沖孔落料級進模具說明書

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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：設計任務 (3) 第三部分：1、主要設計計算 (4) 2、 模具總體設計 (8) 3、 主要零件設計 (8) 4、 模架及其他零件的設計 (14) 5、 沖壓設備選定 (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力超過其屈服極限， 使材料經 過塑性變形后成一定的形狀。諸如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉、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 復合在一套模具上沖壓便構成連續(xù)沖壓與復合沖壓工序。 上述各種沖壓變形工序所用的模具，雖然結構千變萬化，但仍然可按其沖壓 過程的動作特征、主要結構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 等屬于沖裁式復合模。 3） 復合模 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，根據這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復合模、綜合式 復合模兩種。只

4、完成沖裁作業(yè)的復合模，最常見的是沖孔一落料復合模。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 形工步的復合模，通稱其為綜合式復合模、多工位連續(xù)式復合模。 綜合以上，此次選擇級進模具合適。 2. 設計注意問題 在繪制沖?？傃b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)定使用的沖壓設備及其主要技術規(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，作為選用標準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。即便選用標準典型組合，也必須考慮上述參數給予銜接； （2） 注意設

5、計合適的凹模結構形狀，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，除在結構上采取加固措施外，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 具聯動的機構，與模具主沖壓動作的協(xié)調、配合。必要時可先設計并繪出各機構 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準工作零件即非圓形凸、凹模的制造方法。沖模的 標準零部件，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、凹模以及其他復雜的非標準凸、凹模的制造方法。 首先應該將需要加工的凸、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：設計任務 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：設計過程 一、主要設計計算 (1)、排樣方式的確定及其計算： 排樣是模具設計的核心部分，是級進模設計的重要依據。條料 排樣圖的設計

7、可以確定以下內容：第一，模具的工位數和各工位的工 序內容；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；導料的方式、彈頂器的設置 和導正銷的安排；基本確定模具結構。排樣圖設計的好壞，對模具設 計影響很大，因此要設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，由右設計總裁工 位，向左設計成形工位，然后根據實際情況逐步修改。 2) 考慮增加模具強度必需的工位。連續(xù)模拉深次數較多時，在 首次拉深后加上備用空工位，以便增加拉深次數。 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濟效果，也影 響工件的性能。 5) 彎曲件的毛刺，應位于內側。 6) 考慮要不要側刃切邊。薄料采用導正銷，可以不切邊。對于 厚料或重料的條料，為避免導正銷折斷，需要切邊。 7) 合理安排導正銷。 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。 設計級進模，首先要設計條料排樣圖。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%工件排樣根據落料工序

9、設計，考慮操作方便及模具結構簡 單，故采用單排排樣設計，采用手工送料，采用導料板導料、擋料銷 擋料。由表2— 5 (見沖模工藝與模具設計一書)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 導料板的導料尺寸：Bi =B+Ci =43+仁44.6mm采用無側壓裝 置,條料與導料板間間隙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。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 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料板， 無側壓裝置。控制條料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷 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，所以采用下出件比較便于操 作與提高生產效率。 4）導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整，該級進模采用中 間導柱的導向方式。 三、 主要零部件設計： （1）工作零件的結構設計 ① 落料凸模 結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成鑲拼式采用 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 具體結構如下： 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孔的凸模結構如下圖： L■- ③ 凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加 工，安排凹模在模架上的位置時，要依據計算壓力中心的數 據，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結構如下圖： X jf J (2) 定位零件的設計 落料凸模下部設置一個導正銷，沖槽凸模下設置一個導正 銷。導正應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和

16、裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm，所以導正銷直線 部分的長度為1.8mm導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模 端面，導正銷導正部分與導正孔采用 H7/h6配合。 起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規(guī)格 為 8 X 16。 (3) 導料板的設計 導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條 料之間的間隙取1mm這樣就可確定了導料板的寬度，導 料板的厚度按表選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度 為40?45HRC用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進 料端安裝有承料板。 (4) 卸料部件的設計 ①卸料板的設計 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卸料螺釘的選用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm 螺紋 部分為M10X 10mm卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。 卸料螺釘擰緊后，應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整。 (5) 模架及其它零部件設計 該模具采用后導柱模架，這種模架的導柱在模具后側 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，選擇模架規(guī)格。導柱d/mmK L/mm 為 40 X 230;導套 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。 根據主要工作部分尺寸、結構以及彈性元件的尺寸，參照 有關資料，可選取〔級精度的后側導柱模架(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。都需要根據實際情況來確定。使其能滿足該模 具的一些相應條件。 五、 模具總裝圖： 見總裝配圖 六：沖壓設備選定 壓力機的選擇 根據沖壓力的計算選擇壓力機型號為 JB23--40其部分技術規(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