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1、沖壓工藝學(xué)小組成員：賈宇杰房渤策馬志遠(yuǎn)夏利超指導(dǎo)老師：段永川老師生產(chǎn)零件：端蓋技術(shù)條件：1 . 料厚1mm2 .去掉毛刺3 .材料為 08 鋼4 .本零件為落料沖孔模5 .設(shè)計(jì)本零件間的沖壓工藝及模具項(xiàng)目的主要內(nèi)容：沖 壓工藝分析設(shè)計(jì)工 藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式模 具設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè) 備選擇模 具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具（一）沖壓工藝分析設(shè)計(jì)1、沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這

2、一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。1. 材料分析：由零件圖可知端蓋的材料為08冷軋鋼板，具有良好的成形性能。2. 經(jīng)濟(jì)性分析：該端蓋是大批量生產(chǎn)，適合沖壓生產(chǎn)。3. 精度分析：零件圖上沒(méi)有尺寸、公差要求，所以均按照IT14選取，所以普通沖 壓即可滿足零件精度要求。2、T8鋼淬火加熱時(shí)容易過(guò)熱，變形也大，塑性及強(qiáng)度比較低，不宜制造承受較 大沖擊的凸凹模，價(jià)格便宜，材料來(lái)源廣，熱處理溫度低，熱處理后有較高的硬 度和耐磨性。2、零件尺寸未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差，經(jīng)查 公差表,各尺寸公差為：500-0.62、24.70-0.52、70-0.36、6.50-0.36、10 0.

3、18、150+0.43以根據(jù)圖紙要求進(jìn)行設(shè)計(jì)并畫圖，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖 樣要求。材料為08冷軋鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。材料的厚度為 1.0mm由于該件外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適于落料沖孔加工。(二)工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順 序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究， 比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。經(jīng)分析，該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀 簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用沖裁沖孔復(fù)合模，模具制造周 期短，價(jià)格低廉，工人操作

4、安全，方便可靠。(三)模具設(shè)計(jì)計(jì)算1排樣因?yàn)榫匦芜呴L(zhǎng)L=50mm查表1可知兩工件間按矩形取搭邊值a=1.8,工件與邊緣搭邊值a1=1.5.條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算：查表2，=0.5C=0.2B=(D+2a+ 0-6B= (50+2X2+0.5) 0-0.5B=54.50-0.5 mm表1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t(mm)圓件及r2t圓角矩形邊長(zhǎng)K50矩形邊長(zhǎng)l50或圓角r50 100100 200200 130.51.01.01.0 341.01.01.01.5 461.01.01.02.0根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知圖形搭邊值和條料寬度，如圖 2可示:2 .計(jì)算沖壓力若采用平刃沖裁模，其沖裁力P限

5、下式計(jì)算：P一沖裁力；L一沖裁周邊長(zhǎng)度；t一材料厚度；l材料抗剪強(qiáng)度；K一系數(shù)；系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力 學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取K=1.3。L=50+50+10 X 4+24.7 X 2=189.4 mm查 p =210-400 M r =250Pp= KLt r=1.3X (3.14X 104.4) X 1.0X 250=106540.2N3 .拉伸力的計(jì)算(1)外圍拉深P=7t dp1t*k1t 一毛坯厚度b一材料的抗拉強(qiáng)度k一鋼板的系數(shù)d1 一外圍沖裁板的直徑拉伸系數(shù)一m=d/D=0.48由毛坯的相對(duì)厚度查表得拉深一

6、次即可,拉伸系數(shù) m=d/D=0.48 ；08冷”岡為325Mpa 查表得k=i.i ；p=_Tt dpit；=bk1P=56156N(2)內(nèi)徑拉深 p=t dpit；=bki t 一毛坯厚度、一材料的抗拉強(qiáng)度k鋼板的系數(shù)d1 一內(nèi)圍沖裁板的直徑由毛坯的相對(duì)厚度查表得拉深一次即可,m=d/D=0.56 ；pj dpitjkiP=21441N(3)沖孔P= KLt rt毛坯厚度08冷軋鋼為325Mpa查表得k=0.75 ；拉伸系數(shù)九一材料的抗拉強(qiáng)度k鋼板的系數(shù)d一外圍沖裁板的直徑由毛坯的相對(duì)厚度查表得拉深一次即可,08冷軋鋼為325Mpa,查表得k3；L=54.66 ;t=1.0mm； D=17

7、.4P= KLt rP=17764N(4)翻邊力t 材料厚度s一材料的屈服強(qiáng)度di 外圍直徑d0內(nèi)部拉深的直徑s取 190,; t175MpaP=7613N4、工件的壓力中心該制件有中心對(duì)稱，因此其壓力中心與重心重合。5、計(jì)算凸、凹模的工作部分的尺寸(1)落料根據(jù)凸模和凹模刃口尺寸的確定原則：落料時(shí)以凹模的尺寸為基準(zhǔn)，先確定凹模尺寸；沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，先確定凸模尺寸；凸模和凹模刃口的制造公差；考慮本成品零件的結(jié)構(gòu)形狀，本凹模采用矩形局凹模，其材料和凸模一樣為14TA,熱處理硬度為58-62HRC內(nèi)形尺寸即半成品的外形.據(jù)表3-7落料及沖孔模人口間隙表，保證雙面間隙為 0.100.130

8、mm 由表3-13查出其尺寸的極限偏差=0.16由查3-18表規(guī)則形狀沖裁凸模、凹模的制造公差得B凸=0.02、如=0.03由于滿足Zmax-Zmin 凸凹的條件，故凸模和凹?？刹捎梅珠_(kāi)加工的方法制作。凸模刃口尺寸計(jì)算：府凹模刃口尺寸計(jì)算：Cj=(Cmin+X )力式中，Aj、Cj - 基準(zhǔn)件尺寸，單位均為 mm。Am x、Cmin相應(yīng)的工件極限尺寸，單位均為 mm。工件公差，單位均為 mm。廣-基準(zhǔn)件制造偏差，單位均為 mm。當(dāng)刃口尺寸公差標(biāo)注形式為+s(-8)時(shí)，如=A/8;查系數(shù)表，3-19工件的精度IT14取x值=0.5,以凹模為基準(zhǔn)，凹模刃口尺寸計(jì)算如下播按照 C凹=(Cmin+X4

9、)Pr凹104.4 凹=(104.4+ 0.5X 0.22)飛=104.51 0.0275 (mm)CT=()(2)沖孔根據(jù)凸模和凹模刃口尺寸的確定原則： 落料時(shí)以凹模的尺寸為基準(zhǔn)，先確定凹模尺寸；沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，先確定凸模尺寸；凸模和凹模刃口的制造公差；考慮本成品零件的結(jié)構(gòu)形狀，本凹模采用矩形局凹模，其材料和凸模一樣為14TA,熱處理硬度為58-62HRC內(nèi)形尺寸即半成品的外形.據(jù)表3-7落料及沖孔模人口間隙表，保證雙面間隙為0.100.130 mm由表3-13查出其尺寸的極限偏差=0.22由查3-18表規(guī)則形狀沖裁凸模、凹模的制造公差得5凸=0.02 &凹=0.025、由于不滿足Z

10、max-Zmin *5凸+6凹的條件，故凸模和凹?？刹捎门浜霞庸さ姆椒ㄖ谱?。,、曲凹模磨損后尺寸變大 A類：Aj=(Amax-XA)0(1)怖凹模磨損后尺寸不變 B類：Cj=(Cmin+XA)胃(2)式中，Aj、Cj 基準(zhǔn)件尺寸，單位均為 mm。Am x、Cmin相應(yīng)的工件極限尺寸，單位均為 mm。工件公差，單位均為 mm。廣-基準(zhǔn)件制造偏差，單位均為 mm。當(dāng)刃口尺寸公差標(biāo)注形式為+s(-8)時(shí)，$凹=A/8;查系數(shù)表，3-19工件的精度IT14取x值=0.5,以凹模為基準(zhǔn)，凹模刃口尺寸計(jì)算如下埼按照(2)Cj=(Cmin+XA)國(guó),、山104.4 凹=(104.4+ 0.5X 0.22)4

11、=104.51 0.0275 (mm)第一類尺寸A1、A2、A3、A4.由表1查表得：X1、X2=0.5 X3、X4=0.75A1= (50-0.5 062) 00.62/4=49.69 0+0.155mmA2=(24.7-0.5 0.52)00.52/4=24.44o0.13 mmA3=(7-0.75 0.36)00.36/4=6.73o0.09 mmA4=(6.5-0.75 0.36)00.36/4=6.23o0.09 mm第二類尺寸Bo查表1得，X=0.5 有公式得：B= (15+0.5 4.43) -0.43/40=15.2150.1080 mm第三類尺寸C。查表1得，X=0.5有公式

12、得：C=(9.82+0.5 036) 036/8=10 0045 mm沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凹模。此工件的尺寸公差有查表可知：3.2+0.080mm有沖壓工藝學(xué)教材表：Zmax=0.120 mm, Zmin =0.096 mmZmax- Zmin=0.024 mm沖孔部分：8p=0.020 mm, =0.020 mmX=0.5dp= (d+x ) - f=(3.2+0.5 008) 0.020=3.24 0.020 mmdd= (dp+ Zmin) 0+加=(3.24+0.096) 0+0.02 mm=3.3360+0.02 mm表10系數(shù)X料厚t(mm)非圓形圓形10.750.50.7

13、50.5工件公差A(yù)/mm10.360.16120.420.20240.500.2440.600.30(四)沖裁工藝方案的確定1.沖裁工序的組合(1)生產(chǎn)批量：中批和大批量生產(chǎn)采用復(fù)合沖裁(2)工件尺寸公差等級(jí)：復(fù)合沖裁所得到的工件尺寸公差等級(jí)高，因?yàn)樗?免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過(guò)程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整。（ 3）對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性：工件的尺寸較小時(shí)，考慮到單工序上料不方便和生產(chǎn)效率低，常采用復(fù)合沖裁。（ 4）模具制造、安裝調(diào)整和成本：對(duì)復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁較為適合，因模具制造、安裝調(diào)整較易，成本較低。（ 5）操作方便與安全：復(fù)合沖裁處件或清除廢料較困難，工件安全性

14、較差。2沖裁順序安排根據(jù)圖形安排，先進(jìn)行沖孔，沖孔結(jié)束后再進(jìn)行落料，這樣能保證精度。（五） 凸模強(qiáng)度的校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核。但對(duì)特別細(xì)長(zhǎng)的凸模或凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較厚時(shí)，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。 強(qiáng)度的校核的目的主要是檢查其高度是否足夠，若高度不夠，將會(huì)產(chǎn)生彎曲變形以至損壞查實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)3 表2 94凹模的強(qiáng)度校核公式oW=1.5P/hh（3.7）hmin= 1.5p/ o- W其中為沖裁力P=Lt九 357 X 1.5 X 300

15、=50444=1 KLt r=1.3x （50+50+10M+24.70 x1.280=88639.2Nhmin=1.5 88639.2N=60mm取 h=65mm所以凸模強(qiáng)度符合強(qiáng)度要求凹模板上螺釘孔的確定查冷沖模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)表126 ,可以用M10的緊固螺釘，材料為45鋼許用負(fù)載為3100N查表可得a1=12.5d=10mm a2=1.5d=12mm模具模架選擇（ 1） 沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對(duì)模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于喲暖和精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測(cè)量動(dòng)精度很困難，目前還沒(méi)有壓力機(jī)動(dòng)

16、精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對(duì)壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來(lái)推斷。根據(jù)以上原因和總的沖裁力必須小于或等于壓力機(jī)的公稱壓力，故選壓力機(jī)型號(hào)故選壓力機(jī)型號(hào)為開(kāi)式壓力機(jī)其技術(shù)規(guī)格如下 :公稱壓力 40KN滑塊行程40mm滑塊行程次數(shù)6最大的封閉高度為260mm閉合高度調(diào)節(jié)量為 35 mm工作臺(tái)尺寸前后180mm左右 280mm模柄孔尺寸（直徑x深度）30X 50（ 1） 模柄的選用通過(guò)查找手冊(cè)確定選用壓入式模柄模柄材料： Q235-1F GB700直徑 d=32mm 高度 L=80mm 的 A 型壓入式模柄模柄 A 32

17、X80JB/T 7646.1（3） 模具的閉合高度的計(jì)算沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。 沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓機(jī)的最大裝模高度Hmax連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為為最小裝模高度Hmin。沖模的閉合高度H介于壓機(jī)的最大裝模高度Hma之間，其關(guān)系為：Hmax-5mmHI Hmin+10mm255H220如果沖模的閉合高度大于壓機(jī)最大裝模高度時(shí)，沖不能在該壓力機(jī)上使用。反之小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加經(jīng)過(guò)磨平的墊板。沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺

18、寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。(4)根據(jù)凹模寬度B、長(zhǎng)度L、厚度H,凸模長(zhǎng)度Li、導(dǎo)料板厚、卸料板厚、板料厚度、凸模修磨量等數(shù)據(jù)查表得到 模具模架的尺寸。查表可得數(shù)據(jù)如下1、上下模座 GB/T2856.3250X200X502、導(dǎo)柱 GB/T2861.4 32X2153、導(dǎo)套 GB/T2861.8 32X150X 484、螺釘 DB/T70.1 M6 X435、模具閉合高度H=230mm 5) 5)推桿的選材，熱處理工藝方案根據(jù) 冷沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 2

19、 一般用途的推桿的 材料選擇45鋼。它是一種優(yōu)質(zhì)碳素鋼。含磷比較少，非金屬雜質(zhì)比較少。鋼的品質(zhì)較高。它須調(diào)質(zhì)處理后使用，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的的刃性和塑性，焊接性能也好。固采用此鋼比較好。 6) 推桿與推板的設(shè)計(jì)為了便于裝在凹模內(nèi)，本副模具采用剛性推件裝置。同時(shí)采用圓柱形推板，推板的大直徑大約設(shè)計(jì)為6mm,小直徑大約設(shè)計(jì)為3.2mmJ隹板的長(zhǎng)度大約為152mm7) 卸料板的設(shè)計(jì)一般卸料板材料為45號(hào)鋼，它是一種優(yōu)質(zhì)碳素鋼，卸料板 的形狀設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，其工作部分的尺寸由沖落料部分的凸凹模來(lái)決定，并且與凸凹模保持12mm的間隙。(8) 確定裝配基準(zhǔn)1、 落料，沖孔應(yīng)以沖材凸

20、凹模為裝配基準(zhǔn)件。首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊。沖裁模具材料的選?。嚎刹槔錄_壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表8-8和8-9：凸模的材料為 T10A ，凹模的材料為 T10A ，熱處理硬度為 58-62HRC，墊板、凸模固定板、凹模固定板的材料的45號(hào)鋼，熱處理硬度為HRC43-48。沖裁模的常用配合：2、 H7/h6的間隙定位配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合。3、 H7/r6 的過(guò)度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配合，導(dǎo)套與模座，導(dǎo)套與固定板，模柄與模座的配合。4、 H7/m6的過(guò)度配合,能以最好的定位精度滿足零件的剛性和定位要求,凸模

21、的固定導(dǎo)套與模座的固定、導(dǎo)柱與固定板的固定。3. 計(jì)算總沖壓力：卸料力、頂件力、推料力的計(jì)算在 沖裁結(jié) 束時(shí)， 由于材料的彈性回復(fù) （包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)） 及摩 擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。一般按以下公式計(jì)算：卸料力P X=KXpP頂件力PD=KDPP推料力PQ=nK1Pp式中，F(xiàn)P沖載力，N;KX 卸料力系數(shù)，可查表；KD 頂件力系數(shù)，可查表；

22、n=h/t h為凹模直刃高度，tK1 推料力系數(shù)，可查表； n 梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，為板厚；Kx=0.04Kd=0.06K1=0.05卸料力計(jì)算：P x=KxPp=0.04 88639.2=3545.6N頂件力計(jì)算：Pd=KdPp=0.06 88639.2=5318.4N推料力計(jì)算：PQ=nK1Pp=3X0.05 88639.2=13295.9N如表3.1材料種類板料厚度/mmKxKiKd鋼0.10.060.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03黃銅、紫銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07所以總沖壓力：P總=P x+ Pd+ PQ=3545.6N+5318.4N+13295.9N =22159.9N