沖孔落料模具1

1、第三章 沖孔落料模設計3.1 總體結構設計3.1.1 模具類型的選擇由沖壓工序分析可知，該工序為級進模。3.1.2 定位方式的選擇零件大批量生產(chǎn),又為復合模工序，所以安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸不大，厚度不適中，宜采用彈片式側壓裝置的導料板導向，導正銷導正。3.1.3 卸料方式的選擇因為工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力不大，考慮零件尺寸不是很大，采用固定卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。3.1.4 導向方式的選擇該零件的落料沖壓模為中小型沖模，零件的結構比較簡單，對稱，選擇的送料

2、方式為橫向送料，為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方面方便安裝調(diào)整，該復合模采用中間導柱的導向方式。3.1.5 存儲機構的設計在進行零件的落料沖孔加工時，沖孔產(chǎn)生的廢料會落堆積，工人不便于清掃，設置廢料的存儲機構，每當廢料堆積一定的程度，就拉出存儲機構進行清理省時省工。3.1.6 模架類型及精度由于零件厚度較薄，沖裁間隙很小，又是級進模，因此采用導向平穩(wěn)的滑動導向模架，滑動模架導向精度高上模座在導柱上運動平穩(wěn)，零件的送料方式為縱向送料，所以選擇中間導柱滑動模架，考慮零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，因此采用級模架精度。3.2 模具工藝與設計計算3.2.1 計算毛坯尺寸將汽車后保險杠骨架下安裝支架

3、三維零件圖在UG軟件中打開，利用軟件的導出功能導出二維CAD圖測得落料線。如下圖所示： 圖3-1 落料線二維圖形3.2.2 搭邊值的確定排樣時零件之間以及零件與條料側邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。或影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗確定，下表所列搭邊值為普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。材料厚度圓件及>2的工件矩形工件邊長L50mm矩形工件邊長L50mm或2的工件工件間沿邊工件間沿邊工件間沿邊<

4、0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t表3-1 搭邊和

5、數(shù)值搭邊值是廢料，所以應盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損表31給出了鋼（WC0.05%0.25%）的搭邊值。對于其他材料的應將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)：鋼（WC0.3%0.45%） 0.9鋼（WC0.5%0.65%） 0.8硬黃銅 11.1 硬鋁 11.2軟黃銅，純銅 1.2該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表42中查出：兩制件之間的搭邊值=1.8（mm）,側搭邊值=2.0(mm)。由于該制件的材料使St13，所以兩制件之間的搭邊值為： =1.2×0.9=1.08(mm)側搭邊值 =1.5×0.9=1.25(mm)取=1.25(mm)3.2.3 條料寬度的確定計算條

6、料寬度有三種情況需要考慮；有側壓裝置時條料的寬度。無側壓裝置時條料的寬度。有定距側刃時條料的寬度。本模具為有側壓裝置的模具，能使條料始終沿著導料板送進。由條料寬度公式： 公式（32）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為，見表43條料寬度偏差。條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 側搭邊值。查表可知：條料寬度（B/mm）材料厚度（t/mm）0.5>0.51>12200.050.080.10>20300.080.100.15>30500.100.150.20查表3-2條料寬度偏差調(diào)料偏差為0.20mm根據(jù)公式4 1 mm3.2.4 導板間間距的確定導料板間距離公式： C導料板與條

7、料之間的最小間隙（mm）；查表2.12得C=5mm 根據(jù)公式 =39+2.5+5=46.5mm 查表3-3： 材料厚度t/mm有 側 壓 裝 置條 料 寬 度B/mm100以下100以上0.50.5112233445555555888888表3-3 導料板與條料之間的最小間隙C（mm）3.2.5 排樣根據(jù)材料經(jīng)濟利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結構，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所

8、產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。同時，因模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。零件是矩形零件，所以采用有費料直排法。3.2.6 材料利用率的計算：沖裁零件的面積為： A=長×寬=85×393.14×=3378.59送料步距為：S=39+1.08=40.08mm一個步距內(nèi)的材料利用率為： =91.6% 圖3-2為零件的排樣圖3.3 設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機.沖裁力：根據(jù)零件圖,用Autocad測量出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=274.86mm又因為=270Mpa,t=1.2mm,取K

9、=1.3,則根據(jù)式，=KLt=1.3×274.86×1.2×270=115.77 KN卸料力:查中國工程大典表2.1-12,取=0.05,則=0.05×115.77=5.79 KN推件力:根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度，課本表2.25取h=6mm,故 n=h/t=6/1.2=5，查中國工程大典表2.1-12,取=0.06則=n =5×0.06×115.77=34.73 KN總沖壓力：= +=115.77+34.73+5.79=156.29 KN應選取的壓力機公稱壓力為:(1.11.3) =(1.11.3)×156.29KN=

10、172203KN因此根據(jù)課本表1.7可選壓力機型號為JB21-250.壓力中心：此零件圖為對稱圖形，根據(jù)排樣,沖孔的壓力中心為圓心，落料也為對稱圖形。故在X軸上對稱點在原點，=0，在Y軸上通過計算，=(+)（）=（3.14×9）（3.14×9+38.6×2+84.7×2）=0.01在Y軸上的壓力中心的便宜為0.01比較小在允許范圍之內(nèi)，故可以直接講零件的中心做作為模具的壓力中心！3.4 計算凸凹模刃口尺寸及公差3.4.1 刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具

11、刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)： 1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。 3、沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則： 1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙去在凹模上：設計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙去在凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、

12、凹模的磨損，設計落料凹模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設計沖孔模時，凹?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶妮^大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 3、確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過小），會使模具制造困能，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不和格，會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差，則對于非圓形工件安國家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形工件可按IT7IT9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應

13、按“如體”原則標注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。3.4.2 刃口尺寸計算由于材料厚度適中,零件簡單形狀規(guī)則，凸凹模制造相對簡單，精度容易保證，故采用分別加工凸凹模，查課本表2.5，由刃口尺寸的基本原則，工件沒有標注公差，非圓形尺寸落料時公差等級取IT14，所以取，沖孔時公差取IT11，所以取。 落料模根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減少到最小合理間隙值即得到凹模尺寸。根據(jù)課本計算公式2.2，2.3 =查課本表2.7，2.19規(guī)則形狀沖裁時凸模、凹模的制造公差，尺寸公差=4

14、1.5，所以計算所得 = = = = = = = = = =沖孔模根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。查課本表2.4，2.5=由零件圖沖孔直徑=9mm,查表2.7規(guī)則形狀沖裁時凸模、凹模的制造公偏差，沖模的制造公差沒有特別標注，取IT11級，x=0.75，查課本表2.19， = = =3.5 主要零部件的設計及其零件圖設計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法

15、可以保證這些零件各個內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個零部件的設計方法。3.5.1 落料凸模的設計根據(jù)落料的形狀為矩形，刃口截面尺寸為41.269mm大于16mm,比較大，所以選擇擴展型凸模，又因為落料模，所以選擇臺肩式凸模。材料Cr12Mo1V1，熱處理硬度6062HRC。線切割制造。查表3-4（標準）BDCminCmaxWmin全長L566371809032361631.97xxxx381937.97.5xxxx452544.98.8xxxx503049.910xxxx583557.911.5xxxx654264.913xxxx38321631.97xxxx381937.97

16、.5xxxx452544.98.8xxxx503049.910xxxx583557.911.5xxxx584264.913xxxx表3-4 擴展型臺肩式凸模的結構型式與系列尺寸 （單位：mm）查表得 D=65 B=32 L=70如下圖3-1落料凸模CAD圖形 圖3-3落料凸模CAD圖形3.5.2 沖孔凸模的設計沖孔凸模的設計跟落料凸模的設計基本相同，沖孔凸模的刃口為圓形，且直徑為9mm，其結構更為簡單，選用普通凸模，熱處理硬度5862HRC；頭部回火4048HRC；表面粗糙度Ra58；矩形刃口的圓角半徑r0.2mm。，參考表2-26（標準），P=9B=25D=16L=70 如下圖3-4沖孔凸模

17、CAD圖3.5.3 落料凹模的設計刃口尺寸為41.39mm比較大，所以選取整體式擴展型凹模，查表3-4，標準49頁，材料為Cr12MoV；熱處理硬度為6064HRC。h=6，C=41.39，L=35，D=70 圖3-5落料凹模的CAD圖3.5.4 沖孔凹模的設計 刃口的尺寸為9mm，而且為圓形，所以采用通用凹模，所用材料為Cr12MoV，熱處理硬度為6064HRC，刃口與外圓D的表面粗糙度為Ra0.630.32。查表3-4（標準）沖孔凹模的CAD圖如下所示h=6P=9L=35傾斜角度取2°沖孔凹模CAD圖 圖3-6沖孔凹模的CAD圖3.5.5 彈性卸料板的設計由零件工藝分析卸料板的選

18、擇為彈壓卸料板，采用彈簧卸料板彈簧根據(jù)三協(xié)標準選擇30×603.5.6 橡膠彈頂裝置結構的設計彈頂裝置一般是彈性的基本組成有頂桿，頂件塊和裝在下模底下的彈頂器，彈頂器一般為通用的，根據(jù)標準（P100）采取橡膠彈頂器。3.5.7 定位零件的設計定位零件是指將沖裁體精準地送入工位，將工序坯料精準地放入工位，并設置限制，使其限制在工位上。合理的設置定位原件與合件，十分的關鍵。因為該模具為級進模具，又是導料板導向，所以擋料裝置選擇始用擋料銷。 由三協(xié)標準進行選擇。3.5.8 存儲機構的設計安全墊塊選取45#，36×303.6 選用標準模架、確定閉合高度及總體尺寸 由于凹模外形尺寸為120×150擇彈壓卸料縱