沖裁模復合模模具設計

任務：沖裁模的設計名稱：墊片材料：45 鋼（冷軋，退火）料厚：1mm批量：100 萬件/年零件見圖 1-111一、墊片沖壓工藝分析1、產(chǎn)品結構形狀分析由圖 1-1 可知，產(chǎn)品為圓片沖孔。產(chǎn)品形狀簡單對稱，無狹槽、尖角；孔與孔之間、孔原零件邊緣之間最小距離c滿足 c>1.5t 要求。2、產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析要求普通沖裁件的尺寸精度低于IT13 級，現(xiàn)在產(chǎn)品的射擊精度低于 IT13 級，所以尺寸精度滿足要求。沖裁件斷面質量。因為一般用普通沖裁方式?jīng)_2mm 以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra 可達 12.53.2um,毛刺允許高度為 0.010.05mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴格的要求，所以只要模具精度達到一定要求，沖裁件的斷面質量可以保證。3、產(chǎn)品材料分析對于沖壓件材料的一般要求力學性能是強度低、塑性高，表面質量和厚度公差符合國家標準。本設計的產(chǎn)品材料是45 鋼，屬于優(yōu)質碳素結構鋼，其力學性能是強度、硬度和塑性指標適中，經(jīng)退1火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對于厚度和表面質量沒有嚴格的要求，所以盡量采用公家標準的板材，期沖裁出的產(chǎn)品的表面質量和厚度公差就可以保證。經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。4、產(chǎn)量100 萬件 /年。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領100 萬件 /年可知，產(chǎn)品批量為大批量，很適合采用沖壓加工方法，最好采用復合模或連續(xù)模，若是能加上自動送料裝置，會大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未標注公差，可按 IT14 確定工件尺寸公差。查標注公差數(shù)值表（GB/T 1800.31998）各尺寸公差為二、墊片沖壓工藝方案的確定和模具結構類型該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案：先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。落料沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。沖孔落料連續(xù)沖壓，采用基金膜生產(chǎn)。方案模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結構2簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要應采用復合沖裁和級進沖裁方式。為更好地保證尺寸精度，最后確定用復合沖裁的方式進行生產(chǎn)。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以復合模采用倒裝復合模及彈性卸料板和定位定方式定位。三、排樣設計查表確定搭邊值：兩工件的搭邊： a=1.5mm；工件邊緣搭邊： a1=1.8mm；步距： 33mm；調料寬度B=（L+2a1+ ） 0 -=（23+2*1.8+0.5）0 -0.5=27.10 -0.5進行圓整，取B=30mm確定后排樣圖如圖 1-2 所示。圖 1-2一個步距內的材料利用率n 為：n=A/(BS)*100%=529.14/707.9*100%=74.75%四、沖壓力與壓力中心計算1、沖壓力沖裁力： Fc=K LtTb3因為使用的材料是45#鋼，所以可以通過機械設計手冊可以查得45#鋼的抗剪強度為Tb=370MPa。由零件圖可以計算得知：L 落料 =87.41mmL 沖裁 =81.68mm則 L= L 落料 +L 沖裁 =（ 87.41+81.68）mm=169.09mm又因為 K=1.3；因此可以的以下等式：Fc 落料 =K L 落料 tTb =（）N=42.05kNFc 沖孔 = K L 沖孔 tTb=（）N=39.29kNFc= K LtTb=（）N=81.33kN估算卸料力表 1-1材料厚 t/mmKxKtKd鋼0.5-2.50.04-0.050.0550.06Fx=K x*F c查表 1-1 可知卸料力系數(shù) K x=0.05所以Fx估算推件力Ft=n*K t* Fc 沖孔查表可知推件力系數(shù)K t=0.055。假設 n=4，則可得：Ft=8.64kN估算頂件力Fd=K d* Fc 落料查表可知 K d=0.06 所以可得Fd沖裁工序力計算4因為零件的成型方式是使用復合模，所以沖裁工序力為：F= Fc+ Fx+ Ft+ Fd=(81.33+4.07+8.64+2.53)kN=96.57kN2、壓力中心的計算由于該零件的幾何形狀比較簡單，可以很明顯的看出，該零件的壓力中心就在幾何中心。五、計算沖模刃口尺寸1、查課本表 2 13，確定沖裁間隙為Zmin =0.27mm,Zmax=0.31mm2、計算落料刃口尺寸。（尺寸的分類見下圖）采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準，凸模尺寸按相應的凹模尺寸進行配制，保證雙面間隙為 0.27 0.33mm。查課本表 2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為x=0.5 。落料刃口尺寸均為 A 類尺寸， d = /4 ，按式（ 2-12 ）得到：A2=(A2max-x2 ) 0 +2/40+0.52/4=23.26 0+0.13 mm5為保證 R3.5 與尺寸 7 的輪廓線相切， R3.5 的凹模尺寸，取尺寸7的一半，公差也取一半，故有：A1=(A1max-x1 ) 0 +1/4=（）0+0.18/4=3.590+0.045 mm3、計算沖孔刃口尺寸。仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準，凹模尺寸按相應的凹模實際尺寸進行配制，保證雙面間隙為0.22-0.26mm。查課本表 2-15，得磨損系數(shù) x=0.5 。取 d = /4 ，按式（ 2-13 ）得B =(B+x3)0/411min - 3=（）0 -3/4=17.790-0.108mmB =(B+x4)022min- 4/4=(3.7+0.5*0.3)0-0.3/4=3.850-0.075mm在沖壓過程中，不隨磨損變化的尺寸，按式（2-14 ）計算得C=（Cmax-/2 ）± /8=(28.52- 0.52/2) ±(0.52/8)=28.26±0.065mm六、確定各主要零件的結構尺寸1、凹模外形尺寸的確定凹模厚度 Ha的確定，由式（ 2-30 ）得Ha=(0.1F) 1/3 =24.19mm查表圓整取標準值Ha=25mm根據(jù)式（ 2-31 ）, 計算凹模壁厚 c=1.3Ha=32.5mm, 查資料圓整取值c=33.5mm凹模寬度 B 的確定 :6B=b+2c=23+2*33.5=90凹模長度 L 的確定：L=l+s+2c=（30+33+2*33.5 ）mm=130mm根據(jù) GB/T 80571995，確定凹模的外形尺寸為 140*100*20 2、凸模長度尺寸的確定。由式（ 2-29 ）可知，采用彈性卸料時凸模的長度為L=h1+h2+t+A。其中，導料板厚度h1=12mm，卸料板厚度 h2=18mm，A 由 3 部分組成：閉合狀態(tài)時固定板和卸料板之間的距離，凸模的修磨量，凸模進入凹模的距離 0.5-1mm。A 相對要長一些，要考慮彈性元件的壓縮量。此處取A=22mm，則L=12+18+1+22=53mm6、其它模具零件結構尺寸根據(jù)倒裝復合模形式特點：凹模板尺寸查標準 JB/T-6743.1-94, 確定其他模板尺寸列于下表根據(jù)模具零件結構尺寸, 查標準 GB/T2855.5-90 選取后側導柱125×25 標準模架一副。7、壓力機的選用7選用壓力機的公稱壓力應大于沖裁工序力，即Fp1.2F=115.88kN;最大閉合高度應大于沖裁模閉合高度5mm；工作臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。綜上所述，查表1-5 ，可選擇用 J23-25 開式雙柱可傾式壓力機，并需要在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可以配制。七、模具總裝配圖工作原理：當模具處于開口狀態(tài)時，放入毛坯板，并使用活動擋料銷16 定位。固定好毛坯以后，啟動壓力機，此時彈性卸料板17 壓緊毛坯。下一步?jīng)_裁時，凸模 5 和凸凹模 2（做沖孔凹模）完成沖孔工序；凹模3 和凸凹模 2（做落料凹模用）完成落料工序。沖孔廢料有凸凹模的?？字苯勇┫?，制件被凸凹模頂入落料凹模，再由推件塊11 推出。89