落料沖孔復(fù)合模說明書

1、目 錄1工藝性分析11.1零件圖分析11.1.1 零件結(jié)構(gòu)分析11.2零件工藝性分析11.2.1 尺寸精度11.2.2 材料要求12工藝方案的確定22.1 沖壓基本工序的確定22.1.1 工序數(shù)目的確定22.1.2 沖壓工序順序的確定22.2 沖壓方案的比較確定22.2.1 方案的比較22.2.2 方案的確定33工序設(shè)計(jì)和工序尺寸計(jì)算43.1 毛坯尺寸的計(jì)算43.2工序設(shè)計(jì)尺寸及其計(jì)算53.2.1 工序尺寸計(jì)算53.2.2 各步工序簡圖及尺寸54工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算74.1 落料模刃口尺寸計(jì)算74.1.1 落料凹模刃口尺寸計(jì)算7落料凸模刃口尺寸74.2 排樣設(shè)計(jì)74.2.1 沖裁件的排樣74.2.2

2、 搭邊84.3 沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算84.3.1 沖孔凸模刃口尺寸84.3.2 沖孔凹模刃口尺寸94.4 拉深工作部分尺寸計(jì)算94.4.1 拉深模工作部分尺寸計(jì)算9拉深凸凹模的圓角半徑104.5 凸模和凹模外形尺寸及結(jié)構(gòu)形式的確定104.5.3 沖孔凸模外形結(jié)構(gòu)124.5.5 彈性元件計(jì)算135模具整體結(jié)構(gòu)的確定165.1 模具類型選擇165.2 操作方式選擇165.3 材料送進(jìn)方式選擇165.4 卸料和推件及壓邊裝置的選擇175.4.1 卸料裝置175.4.2 推件裝置175.5 導(dǎo)向裝置的選擇175.5.1 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)175.5.2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸175.5.3 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)186

3、選用設(shè)備196.1 壓力機(jī)選擇196.2模柄的選用19附 錄21附錄A 沖壓工藝卡片21參考文獻(xiàn)221 沖壓件的工藝分析1.1 工藝性分析1.1.1 零件材料分析沖壓件名稱：彈簧座片拖拽裝置材料：A3鋼料厚：2 圖1.1 零件圖Q235（A3）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普板是一種鋼材的材質(zhì)。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的235，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在235左右。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。這是等級的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已！A，B，C，D，所不同的，指的是它們性能中沖擊溫度的不同。分別為：Q235A級，是不做沖擊；Q2

4、35B級，是20度常溫沖擊；Q235C級，是0度沖擊；Q235D級，是-20度沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同。元素含量：A、B、C、D硫含量依次遞減；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少Q(mào)235各個(gè)級別的化學(xué)成份：Q235分A、B、C、D四級(GB700-88)Q235A級含 C 0.140.22% Mn 0.300.65 Si 0.30 S 0.050 P 0.045Q235B級含 C 0.120.20% Mn 0.300.67 Si 0.30 S 0.045 P 0.045Q235C級含 C 0.18% Mn 0.350.80 Si 0.30 S 0.040 P

5、0.040Q235D級含 C 0.17% Mn 0.350.80 Si 0.35 S 0.040 P 0.035就其脫氧方法而言，可以采用F,b,z分別表示為沸騰鋼、平鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，塑性和韌性較差。用這種材料制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動(dòng)力載荷作用時(shí)接頭容易出現(xiàn)裂縫。不宜在低溫下工作，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生硬化現(xiàn)象。相比之下，鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu)而勻，塑性和韌性都好。Q235的機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度（b/MPa）：375-500伸長率（5/%）：26（a16mm）25（a>16-40mm）24（a>40-60mm）23（a>60-100mm）22（a>100-150mm）21（a

6、>150mm）其中 a 為鋼材厚度或直徑。在板材里，是最普通的材質(zhì)，屬普板系列。過去的一種叫法為：A3。1.1.2 零件形狀與尺寸分析1形狀分析沖壓件的外輪廓是由四個(gè)直徑相等的圓弧和四條直線組合而成的，所以曲線不多，形狀規(guī)則，是簡單的外部輪廓。內(nèi)部有圓孔，是規(guī)則的形狀。所以該件的沖壓模具的落料模稍復(fù)雜，而沖孔模則簡單.。另外，沖裁件輪廓圖形上，直線與直線用圓弧過渡。這樣不僅使模具制造簡單，模具磨損慢，而且減少了模具制作工序，提高了生產(chǎn)效率。2尺寸精度沖裁尺寸精度主要與模具的制造精度、材料的力學(xué)性能、制件的相對厚度和沖裁件的尺寸和形狀有關(guān)。一般沖裁件的尺寸精度可達(dá)IT10IT12級，高精度

7、可達(dá)IT8IT10級。但因?yàn)闆_裁件的尺寸精度受模具制造精度的影響，所以沖裁件的公差等級不能太高，一般來說不高于IT11級，本次沖壓工件的尺寸精度要求為IT12級，且部分尺寸公差已經(jīng)給出。1.1.3 沖裁件的成型性分析1.沖裁件的圓角沖裁件的最小允許圓角半徑與材料的厚度及種類等因素有關(guān)。一般情況下，應(yīng)使 式中 R 圓角半徑（）； t 材料厚度（）。將沖壓件厚度t=2代入計(jì)算得知R>(0.51)×2=12mm工件的最小圓角半徑為R10，滿足要求。2.最小孔直徑?jīng)_孔工件孔的尺寸不能過小，否則沖孔凸模會(huì)很快損壞或折斷?？椎臉O限尺寸與材料性質(zhì)、料厚及孔的形狀等因素有關(guān)。一般無護(hù)套的凸模沖

8、孔時(shí)，根據(jù)沖孔形狀、材料及料厚查得，2的硅鋼片的最小凸模尺寸應(yīng)滿足 式中d 沖孔件的孔徑（）；t 材料厚度（）。代入數(shù)據(jù)得 d1.5t=1.5×2=3mm工件的孔徑為10，滿足要求，可以沖孔。3.沖裁件的孔間距與孔邊距為了保證沖裁模的強(qiáng)度及沖裁工件的質(zhì)量，沖裁件的孔間距及孔到工件外邊緣的距離不能過小，一般要大于2 t，并不得小于34。如果小于上述距離，則孔形或工件邊緣將會(huì)產(chǎn)生變形。本次需要沖裁的工件有四個(gè)孔，孔到邊緣的距離約為5，大于4，所以滿足要求。1.2 工藝方案1.2.1 工序分析 從沖件形狀來看，該件需要的工序有下料、落料、沖孔。1.2.2 方案分析1分析沖件外形，可以采用的

9、模具加工方案有：（1）單工序加工，即落料與沖孔，在兩套模具上完成。（2）復(fù)合模加工，即落料、沖孔在同一模具中進(jìn)行加工，兩個(gè)工序在壓力機(jī)壓下時(shí)一步完成。（3）連續(xù)模加工，即落料、沖孔在一套模具中加工，但兩個(gè)工序在壓力機(jī)兩次行程中分步進(jìn)行2方案分析單工序模在壓力機(jī)一次行程中只能完成一道工序，若采用方案（1），則需要做兩套模具，雖然模具加工形狀簡單，但在很大程度上提高了成本，增長了生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)率，所以不采用該方案。復(fù)合模中落料、沖孔在壓力機(jī)一次行程中完成，模具結(jié)構(gòu)比單工序模具稍復(fù)雜，但生產(chǎn)率可顯著提高。由于連續(xù)模需要導(dǎo)正銷定位，且直徑應(yīng)大于25，條料厚度一般不小于0.3，否則孔的邊緣可能被導(dǎo)正

10、銷壓彎而起不到導(dǎo)正和定位作用，有要沖壓的零件材料厚度為0.35，屬于薄料類。另外，對于窄長形零件或落料凸模尺寸不大是，為了避免凸模強(qiáng)度過渡減弱，一般都不使用導(dǎo)正銷，而改用側(cè)刃來定距。但若采用側(cè)刃的話，與尺寸相對較小的沖壓件來說，在很大程度上降低了材料利用率。所以方案（3）不宜采用。3確定方案經(jīng)過上述分析，確定模具方案為落料、沖孔復(fù)合模。1.3 工序設(shè)計(jì) 由前面的分析，可確定工件的工序?yàn)橄铝?、落料和沖孔。工件尺寸竟過必要的公差換算，得到簡要的工序圖1.2 圖1.2 沖壓工序圖1.4 工藝計(jì)算1.4.1 材料排樣與裁板寬計(jì)算 1.排樣由于沖件輪廓呈規(guī)則形式，適合采用少廢料排樣，所以用直排形式進(jìn)行排

11、樣。，具體方案有兩種，如圖1.3 (1) (2) 圖1.3 排樣方法由手冊查得搭邊值a1=b1=2.5mm a2=2mm。 由于工件的尺寸不大，為使送入的料不至于太窄而影響到材料利用率和沖裁件質(zhì)量，選用方案二的排樣方法。 2.條料寬度的確定由于沖裁件材料厚度為2，屬于較薄材料，且沖裁件尺寸不大，用導(dǎo)正銷定位時(shí)不易保證凸模強(qiáng)度，所以定位零件不用定位銷。若采用側(cè)刃定位，在工件尺寸不大的情況下又會(huì)極大地降低材料利用率，考慮到工件的尺寸精度要求不是太高，且落料沖孔復(fù)合模已經(jīng)可以在一定程度上保證精度要求。所以，可直接用擋料銷對料進(jìn)行定位和導(dǎo)向，不用導(dǎo)正銷和側(cè)刃裝置。條料寬度的計(jì)算公式可用 B=（Dmax

12、2a）0- 式中 Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a 沖裁件之間的搭邊值； 板料剪裁下的偏差；B=502×2.5=550-0.6mm故條料寬度為55mm。彈性元件計(jì)算沖裁模中常采用橡皮作為彈性元件。因?yàn)槠湓试S承受的負(fù)荷比彈簧大，而且安裝調(diào)整也方便，對于卸料或推件常采用較硬的橡皮。其選用原則是依據(jù)工藝力（卸料力、推件力或頂件力等）的大小及壓縮行程的要求。1.高度計(jì)算 （1.4） （1.5）式中H0 橡皮自由高度（）；H預(yù) 橡皮預(yù)壓縮量（）；H1 橡皮工作行程（）。根據(jù)料厚取參考值H1=2，則H0=6.78，取H0=8H預(yù)=（0.10.15）H0=0.81.2，取H預(yù)=1壓縮量選用

13、橡皮時(shí)要注意橡皮高度與直徑比要滿足，從而可知 取D=16則每個(gè)橡膠的面積 2.面積計(jì)算查得橡皮單位壓力 所需要的卸料力 需要的橡皮橫截面積 3.面積補(bǔ)充根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特征可知需要4個(gè)空心橡膠，但面積仍不滿足要求，所以需要另外加橡膠以達(dá)到所需的卸料力。下面確定需添加的橡膠直徑及個(gè)數(shù)：（1）高度計(jì)算在固定板與卸料板之間加工小凹槽對橡膠進(jìn)行定位，設(shè)凹槽深度為2，則橡膠被壓縮后高度H2為10，求出自由高度為12。（2）面積計(jì)算由得，考慮模具結(jié)構(gòu)與平衡性取2個(gè)直徑為的橡膠。則橡膠的橫截面積 從而，橡膠總面積為滿足面積要求。沖壓工藝計(jì)算1.沖壓力的計(jì)算考慮到模具刃部被磨損，凸模與凹模間隙不均勻和波動(dòng)材料的力

14、學(xué)性能的波動(dòng)幾材料的厚度偏差等各種因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按以下公式： （1.6）式中 P 沖裁力（N）； L 沖裁剪切周邊長度（）； 沖裁件材料厚度（）； 被沖材料的抗剪強(qiáng)度（）； K 系數(shù)，一般取1.3。為便于計(jì)算，可取=310380N/mm2取=350 N/mm2通過計(jì)算得到 L=302.8mm。代入數(shù)據(jù)得落料力： =1.3×302.8×2×350=275.5kN =kN 2.卸料力、頂件力和推件力沖裁件在沖裁過程完成后，材料會(huì)沿徑向產(chǎn)生彈性回復(fù)，使處于凸模周邊材料緊箍在凸模上。而沖斷后落如凹模的材料則因彈性回復(fù)而梗塞在凹模內(nèi)。從凸模上將工件（或廢料）卸

15、下來的力稱為卸料力；從凹模內(nèi)向沖裁反方向?qū)⒐ぜɑ驈U料）頂出的力稱為頂件力；從凹模內(nèi)順沖裁方向?qū)⒐ぜɑ驈U料）推出的力稱為推件力；卸料力、頂件力和推件力用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 式中 分別為斜料力、頂件力和推件力系數(shù)?？捎杀?-22 ，查出=0.040.05，取=0.050 ；=0.005；=0.06代入數(shù)據(jù)得： P卸=0.05×389.5=19.5KNP頂=0.06×389.5=23KN P推=5×0.005×389.5=97KN由以上數(shù)據(jù)求和即可得出即P總=P+ P卸+P頂+P推=389.5+97+23+19.5=529kN3.沖裁功的驗(yàn)算平刃沖裁時(shí)

16、，沖裁功按以下公式計(jì)算： （1.10）式中 平刃沖裁功 ； 平刃沖裁時(shí)的總沖裁力（）； 沖裁件的材料厚度 ； 系數(shù)，取0.63。代入數(shù)據(jù)得 A=mpt/1000=0.63×389500×2/1000=490.77N m壓力中心計(jì)算 沖裁合力的作用點(diǎn)稱為沖模的壓力中心。設(shè)計(jì)沖裁模時(shí)應(yīng)該使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，即沖模的模柄中心應(yīng)該與沖模的壓力中心一致，以保證沖裁模在壓力機(jī)上正常、平衡地進(jìn)行沖制工作。 由于本沖件是關(guān)于原點(diǎn)對稱的，圓孔的壓力中心就在圓心處，所以該沖裁模的壓力中心就是圓心，即對稱中心。沖模工作零件計(jì)算1. 刃口部分尺寸計(jì)算由表3-2查得，該沖裁模初

17、使用間隙為： ，Zmin=0.33mm Zmax=0.39mm計(jì)算前需要將沖壓件的尺寸換算成標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注形式。沖壓件外輪廓形狀較復(fù)雜，標(biāo)注尺寸家譜多，且零件材料較薄，所以落料模采用凸凹模配制加工的方法。沖孔模用分開加工的方法。故：由查得原始數(shù)據(jù)的其他計(jì)算參數(shù)表1.1 沖壓件參數(shù)工序工件尺寸/ 落料磨損變 大 100-0.36 0.024 0.024 0.36 1100-0.52 0.024 0.036 0.52 0.024 0.036 0.36無增減尺寸 90+0.1-0.1 0.1 30+0.1-0.1 0.1沖孔 10+0.240 0.024 0.036 0.24（1）落料 Cd=(Cmin

18、+0.5 ) ± /8 式中 ,Cd 凹模刃口尺寸（）； A , C 工件基本尺寸（）; 工件公差（）； 凹模制造公差（）。由表查得：x=0.5。半徑10 凹模刃口尺寸：A1d =(A1-x)0+=(10-0.5×0.36) 0+=9.82 0+0.036mm凸模刃口尺寸：長度110凹模刃口尺寸：A2d=(A2-x) 0+=(110-0.5×0.52) 0+=109.740+0.036mm凸模刃口尺寸：=長度50凹模刃口尺寸：A3d=(A3-x) 0+= (50-0.5×0.36) 0+=49.820+0.036mm凸模刃口尺寸：落料凸模各部分尺寸保證模

19、具間隙進(jìn)行加工。（2）沖孔凸模刃口尺寸： dp=(dmin+ x)=(10+0.5×0.24)0-0.024=10.120-0.024mm凹模刃口尺寸： dd= (dp+Zmin)=(10.12+0.33)0+0.036=10.450+0.036mm（3） 空心距2.外形尺寸沖裁模的外形尺寸主要是厚度與高度方向的尺寸。其高度尺寸在保證強(qiáng)度要求的情況下可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架上各板厚來確定，厚度則通過強(qiáng)度計(jì)算確定。（1）凹模尺寸凹模厚度：H=kb=1100.28=30mm。凹模編壁厚：C（1.52）H=（4560）mm。凹模板邊長：L=b+2c=200mm。查表得：凹模板寬度為200mm。凹模

20、外形為：。經(jīng)調(diào)整，凹模各部分尺寸見圖1.4。 圖1.4 凹模 （2）凸模尺寸凸模長度根據(jù)模架確定，具體尺寸如圖1.5。 圖1.5 凸模（3）凸凹模尺寸高度方向尺寸標(biāo)準(zhǔn)模架中已經(jīng)給出，其余部分尺寸如圖1.6。 圖1.6 凸凹模2 確定模具總體結(jié)構(gòu)2.1 確定模具結(jié)構(gòu)形式2.1.1 模具類型選擇由于該零件為批量生產(chǎn)，根據(jù)方案分析比較的情況，本設(shè)計(jì)選用落料-沖孔復(fù)合模。復(fù)合模分有順裝和倒裝兩種形式，其中順裝模是將凸凹模裝在上模部分，卸料板裝在下模。倒裝模是將凸凹模裝在下模部分，卸料板裝在下模，這種結(jié)構(gòu)不必特別清除廢料，操作方便。由于本沖壓件較小，采用的是自動(dòng)操作方式，所以選用倒裝式復(fù)合模。模架選用后

21、側(cè)導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，可以從左、右、前三個(gè)方向送料，操作比較方便。模架主要參數(shù)如表 表2.1 模架GB/T2851.3主要參數(shù) 單位：參數(shù)LBhH最大H最小A1A2SR數(shù)值20020030290245130235250452.1.2 操作方式選擇由于本沖壓件是大批量生產(chǎn)、料薄且窄，所以為提高生產(chǎn)率采用自動(dòng)化操作方式，自動(dòng)從右側(cè)送料。2.1.3 定位方式選擇定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具沖裁時(shí)保證正確的位置。定位包括縱向定位和橫向定位。縱向定位是確定條料送進(jìn)的距離，稱為擋料；橫向定位是為了保持條料正確的送進(jìn)方向，稱為導(dǎo)料。常見的定位零件有：定位釘、定位板、擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃、導(dǎo)尺等

22、。本套模具中選擇較為簡單的固定擋料銷 進(jìn)行擋料和導(dǎo)向（圖2.1）。 圖2.1 固定擋料 卸料裝置和推件裝置1.卸料裝置卸料分固定卸料、彈性卸料和廢料切刀形式。固定卸料板一般用于卸料力大或沖裁厚度較大的零件。這里選用彈性卸料方式，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用2.推件裝置推件裝置可把工件從凹模口中推出。2.1.5 導(dǎo)向裝置模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，零件尺寸可采用標(biāo)準(zhǔn)模架中所給尺寸。2.2 確定壓力中心位置從模具結(jié)構(gòu)選擇與零件形狀分析可知，模具是對稱的結(jié)構(gòu)，所以其壓力中心就是模塊中心。3 選用設(shè)備根據(jù)前面計(jì)算所需的壓力為529，選擇壓力機(jī)型號為J23-63開式雙柱可傾沖床，主要技術(shù)參數(shù)見下表：

23、表3.1 開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格技術(shù)參數(shù)公稱壓力/滑塊行程/滑塊形程次數(shù)/min最大閉合高度/閉合高度調(diào)節(jié)量/滑塊中心至床身距離/立柱距離/數(shù)值6301207036090260340技術(shù)參數(shù)工作臺(tái)尺寸/工作臺(tái)孔尺寸/ 工作臺(tái)板厚度/模柄孔尺寸/床身最大可傾角度/（°）前后左右前后左右直徑直徑深度數(shù)值480710180340230905070304 模具結(jié)構(gòu)分析 4.1 模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本套模具采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)，沖孔廢料可以直接從模具寫的廢料口掉出，模具周圍清潔，更重要的是避免了人手工取出廢料帶來的安全隱患。卸料板在下模上，選擇應(yīng)用廣泛的橡膠作為彈性元件。另外，卡在凹?？谥械某尚土慵ㄟ^頂件裝置被推出。4.2 注意事項(xiàng)在模具制造與裝模過程中需要注意的有:1.落料的凸凹模采用配合加工，最大與最小間隙分別為Zmax=0.39mm，Zmin=0.33mm。2.沖孔的凸凹模分開加工,間隙值為0.33mm。3.上下模座平行度不大于0.8mm。4.模