1,冷沖壓工藝與模具設計,項目1 襯套落料模和沖孔模設計,2,任務5 設計襯套落料模和襯套沖孔模圖紙,本次課主要內(nèi)容： 1、沖裁模設計步驟； 2、襯套落料模和沖孔模設計過程演示 ； 3、設計練習（設計沖裁凸模和凹模圖紙，計算沖裁力并選擇沖床。）,3,1 .1 沖裁模設計過程,一、沖裁模設計步驟,1）分析產(chǎn)品工藝性并擬定工藝方案 2）沖裁排樣設計 3）選擇模具材料 4）沖壓力、壓力中心計算 5）沖壓設備初選 6）選擇模具總體結構 7）選擇主要零件結構 8）選擇沖裁間隙，計算刃口尺寸 9）驗算已選壓力機的裝模高度,4,二、襯套落料模和沖孔模設計過程演示,案例：襯套落料工序件和沖孔工件如圖所示，材料為Q235(即A3鋼)，厚度1mm，落料尺寸為104mm ，沖孔尺寸為29.3mm，尺寸公差為自由公差，生產(chǎn)批量為中小批量，要求設計模具。,圖2-1 襯套落料工序件,圖2-2 襯套沖孔工序件,5,1、沖裁件工藝分析，擬定工藝方案 襯套落料工序件和沖孔工序件的加工部分為圓形，形狀簡單，結構工藝性良好； 材料Q235沖裁性能良好；料厚1mm厚度適中，所有尺寸的公差為自由公差，精度要求不高，采用普通沖裁模加工能保證質(zhì)量。 生產(chǎn)批量為中小批量，適合用單工序模生產(chǎn)。,6,2、沖裁排樣設計,根據(jù)襯套零件特點采用單排直排排樣，襯套落料模選用無側壓裝置的送料， 條料寬度計算如下：,根據(jù)襯套落料工序件的料厚為1mm，材料為Q235，屬低碳鋼，工件形狀為圓形，查表2-7得最小搭邊值為a=1mm，a1=0.8mm?？紤]到工件直徑較大，為104mm，為了便于操作，提高條料的剛度，取搭邊值為a= a1 =1.5mm。,7,送料進距為： A D+al104+1.5 105.5mm 繪制排樣圖：,襯套落料排樣圖,2、選擇模具材料,襯套落料模和沖孔模工作零件(凸模和凹模)材料選用合金工具鋼Cr12，其綜合性能較好，熱處理變形小，價格適中。模具壽命能滿足中批生產(chǎn)的要求。,8,襯套落料模和沖孔模結構零件（固定板、卸料板、模柄）材料選用普通結構鋼Q235（A3），其價格便宜，性能可滿足普通精度模具的要求。,模具零件盡量選用標準件，模架、模柄、內(nèi)六角螺釘、銷釘、矩形彈簧、沖孔圓凸模和圓凹模等零件選用外購標準件。,零件毛坯選用外購標準模坯，標準模坯已完成了外形表面的粗加工，兩個基準側面和上下平面已磨削加工，可作加工基準。選用標準模坯，可縮短制模周期，降低生產(chǎn)成本。,9,襯套落料模和沖孔模模架材料選用鑄鐵，模架為滑動導向后側導柱標準模架。其價格便宜，性能可滿足普通精度模具的要求。,4、沖壓力和壓力中心計算,對材料Q235， =350 Mpa， b =450 Mpa 襯套落料力：F落=Ltb= 104 1 450=147000N=147kN 襯套落料凹模刃口高度h取4mm，凹模內(nèi)內(nèi)卡料數(shù) n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 襯套落料卸料力： F卸K卸F=0.05147=7.4kN 襯套落料推料力： F推nK推F = 4 0.05147=29.6kN 襯套落料模采用彈性卸料和下出料方式，總沖壓力為： F總FF卸+F推=147+7.4+29.6=184kN,10,襯套沖孔力：F孔=Ltb= 29.3 1 450=41000N=41kN 襯套沖孔凹模刃口高度h取4mm，凹模內(nèi)內(nèi)卡料數(shù) n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 襯套沖孔卸料力： F卸K卸F=0.0541=2kN 襯套沖孔推料力： F推nK推F = 4 0.0541=8kN 襯套沖孔模采用彈性卸料和下出料方式，總沖壓力為： F總FF卸+F推=41+2+8=51kN,襯套零件落料和沖孔都是圓形，壓力中心在零件刃口輪廓的幾何中心上即圓心上。設計模具時，使凹模刃口中心通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。,11,5、沖壓設備初選,壓力機噸位應大于所需的總沖壓力值30%。為了 便于生產(chǎn)安排，襯套落料模和沖孔模選同一規(guī)格的壓力機。初步選擇開式雙柱可傾壓力機，型號為J23-25，其公稱壓力為250kN，裝模高度為160220mm。,6、選擇模具總體結構,選擇模具類型 襯套落料工序件和沖孔工序件，形狀簡單，尺寸不大，精度要求不高，沖裁工藝性好，普通沖裁模能保證質(zhì)量。中小批生產(chǎn)，模具不宜太復雜。為簡化制造過程，降低生產(chǎn)成本，采用典型結構的單工序落料模和沖孔模生產(chǎn)。,12,選擇定位方式 襯套落料模定位方式采用導料銷控制條料方向，擋料釘控制步距和搭邊大小。襯套沖孔模定位方式采用定位銷以工件外形定位。,選擇卸料、出件方式 材料厚度較薄，卸料力較小，襯套落料模和沖孔模均選擇彈性卸料，工件較平整。卸料板尺寸與凹模尺寸相同，厚取25mm。襯套落料件和沖孔廢料都下模排出，操作方便。,13,選擇導向方式 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便模具安裝，采用后側滑動導柱導向的標準模架。,1、選擇模具主要零件結構,落料凸模尺寸較大，采用直通式結構，用螺釘和銷釘固定。沖孔凸模臺階式標準圓凸模結構，固定板固定。凸模高度一般為4070mm，兩種凸模的高度均取60mm。,14,落料凹模和沖孔凹模均采用圓形整體結構，用螺釘和銷釘固定。凹模厚度一般為1535mm，取凹模厚35mm。凹模壁厚一般為2640mm，取落料凹模壁厚為36mm，即落料凹模外形尺寸為18035。沖孔凹模外形尺寸為15035。刃口高度一般為36mm，取刃口高度4mm。選用M8螺釘和8mm銷釘,根據(jù)凹模外形尺寸，選擇標準模架為后側導柱模架BB-180180；螺釘用M8內(nèi)六角圓柱頭螺釘，銷釘用8mm圓柱銷釘。彈簧用中載矩形彈簧TM2045。,15,2、選擇沖裁間隙，計算刃口尺寸,根據(jù)材料Q235和料厚1mm， 精度高零件查表2-22得最小沖裁間隙為0.05mm，精度低零件查表2-23得最小沖裁間隙為0.10mm。模具初始沖裁間隙取最小合理間隙，零件精度要求不高，落料模沖裁間隙取0.08mm。沖孔模取沖裁間隙0.10mm。,對自由公差尺寸，落料凹模尺寸按零件公稱尺寸104mm，落料凸模尺寸按凹模尺寸減沖裁間隙，為103.92mm。,16,對自由公差尺寸，沖孔凸模按工件孔公稱尺寸，對有公差要求的孔，沖孔凸模按工件孔最大極限尺寸。沖孔凸模尺寸為29.3mm，沖孔凹模尺寸為沖孔凸模尺寸加沖孔間隙，為29.4mm。 凸、凹模型面和銷孔可采用線割加工，凸模和凹模線割公差取0.01mm，臺階式凸模磨削加工，制造公差取0.02mm。,3、驗算已選壓力機的裝模高度,根據(jù)企業(yè)的設備情況，選用J23-25型開式壓力機，閉合高度為160220mm。模具閉合高度一般取設備最大閉合減法510mm，模具高度不夠，可加墊塊墊高。根據(jù)結構需要，模具閉合高度為188mm。,17,4、繪制模具裝配圖和零件圖,模具裝配圖包括一組視圖，必要的模具外形尺寸和安裝尺寸，工序圖、排樣圖，技術要求或說明。另外還有標題欄和明細表。,18,落料模凹模 材料：Cr12 淬火: HRC6062,襯套落料模非標零件圖紙,19,落料模凸模 材料：Cr12 淬火: HRC6062,襯套落料模非標零件圖紙,20,落料模卸料板 材料：A3,卸料元件采用中載矩形彈簧（紅色）TM2045,卸料螺釘用內(nèi)六角螺釘改制,21,標準后側導柱模架 BB180180 上模座 材料：鑄鐵 螺孔和銷孔配作,22,標準后側導柱模架 BB180180 下模座 材料：鑄鐵 螺孔和銷孔配作,23,凸緣模柄 結構尺寸可查標準確定。,擋料銷 結構尺寸可查標準確定。,24,襯套沖孔模以拉深后的外形定位，采用彈壓卸料板卸料，沖孔廢料從工作臺孔排出。,采用凸緣式模柄，模柄凸緣不沉入模板，可增加模具高度，簡化模板加工。適合小型模具。,25,襯套沖孔模 凸模 材料：Cr12 淬火HRC6062,26,襯套沖孔模 凹模 材料：Cr12 淬火HRC6062,27,襯套沖孔模固定板 材料A3,凸模固定孔尺寸與凸模固定部分尺寸相同，是過渡配合。,28,襯套沖孔模 卸料板,卸料外形大小與凹模相同，局部需避讓已成形的豎邊,29,凸緣模柄 結構尺寸可查標準確定,30,標準后側導柱模架 BB180180 上模座 材料：鑄鐵 螺孔和銷孔配作,模架是外購標準件，只需標注再加工的內(nèi)容。,31,標準后側導柱模架 BB180180 下模座 材料：鑄鐵 螺孔和銷孔配作,模架是外購標準件，只需標注再加工的內(nèi)容。,32,作業(yè)： 如圖2-1所示支架，材料為Q235，料厚為1 mm， 未注公差按0.1mm。試設計沖裁凸模、凹模和凸凹 模。采用倒裝復合模結構，計算落料沖孔復合模的沖 壓力，初步確定壓力機公稱壓力。,習題圖2-1,參考答案,33,支架零件精度要求不高，落料間隙取0.08mm。沖孔間隙取0.10mm。,落料以凹模為基準，落料凹模刃口按落料件外形尺寸，制造公差按線切割公差為0.01mm。,沖孔以凸模為基準，沖孔凸模刃口按沖孔尺寸，制造公差按線切割公差為0.01mm。,凸凹模外形為落料的凸模，其尺寸比落料凹模小一個落料間隙；凸凹模內(nèi)孔為沖孔凹模，其尺寸比沖孔凸模大一個沖孔間隙；制造公差按線切割公差為0.01mm。,34,35,36,37,對材料Q235， =350 Mpa， b =450 Mpa 支架落料力：F落=Ltb= （10 +51.22）1 450 =60210N=60.2kN 支架沖兩孔的力：F孔=Ltb= （4 2）1 450 =11300N=11.3kN 支架沖孔凹模刃口高度h取4mm，凹模內(nèi)內(nèi)卡料數(shù) n=h/t=4/1=4，K卸=K推=0.05， 支架落料卸料力： F卸K卸F落=0.0560.2=3kN 支架沖孔推料力： F推nK推F孔 = 4 0.0511.3=2.26kN 支架落料沖孔倒裝復合模上模采用剛性打料，下模采用彈性卸料和下出料方式，總沖壓力為： F總60.2+11.3+3+2.26=76.76kN,計算沖壓力,38,根據(jù)沖壓力初選壓力機規(guī)格： 壓力機公稱壓力應大于1.3倍的沖壓力，即大于1.376.7699.8KN，根據(jù)壓力機的規(guī)格，選擇最接近壓力機型號為J23-10A，公稱壓力100KN。,