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、3.5+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)模進料步距為32mm。條料寬度按相應(yīng)的公式計算：B=(D+2a)- 查表 =0.6B=(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+PtP=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=KLt 查=300MPa=2.22（58-16）+2（30-16）+16*2*300/10000=12.6 (t)P2=2.2*4*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=0.055Pt=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0.250.36mm。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0.250.36mm。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58-0.7438-0.6230-0.5216-0.44R857.6+0.1837.7+0.1629.7+0.1316.8+0.11R7.9+0.06凸模尺寸按實際尺寸配置，保證雙邊間隙 0.250.36mm沖孔3.5+0.3凹模尺寸按凹模實際尺寸配置，保證雙邊間隙0.250.36mm3.65-0.08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=140.055L17=170.44/8=170.0555. 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=184750NH=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=1.5HB2=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。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165Mn2螺釘145HRC40453下模座11HT2004凹模1T10AHRC58625螺釘445HRC40456承導(dǎo)料1457導(dǎo)料板245HRC40458始用擋料銷1459導(dǎo)柱220滲碳HRC566010導(dǎo)套220滲碳HRC586211擋料釘14512卸料板1Q235(A3)13上模座1HT20014凸模固定板14515落料凸模1T8AHRC566016沖孔凸模1T8AHRC566017墊板145HRC404518定位銷145HRC404519導(dǎo)正銷145HRC404520模柄1Q235(A5)21防轉(zhuǎn)銷145HRC404522內(nèi)六角螺釘M12701045HRC404523圓柱銷12n6100645HRC404524內(nèi)六角螺釘M1270145HRC4045（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12345678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1234567