 的經(jīng)濟(jì)精度為 IT12 IT13 孔中心距離尺寸公差為 0 1mm 將以上精度與零件簡圖中 所標(biāo)注的尺寸公差相比較 可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證 其 它尺寸標(biāo)注 生產(chǎn)批量等情況 也均符合沖裁的工藝要求 故決定采用沖孔落料復(fù)合 沖裁模進(jìn)行加工 圖 1 1 選擇復(fù)合模的原因 從總體來看 由于大批量生產(chǎn) 零件的要求比較高 沖壓 工件尺寸精度較高 工件平整 對稱度及位置度誤差小 在一次行程內(nèi)可完成兩個以 上工序 大大提高了生產(chǎn)率 但對模具制造精度要求較高 由于復(fù)合模要在一副模具 中完成幾道沖壓工序 結(jié)構(gòu)一般要比單工序模復(fù)雜 同時模具的強(qiáng)度 剛度 可靠性 也將隨之下降 而且各零部件在動作時要求相互不干涉 準(zhǔn)確可靠 因此模具的制造 成本也就提高了 制造周期相對延長 維修也不如單工序模簡便 外形有直線組成 用 沖裁方法速度快 質(zhì)量好 比其它加工方法 如銑削 切削 成本要低 效率要高 排樣也較 為方便 由于大批量生產(chǎn) 在保證質(zhì)量的情況下 可以采用沖裁 對沖裁的凸 凹模要求 就要提高 特別是凸模 要進(jìn)行熱處理 滲碳 淬火加回火等來提高強(qiáng)度和耐磨性 當(dāng)凸模 磨損產(chǎn)生誤差時 要及時更換 來保證工件精度要求 對于沖壓過程中產(chǎn)品的開裂 起 皺等問題 利用理論知識計算分析 模具材料在保證質(zhì)量的情況下 采用性能低的材 料來節(jié)約成本 模具自動化程度高 操作方便 勞動強(qiáng)度低 對凸模的安裝和拆卸要 方便 直接關(guān)系到凸模的更換 模具結(jié)構(gòu)要設(shè)計合理 防止沖壓時小孔的開裂 1 2 工藝方案的制定 通過對該工件的沖壓工藝性進(jìn)行分析 考慮到制件生產(chǎn)批量和產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn) 效率 模具壽命 材料消耗及操作方便安全等因素 由沖壓制件外觀形狀分析 該制 件有落料 沖孔兩道工序 所以確定此連接板的生產(chǎn)中可以采用下面的幾套方案 方案一 先落料模 后沖孔模 方案二 先沖孔模 后落料模 方案三 采用落料沖孔復(fù)合模 分析 方案一 定位不方便 操作起來非常的麻煩 此方案不可取 方案二 定位簡單可靠 但要用手鉗放置毛坯 多次進(jìn)出危險區(qū)域 很不安全 所以此方案不可取 方案三 沖裁的孔與外形的位置精度較高 工件較平整 具有校形的作用 模 具制造復(fù)雜 可適用大批量生產(chǎn) 從以上比較多來看 在保證沖裁件質(zhì)量的情況下 應(yīng)盡可能降低成本 提高經(jīng)濟(jì)效益 工人操作方便 安全的情況下考慮 選擇復(fù)合 模比較合適 結(jié)論 經(jīng)過全面分析 綜合考慮 以零件質(zhì)量 生產(chǎn)效益及經(jīng)濟(jì)性幾個方面衡量 認(rèn)為三種方案中方案三為最佳的方案 即采用落料沖孔復(fù)合模完成此制件的成品 第二章 沖裁模間隙 2 1 間隙對沖裁工作的影響 間隙值影響到?jīng)_裁件時彎曲 拉深 擠壓等附加變形的大小 因而對沖裁件工序 影響大 主要有以下幾方面 1 間隙對零件質(zhì)量的影響 由資料分析知模具間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素 提高斷面質(zhì)量的關(guān)鍵在于推 遲裂紋的產(chǎn)生 以增大光亮帶寬度 其主要途徑就是減小間隙 此外間隙又是影響尺 寸精度的主要因素 間隙對零件質(zhì)量也有很大影響 當(dāng)間隙過小時 凸模刃口附件的 裂紋比正常間隙時向外錯開一段距離 上 下裂紋產(chǎn)生后 各自進(jìn)入凸 凹模斷面的 壓應(yīng)力區(qū)而停止發(fā)展 不重合 由于間隙小 彎曲 拉深小 裂紋產(chǎn)生遲 光亮帶變 寬 且零件穹彎小 斷面斜度和圓角小 只要中間撕裂不是很深 仍可應(yīng)用 當(dāng)間隙過大時 凸模刃口處的裂紋較正常間隙向里錯開一段距離 上 下裂紋也 不重合 裂紋間的材料產(chǎn)生第二次拉裂 零件斷面出現(xiàn)兩個斜度 這時材料的彎曲和 拉深大 拉應(yīng)力大 材料的塑性變形階段結(jié)束較早 致使光亮帶較窄 圓角和斜度較 大 彎穹厲害 毛刺大 當(dāng)間隙不均勻時 在間隙不合理處將出現(xiàn)毛刺 斷面質(zhì)量差 因此模具設(shè)計制造 與安裝時必須保證間隙均勻 2 間隙對沖裁力的影響 間隙增大時 材料所受的拉應(yīng)力增大 材料容易斷裂分離 沖裁力可得到一定程 度的降低 繼續(xù)增大間隙值 會因從凸 凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不相重合的影響 沖 裁力下降變緩 當(dāng)單面間隙介于料厚的 5 20 時 沖裁力的降低并不顯著 不超過 5 10 間隙減小 材料所受拉應(yīng)力減小 壓應(yīng)力增大 材料不易產(chǎn)生撕裂 使沖 裁力增大 在間隙合理情況下 沖裁力最小 間隙對卸料力 推件力 或頂件力的影響比較顯著 間隙增大后 從凸模卸料或 從凹?？字型屏隙际×?一般當(dāng)單面間隙增大到料厚的 15 25 時 卸料力幾乎為零 但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時 因毛刺增大等因素 會引起卸料力 頂件力迅速增大 3 間隙對模具壽命的影響 沖裁過程中 凸 凹模刃口收到材料對它的作用力 其方向與圖中的方向相反 在這些力的作用下模具的實效方式一般有 磨損 崩刃 變形 脹裂 斷裂等 間隙 主要對模具的磨損和脹裂有影響 模具受到制造誤差和裝配精度的限制 間隙不會絕對均勻分布 過小的間隙會引 起沖裁力 側(cè)壓力 摩擦力 卸料力 推件力增大 甚至?xí)共牧险尺B刃口 這就加 劇了刃口的磨損 如果出現(xiàn)二次剪切 產(chǎn)生的碎屑也會使磨損加劇 間隙小 落料件 或廢料往往梗塞在凹模洞口 導(dǎo)致凹模脹裂 因此過小的間隙對模具壽命極為不利 間隙增大 可使沖裁力 卸料力等減小 從而刃口磨損減小 但是間隙過大 零件毛 刺增大 卸料力增大 反而使刃口磨損加大 所以間隙應(yīng)增大得適當(dāng) 適當(dāng)大的間隙 還可補(bǔ)償因模具制造精度不夠及動態(tài)間隙不勻所造成的不足 不至于啃傷刃口 起到 延長模具壽命的作用 綜上所述 凸 凹模之間的間隙值對零件質(zhì)量 沖裁力和模具壽命都有很大的影 響 它是沖裁工件與模具設(shè)計中的一個主要工藝參數(shù) 2 2 合理間隙值的確定 設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙 使沖裁件的斷面質(zhì)量較好 所需沖裁力較小 模具壽命高 但分別按質(zhì)量 精度 模具壽命 沖裁力等方面的要求 各自確定的合 理間隙值并不相同 考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損 生產(chǎn)中通常是選擇一 個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙 只要間隙在這個范圍內(nèi) 就能得到合格的產(chǎn)品和較長的 模具壽命 這個范圍的最小值為最小合理間隙 Z 最大值稱為最大合理間隙 Z min max 考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大 故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理 間隙值 確定凸 凹模合理間隙值有理論確定法和查表確定法 1 理論確定法 理論確定法的主要根據(jù)是保證上 下裂紋重合 以獲得良好的沖裁斷面 但由于 影響間隙值的主要因素是材料的性質(zhì)和厚度 材料愈硬愈厚 所需合理間隙值愈大 由于該計算方法在生產(chǎn)中使用不便 故目前常用的是查表確定法 2 查表確定法 下表所提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為落料 沖孔模的初始間隙 可用于一般條件下的沖裁 表中初始間隙的最小值 Z 相當(dāng)于最小合理間隙數(shù)值 而初始間隙的最大 Z 是考min max 慮到凸模和凹模的制造公差 在 Z 的基礎(chǔ)上所增加的數(shù)值 在使用過程中 由于模in 具工作部分的磨損 間隙將有所增加 因而間隙的使用最大值 即最大合理間隙 要 超過表列數(shù)值 材料 名稱 45 鋼 T7 T8 退火 65Mn 退火 磷青銅 硬 10 15 20 冷軋鋼帶 30 鋼板 H62 H68 硬 2AL2 硬鋁 硅鋼片 Q215 Q235 08 10 15 鋼 板 H62 H68 半硬 純銅 硬 磷青銅 軟 鈹青銅 軟 力學(xué) 性能 硬度 190HBW 600MPa b 硬度 140 190HBW 400 600MPa b 硬度 70 140HBW 300 400MPa b 初始間隙 Z mm 厚度 t mm Z min Z ax Z min Z ax Z min Z max 0 1 0 015 0 035 0 01 0 03 0 2 0 025 0 045 0 015 0 035 0 01 0 03 0 3 0 04 0 06 0 03 0 05 0 02 0 04 0 5 0 08 0 10 0 06 0 08 0 04 0 06 0 8 0 13 0 16 0 10 0 23 0 07 0 10 1 0 0 17 0 20 0 13 0 26 0 10 0 13 1 2 0 21 0 24 0 16 0 19 0 13 0 16 1 5 0 27 0 31 0 21 0 25 0 15 0 19 1 8 0 34 0 38 0 27 0 31 0 20 0 24 2 0 0 38 0 42 0 30 0 34 0 20 0 26 由表可知 取最小合理間隙值為 Z 0 06mm 最大合理間隙值為 Z 0 08mm min max 第三章 排樣設(shè)計與計算 3 1 排樣方法與原則 沖裁件在條料 帶料或板料上的布置方法叫排樣 排樣合理就能用同樣的材料 沖出更多的零件來 降低材料消耗 大批量生產(chǎn)時 材料費用一般占沖裁件的成本 60 以上 因此材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個重要問題 特別對貴重的有色金屬 排樣的 合理與否將影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用 沖裁質(zhì)量 生產(chǎn)率 模具結(jié)構(gòu)與壽命 生產(chǎn)操 作方便與安全等 由于產(chǎn)量大 材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 要提高材料 利用率就必須減小廢料面積 條料在沖裁過程中翻動要少 使工人操作方便 安全 減輕勞動強(qiáng)度 排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量 無論是采用有廢料或少 無廢料的排樣 根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法 排樣方法有直排 斜排 對排 多排等多種 形式的排列方式 可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用 現(xiàn)工件外形為圓形 采 用有廢料的直排法 比較方便 合理 3 2 確定搭邊值 搭邊起補(bǔ)償條料的剪裁誤差 送料步距誤差以及補(bǔ)償于條料與導(dǎo)料板之間有間隙 所造成的送料歪斜誤差的作用 使凸 凹模刃口雙邊受力 受力平衡 合理間隙一易 破壞 模具壽命與工件斷面質(zhì)量都能提高 對于利用搭邊自動送料模具 搭邊使條料 有一定的剛度 以保證條料的連續(xù)送進(jìn) 搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度 材料 種類 沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等 一般板料愈厚 材料愈軟以及沖裁件 尺寸愈大 形狀愈復(fù)雜 則搭邊值也應(yīng)愈大 搭邊的作用是使條料定位 保證零件的 質(zhì)量和精度 補(bǔ)償定位誤差 確保沖出合格的零件 并使條料有一定的剛度 不彎曲 便于送進(jìn) 并能使沖模壽命提高 手送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動 送料 料厚 a a 1 a a1 a a1 a a1 1 1 5 1 5 2 1 5 3 2 1 2 2 1 5 2 5 2 3 5 2 5 3 2 2 3 2 5 2 3 2 5 4 3 5 3 4 3 2 5 3 5 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 6 5 由查表得工件間側(cè)搭邊 a 2mm 工件件距離 a 1 5mm 1 3 3 送料步距與條料寬度的計算 采用直排的排樣方案 如圖 3 1 所示 計算沖壓件的毛坯面積 利用 cad 測量 A 1928mm2 送料步距 A 送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離 每次只沖一個零件的步距按式 A D a A 44 1 5 mm 45 5mm1 確定條料寬度的原則是 最小條料寬度要保證沖裁時零件周圍有足夠的搭邊值 最大條料寬度能在導(dǎo)料板間送進(jìn) 并與導(dǎo)料板間有一定的間隙 B D 2a mm 式中 D 零件垂直于送料方向的最大尺寸 mm a 側(cè)搭邊最小值 mm 把 D 44mm a 2mm 代入到上式中有 B 44 2 2 mm 48mm 即條料寬度為 B 48mm 圖 3 1 排樣圖 3 4 材料利用率的計算 排樣是否合理 經(jīng)濟(jì)性是否好 可用材料利用率來衡量 材料利用率通常是以一 個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示 100 100 01SAB1 式中 一個步距內(nèi)零件的實際面積 1S 2m 一個步距內(nèi)所需毛坯面積 0 A 送料步距 mm B 條料寬度 mm 帶入數(shù)據(jù)可得 100 100 88 3 ABS 219845 m 即一個送料步距內(nèi)的材料利用率 為 88 3 第四章 沖裁力計算 4 1 落料力 沖孔力 卸料力 推件力的計算 計算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī) 設(shè)計模具以及檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度 壓 力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力 以適應(yīng)沖裁工藝的需求 一般可按下公式計算 b LtFP 式中 F P 沖裁力 N L 沖裁周邊長度 mm t 沖裁料厚 mm b 抗拉強(qiáng)度 MPa 1 落料力計算 按上式 b LtF 落 式中 F 落 落料力 N L 工件外輪廓周長 mm t 材料厚度 mm t 0 5mm b 材料抗剪強(qiáng)度 MPa 由查表 MPa30b 根據(jù)零件圖可算輪廓長度 L 171 3mm t 0 5mm 代入到上式中 則 17 30 5325 7FmMPakN 落 2 沖孔力 b LtF 沖 式中 沖孔力 N 沖F L 工件外輪廓周長 mm t 材料厚度 mm t 0 5mm b 材料抗剪強(qiáng)度 MPa 由查表 MPa30b 根據(jù)零件圖沖孔的總輪廓長度 L 12 56 4 51 14 mm 101 38mm 則 10 38 53015 2FmakN 沖 孔 1 落料時的卸料力的計算 KX 卸F落 式中 卸料力 N 卸F 落料力 N 落 KX 卸料系數(shù) 查 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 表 3 11 P57 其值為 0 03 0 04 薄料取大值 厚料取小值 取 K 0 04 則 KX 0 04 25 7 KN 1 028 KN 卸F落 2 沖孔時的推件力的計算 nkT 推 沖F 式中 推料力 N 推F K1 推料系數(shù) 查 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 表 3 11 其值為 0 05 n 梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量 n h t h 為刃口部分的高 mm t 為材料厚度 mm 其中 h 4mm t 0 5mm 取 n 8 則 nkT 8 0 05 15 2 KN 6 08 KN 推F沖 沖裁時 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和 總F落 沖 卸F推 式中 沖裁力 25 7KN 沖孔力 15 2KN 卸料力 1 028KN 推料力落 沖 卸F 6 08KN 則 推F 48kN總F落 沖 卸F推 4 2 確定模具壓力中心 由于工件完全對稱 所以該模具的壓力中心即為工件的幾何中心 第五章 凸凹模的設(shè)計 沖裁件的尺寸精度取決于凸 凹模刃口部分的尺寸 沖裁的合理間隙也要靠凸 凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)的保證 正確地確定刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的 5 1 凸 凹模刃口尺寸計算原則 1 落料件的尺寸取決于凹模尺寸 沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸 因此 設(shè) 計落料模時 以凹模為基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 設(shè)計沖孔模時 以凸模為基準(zhǔn) 間 隙取在凹模上 2 考慮到?jīng)_裁時凸 凹模的磨損 在設(shè)計凸 凹模刃口尺寸時 對基準(zhǔn)件刃 口尺寸在磨損后增大的 應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值 對基準(zhǔn)件刃口尺寸 在磨損后減小 應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值 在凸 凹模磨損到一定程度 的情況下 仍能沖出合格的零件 3 確定模具刃口制造公差時 要既能保證工件的精度要求 又能保證有合理 的間隙數(shù)值 一般模具制造精度比工件精度高 3 4 級 5 2 凸 凹模刃口尺寸計算 查表得間隙值 mm mm min0 6Z max0 8Z 通過查表得凸 凹模制造公差 mm mm2 凸 2 凹 通過校核 maxin0 0 4Z 凸 凹 不能滿足 的條件 所以無法采用分開加工的方法 只能采用凹凸 ia 配合加工的方法 工件沖孔尺寸未注公差的為圓孔的尺寸 查表得 0 164 所有沖孔尺寸中 以凸模為基準(zhǔn) 屬于磨損后減小的尺寸0 164 屬于磨損后減小的尺寸 5 屬于磨損后減小的尺寸180 7 查表得磨損因數(shù) x 0 75 磨損后增大尺寸的計算公式 4max0 A 磨損后減小尺寸的計算公式 in4B 式中 x 磨損系數(shù) 為尺寸公差 帶入公式得 00 16 444 75 2 00 3518 8 10 240 507 沖孔凹模刃口與沖孔凸模刃口配作 保證間隙 min 6Z max0 8 對于外輪廓的落料 也采用配合加工的方法 其凸 凹模刃口尺寸計算如下 工件圖中未注公差可查表 尺寸偏差數(shù)值如下 以凹模為基準(zhǔn) 44mm mm 為磨損后增大尺寸 0 624 查表得 當(dāng) 時 磨損系數(shù)為 x 0 5 5 當(dāng) 時 磨損系數(shù)為 x 0 75 代入公式 40max AJ 620 134 5 9 凹 落料凸模刃口與沖孔凸模刃口配作 保證間隙 min 6Zmax0 8 5 3 凸模 凹模 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于模具需要在凸模外面裝推件塊 因此設(shè)計成直柱的形 狀 凸模示意圖如圖 5 1 所示 凹模的刃口形式 考慮到本例生產(chǎn)批量較大 所以采用刃口強(qiáng)度較高的凹模 即 圖 所示的刃口形式 根據(jù)公式 7 1 可計算落料凹模板的尺寸 凹模厚度 H Kb2 0 3 44 10 56 mm 根據(jù)公式 7 2 可計算凹模邊壁厚 c 1 5 2 H 1 5 10 56 2 10 56 15 84 21 12 mm 為了設(shè)計方便 取凹模厚度為16mm 凹模壁厚為25mm 根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長 寬的尺寸 可計算凹模長 L b1 2c 44 2 25 94 mm 可計算凹模寬 L b1 2c 44 2 25 94 mm 即 L B H 94mm 94mm 15mm 最終取整 選擇凹模的外形尺寸為L B H 100mm 100mm 16mm 本模具為復(fù)合沖裁模 因此除沖孔凸模和落料凹模外 必然還有一個凸凹模 凸 凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 5 2 所示 校核凸凹模的強(qiáng)度 按公式得凸凹模的最小壁厚 m 1 5t 0 75mm 而實際最小壁厚為 4mm 故符合強(qiáng)度要求 凸凹模的外刃口尺寸 按凹模尺寸配制 并保證雙面間隙 0 06 0 08 凸凹模上孔中心距離尺寸 32 的公差 應(yīng)比零件圖所標(biāo)精度高 3 4 級 即定為 32 0 025mm 凸模 凹模 凸凹模三個零件的示意圖如圖 5 1 圖 5 2 圖 5 3 圖 5 4 所示 圖 5 1 沖圓形孔凸模 圖 5 2 沖中心孔孔凸模 圖 5 3 凹模 圖 5 4 凸凹模 第六章 沖壓設(shè)備的選擇 由于復(fù)合模的特點 為防止設(shè)備超載 可按公稱壓力 選擇壓力機(jī) 參總壓 F3 1 照設(shè)計手冊選取公稱壓力為的壓力機(jī) 壓力機(jī)型號為 J23 10 表 6 1 為壓力機(jī) J23 40 技術(shù)參數(shù) 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 表 13 10 P389 表 6 1 型 號 J23 10 公稱壓力 kN 100 滑塊行程 mm 45 公稱壓力行程 mm 35 最大傾斜角度 35 最大閉合高度 mm 180 閉合高度調(diào)節(jié)量 mm 35 墊板尺寸 厚度 mm 孔徑 mm 35 170 模柄孔尺寸 直徑 mm 深度 mm 30 55 工作臺尺寸 前后 240 左右 370 第七章 模具主要零部件設(shè)計 7 1 定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件 定位零件的作用是使坯料或工序件 在模具上有正確的位置 定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多 用于對條料進(jìn)行定位的定位零件 有擋料銷 導(dǎo)料銷 導(dǎo)料板 側(cè)壓裝置 導(dǎo)正銷 側(cè)刃等 用于對工序進(jìn)行定位的定 位零件有定位銷 定位板等 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化 可根據(jù)坯料和工序件形狀 尺寸 精度及模具的結(jié) 構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 因為該模具采用是條料 控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板 無側(cè)壓裝置 控制條 料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距 導(dǎo)料銷精定位 而第一件的沖壓位置因為條料長 度有一定余量 可以靠操作工目測來確定 7 2 卸料 出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后 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 通常 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裝置 彈性卸料裝置和廢料切刀三種 固定 卸料裝置 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 彈簧或彈簧 組成 彈性卸料裝置可安裝于上 ?；蛳履?依靠彈簧或彈簧的彈力來卸料 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 廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷 成數(shù)塊 從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料 我通常把超過上模內(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 2 2mm 相對較薄 卸料力也 比較小 故可采用彈性卸料裝置 卸料裝置由卸料板 卸料螺釘和彈簧組成 沖制的 工件由推板 推銷和推件塊組成的剛性推件裝置 沖孔的廢料可通過凸凹模的內(nèi)孔從 沖床臺面孔漏下 7 3 卸料橡膠的設(shè)計計算 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 5mm 卸料力不是很大 故 可采用彈性卸料裝置 卸料裝置由卸料板 橡膠和卸料螺釘組成 沖制的工件通過凹 模的內(nèi)孔從沖床臺面孔漏下 卸料橡膠的設(shè)計計算 橡膠的自由高度為 4 1 工 作自 由 s4 5 3 H 其中 s1017mt 工 作 修 模 量 故 2 8自 由 橡膠的裝配高度為 0 5 9H 選擇橡膠的直徑為 30 滿足 5 1 D自 由 7 4 模架的選擇 模架是由上 下模座 模柄及導(dǎo)向裝置 最常用的是導(dǎo)柱 導(dǎo)套 組成 模架是 整副模具的骨架 模具的全部零件都固定在它的上面 并且承受沖壓過程中的全部載 荷 模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連 下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作 臺面 上 下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置 以引導(dǎo)凸模的運動 保證 沖裁過程中間隙均勻 上模座 L mm 125mHB 1254 下模座 L mm 125mHB 1253 導(dǎo)柱 d mm L mm 22 130 導(dǎo)套 d mm L mm D mm 22 70 35 上 下墊板的厚度定為 6mm 卸料板厚度取 10mm 模具的閉合高度 H 35 6 12 15 0 5 10 20 12 6 45 mm 161 5mm模 第八章 模具的裝配 調(diào)試和檢測 8 1 模具的裝配 根據(jù)復(fù)合模裝配要點 選凹模作為裝配基準(zhǔn)件 先裝下模 再裝上模 并調(diào)整間 隙 試沖 返修 具體裝配見表 7 1 表 7 1 復(fù)合模的裝配表 序 號 工序 工藝說明 1 凸 凹模預(yù)配 1 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀以及凹模形孔 是否符合圖紙 要求尺寸精度 形狀 2 將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配 檢查其間隙是否加工 均勻 不合適則應(yīng)重新修磨或更換 2 凸模 裝配 以凹?？锥ㄎ?將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中 并擰 緊牢固 3 裝配 下模 1 在下模座上劃中心線 按中心預(yù)裝凹模 導(dǎo)料板 2 在下模座 導(dǎo)料上 用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置 并分別鉆孔 攻絲 3 將下模座 導(dǎo)料板 凹模 活動擋料銷 彈簧裝在一起 并 用螺釘緊固 打入銷釘 4 裝配 上模 1 在已裝好的下模上放等高墊鐵 再在凹模中放入 0 12mm 片 然后將凸模與固定板的組合裝入凹模 2 預(yù)裝上模座 劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔 銷孔位置并鉆絞 螺孔 銷孔 3 用螺釘將固定板組合 墊板 上模座連接在一起 但不要擰 緊 4 將卸料板套裝入固定板的凸模上 裝上彈簧和卸料螺釘 調(diào) 節(jié)彈簧的預(yù)壓量 使卸料板高出凸模下端約 1mm 復(fù)查凸 凹模間隙并調(diào)整合適后 緊固螺釘 5 安裝導(dǎo)正銷 承料板 8 2 沖裁模具的調(diào)試 模具裝配以后 必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖 通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造 的不足 并找出原因給與糾正 并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理 直到模具正常 工作中沖出合格的制件為止 沖裁模具經(jīng)試沖合格后 應(yīng)在模具模座正面打上編號 沖模圖號 制件號 使用 壓力機(jī)型號 制造日期等 并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫 在模具制造中 模具零件的檢驗與模具裝配試模后的驗收是模具加工過程中的重 要工藝環(huán)節(jié) 模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞 對模具的使用壽命有著較大的影響 加 強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗 是確保模具質(zhì)量的重要手段 因此 模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中 要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制度 即 根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平 編制切合實際的質(zhì)量檢驗規(guī)程 實行以檢驗人員專職 檢驗與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗方法 嚴(yán)格按圖樣技術(shù)條件和有關(guān)工藝文件 進(jìn)行必要的檢查 在檢驗中 除了進(jìn)行工序間的檢驗和裝配后的驗收外 還加強(qiáng)各工 序?qū)嶋H操作的檢查 以督促執(zhí)行工藝規(guī)定 防止廢品的產(chǎn)生 8 3 模具的檢測 模具的檢驗與驗收和設(shè)計 制造一樣是模具制造中不可分割的部分 在模具生產(chǎn) 中起著積極的作用 是滿足現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的需要 同時 在檢測技術(shù)對于模具 制造質(zhì)量的提高 延長模具的壽命和能生產(chǎn)出高效 優(yōu)質(zhì)制品零件 有著十分重要的 意義 模具的檢測主要是檢查在設(shè)計 制造或裝配中出現(xiàn)的缺陷 并在交付客戶前做 最后的驗證 保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 模具零件加工及裝 配質(zhì)量好壞 對模具的使用壽命有著較大的影響 加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗 是確保模具質(zhì)量的重要手段 因此 模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中 要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制 度 只有這樣才能保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 其具體方法可 詳細(xì)查 8 2 所示 表 8 2 模具中常見缺陷和調(diào)整方法表 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 沖件毛刺過大 1 刃口不鋒利或淬火硬度不夠 2 間隙過大或過小 間隙不均 勻 1 修磨刃口使其鋒利 2 重新調(diào)整間隙 使其均勻 沖件不平整 1 凸模有倒錐 沖件從孔中通 過時被壓彎 2 頂出件與頂出器接觸零件面 積 1 修磨凹?？?去除導(dǎo)錐現(xiàn)象 2 更換頂出桿 加大與零件的接 觸面積 尺寸超差和形 狀不準(zhǔn)確 凸模 凹模形狀及尺寸精度差 修整凸模 凹模形狀及尺寸 使其 達(dá)到形狀及尺寸精度要求 凹模被脹裂 1 凹模孔有倒錐度形象 2 凹?？變?nèi)卡住廢料 1 修磨凹?？?消除倒錐現(xiàn)象 2 修抵凹模孔高度 凸 凹模刃口 相咬 1 上 下模座 固定板 凹模 墊板等零件安裝基面不平行 2 凸模 導(dǎo)柱 導(dǎo)套與安裝基 面不垂直 1 調(diào)整有關(guān)兩件重新安裝 2 重新安裝凸 凹模 使之對正 3 調(diào)整其垂直度重新安裝 4 更換導(dǎo)柱 導(dǎo)套 送料不暢通 有時被卡死 1 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或 有斜度 2 凸模與卸料板之間的間隙太 大 致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞 1 粗修或重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板 2 減小凸模與導(dǎo)料板之間的配合 間隙 或重新調(diào)整澆注卸料板孔 3 重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板 使之平 行 第九章 模具材料的選用要求和選擇原則 利用模具生產(chǎn)制品零件 其模具質(zhì)量的好壞 壽命的長短 直接關(guān)系到產(chǎn)品制造 精度 性能和成本 是提高勞動生產(chǎn)率 降低消耗 創(chuàng)造效益 盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場 的重要性條件 而模具的質(zhì)量 使用壽命 制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計 時對模具材料的選用 熱處理工藝要求 模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面 質(zhì)量要求 9 1 冷沖模材料的選用要求 冷沖模材料應(yīng)具有的性能 冷沖模包括沖裁模 彎曲模 拉深模 成形模和冷擠壓模等 冷沖模在工作中承 受沖擊 拉深 壓縮彎曲 疲勞磨擦等機(jī)械的作用 模具常常發(fā)生脆斷 堆塌 磨損 啃傷和軟化等形成的失效 因此 作為冷沖模主要材料的鋼材 應(yīng)具有的性能 1 應(yīng)具有較高的變形抗力 主要抗力指標(biāo)包括淬火 回火抗壓強(qiáng)度 彎強(qiáng)度等 其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo) 高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件 工作 零件熱處理后的硬度在 60HRC 強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力 2 應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 斷 裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性 也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù) 其基體中碳含量越高沖擊韌性越高 故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切 模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具 都需要有較高的韌性 3 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能 對于在一定條件下工作的模具鋼 為了提 高耐磨性 需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下 提高 鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞 如模具長期使用有刮痕凹槽等 4 應(yīng)具有較好的冷 熱加工工藝性 鋼材的加工性能包括可鍛性 可加工性 淬 透性 淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等 以方便模具的加工 易于成形及 防止熱處理后變形等 9 2 材料的選擇原則 1 要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料 要選擇滿足模具零件工作 要求的最佳綜合性能的材料 2 要針對模具的失效形式選用鋼材 鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括 為防模具開裂 要選用韌性好的材料 為防磨損 應(yīng)選用合金元素高的材料 對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料 為保持鋼材硬度能力 要選用耐回火性高的含鉻 鉬合金鋼 為防熱處理變形 對于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高 淬透性好的高合金材料 3 要根據(jù)制品批量大小 以最低的成本的選材原則選用 對于需沖壓數(shù)量較多模具 一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼 而數(shù)量少的則采用碳素鋼 以 降低成本 4 要根據(jù)沖模零件的作用選擇 凸模凹模鋼材選用 對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬 而 對于支撐板 卸料零件 導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材 5 要根據(jù)沖模精密程度選用 在制造小型精密模具而又復(fù)雜時可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作 而對于比較簡單 形狀 精度有要求不高的模具應(yīng)選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼 第十章 繪制模具總裝圖及零件圖 運用 Auto CAD 軟件 按照上述幾章設(shè)計的尺寸 繪制模具裝配總圖及各零件圖 總裝配圖按照 0 圖紙繪制 零件圖則按照其它型號的圖紙繪制 圖樣幅面應(yīng)符合國家 GB4457 1 84 先繪制裝配草圖 經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可 才進(jìn)行正式圖的繪制 繪圖過程中嚴(yán)格按照 國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制 10 1 裝配圖繪制 裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖 剖視圖 一般主視圖和 俯視圖應(yīng)對應(yīng)繪制 還要注明必要尺寸 如模具高度 輪廓尺寸以及裝配保證的有關(guān) 尺寸和精度 畫出排樣圖 填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求 裝配結(jié)構(gòu)圖如圖 9 1 圖 10 1 模具總裝圖 10 2 模具零件圖的繪制 見附圖 參考文獻(xiàn) 1 張超英 沖壓模具與制造 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1999 7 2 羅學(xué)科 模具識圖與制圖 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2001 4 3 王新華 沖模設(shè)計與制造實用計算手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 5 4 萬本善 實用沖模結(jié)構(gòu)圖解與沖壓新工藝詳圖及常用數(shù)據(jù)速查速用手冊 北京 科大電子出版社 2001 8 5 齊衛(wèi)東 冷沖壓模具圖集 北京 北京理工大學(xué)出版社 2000 9 6 王立剛 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 11 7 薛啟翔 沖壓工藝與模具設(shè)計實例分析 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 5 8 郝濱海 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 6 9 宛強(qiáng) 沖壓模具設(shè)計及實例精解 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 8 10 模具實用技術(shù)叢書編委會 沖模設(shè)計應(yīng)用實例 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 4 11 成虹 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京 高等教育出版社 2006 7 12 高錦張 塑性成形工藝與模具設(shè)計 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 9 13 翁其金 沖壓工藝及沖模設(shè)計 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 7 14 甄瑞麟 模具制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)與范例 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2009 1 15 張水忠 擠壓工藝及模具設(shè)計 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2009 2 16 張如華 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京 清華大學(xué)出版社 2006 3