1、沖壓卡簧設模具設計沖壓卡簧設模具設計一設計內容 設計一套如下圖所示的零件成型模具 二設計要求 1.完成詳盡的設計說明書 一份2.完成模具裝配圖一份 3.完成零件及模具的三維設 計三模具設計的意義沖壓成型工藝與模具設計是材料成型及控制工程專業的基礎課程，通過模具的課程使我們加強 對課程知識的理解，在掌握材料特性的基礎上掌握金屬成型 工藝，掌握一般模具的基本構成和設計方法，為我們進一步 發展打下堅實的理論實踐基礎。四零件工藝性分析一）零件的尺寸精度 從零件圖上可 以看由，零件尺寸全部按照IT14級尺寸精度，查公差尺寸表 確定零件各構成尺寸在實際沖壓中的公差為：2、9.5、5.2、3、6、5二） 零

2、件結構工藝 零件外形 簡單，結構對稱，零件中有三處彎曲，一處為L型彎曲，一處為U型彎曲，一處為多彎成型，由圖可知，零件為薄型零 件，零件尺寸精度和位置精度只是一般要求，且零件的相 對彎曲半徑都大于最小相對彎曲半徑，以上條件都適合彎 曲。（一）確定工藝方案 由圖可知，零件沖壓生產所需的基本 工序有彎曲、落料兩種工序，因此，可能的沖壓方案有：1:全部單工序生產即：落料，彎曲 2:采用級進模生產 由于零件尺寸較小，根據零件外形尺寸和 坯料厚度，以及生產過程中的操作方便以及精度要求的角度 由發，易采用單工序模具生產。（二）零件坯料展開如圖所示（三）零件排樣 1:根據零件的結構特點：材料較薄，尺寸小，且

3、要求工件紋向為，因此采用 Q113*1200型號剪床（模具設計手冊）下料，且排樣 為有廢料排樣，沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都有搭邊，沖 件尺寸完全由沖模來確定，因此模具壽命較長，但材料利用 率較低。2計算條料寬度：根據零件形狀，及排樣方法，查沖壓模具設計手冊，工件之間搭邊值為1.8,工件與側搭邊值為2,條料是有板料裁 剪下料而得，為保證送料方便，規定其上偏差為0,下偏差為一,式中Dmax 一條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1沖裁件之間的搭邊 一板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得=0.4mm B0 =故條料寬度為 22.03mm。3:確定布局：送料距S:條料在模具上每次送進的距離稱為送料步

4、距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定側刃長度的依據。條料寬度的確定與模具的結構有關。送料步距S Dmax零件橫向最大尺寸，al搭邊S= 22,03 + 0.4 = 22.43mm 排樣圖如圖所示 4:,計算材料利用率一個步距內的材料利用率 n= A /BSM00%式中A 個步距內沖裁件的實際面積；B 一條料寬度； S一步距；刀二A/BSX100% = 257.748 /(22,03 >22,43) X100% =52.16% 根據計算結果知道排材料利用率可達52.16%,滿足要求。(四)沖壓力計算 1:沖裁力計算 用平刃沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：) 式中：F

5、 一沖裁力；L 一沖裁周邊長度；t 材料厚度；p b川料抗剪強度；Qbe-2的r b的值查沖壓成型工藝與模具設計 附錄表2為590 830Mpa,則取r b=660Mpa K一系數；一 般取K =1.3。則落料力：F=KLt = 1.3*73.53*0,3*660 = 18926.62N 卸料力：=F =0.05*18926.62 =946.33N 頂件力：=F =0.08*18926.62 =1514,13N 則=F+=21387.08N 2 彎曲力計算：由，得 =+ + =467.33N = =202.71 = =119,89N 校正彎 曲力：查沖壓成型工藝及模具設計得 =20MP ,又由

6、彎曲件被校 正部分的投影面積為 A,則=A得則=21905.53N由，即沖 壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%-60%，取,則公稱壓力.由上可知，查模具設計手冊，初選壓力機的 公稱壓力為40KN,即J113型壓力機，具體如下：型號公稱壓力滑塊行程形成次數最大閉合高度閉合 高度調節量工作臺尺寸墊板厚度模柄孔尺寸J11-5 50KN 0-40mm 140mm 20mm 前后 左右 30mm 直徑 深度 180mm 320mm 25mm 40mm 3:壓力中心的計算：用解析計算法求生沖模壓力中心由公式X0= (L1x1+L2x2+ - Lnxn )/(L1 +L2+ - Ln) Y0=

7、( L1y1 + L2y2 + Lnyn ) / (L1 +L2+ - +Ln)用解析法計算壓力中心時，先畫由凹 模形口圖，如圖所示。在圖中將 XOY坐標系建立在建立在圖示對稱中心線上， 將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成基本線段。貝U X0= ( L1x1 + L2x2 + - Lnxn ) /(L1 + L2 + - Ln)= (9.54*4.77+3*6.27+4.77*17.31+3.87*1.935+2.07*4.905+3.6*7.74+3*6.27+3.6*14.34+2.07*17.175+3.84*20.145)/(9.54*2+3*2+3.87*2+2.07*2+3.6*2 )

8、=11.04 Y0= (L1y1 +L2y2 + Lnyn ) / ( L1 + L2 + + Ln )=3.47*3.47+4*5.47*2+1.7*8.32*4+3.47*2*9.205/3.47*4+1.7*4+4*2 ） = 6.159 （五）模具工作部分尺寸計算：由于本產品采用IT14級精度，查工具與制造手冊知： Zmax =0.20mm , Zmin =0.20mm.則，對于下料凹模磨垠后 刃口尺寸：變大，所以查表2-11得，由公式2-11得：凹模磨垠后，尺寸 B變大，由表2-11查得X=0.75,由公式 2-12得 尺寸不變 得 對于彎曲模刃口尺寸計算，以下部 U 型彎曲為例計算

9、：查表得，間隙Z=0.3, =0.25。,則由公式得 （六）模具主要零部件設計：1落料凹模：1）厚度H的計算：查表得 K取1.25 =14.10mm,取H=15mm 2）模長度和寬度， 根據凹模周界尺寸，查沖壓模具設計與制造簡明手冊得 凹模周界尺寸 80*63mm根據凹模周界尺寸和送料方式凹模周界凸模長度配用模架閉合高度孔距墊板厚度固定 板厚度卸料板厚度 導料板 凹模厚度L B 42最大最小s 4 14 12 長度 厚度 14 80 63 130 110 62 36 45 21 83 6 3）凹材 料的選用：根據沖壓模具設計與制造簡明手冊表8-3，材料選用45鋼。4）凹模的選用 由于零件尺寸較

10、小，所以在所有模具中， 凹模均選用整體式凹模。2落料凸模 由表知凸模長度為 42mm,為便于凸模和固定板的加工，可通過這設計成鐘接方式與固定板固定 .沖孔凸模 由于相隔很近，不宜采用階梯結構，設計成鋼接方式.凸模材 料：參照沖壓模具設計與制造簡明手冊選用Cr12 2）校核 考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對最小凸模5mm進行強度和剛度校核：（1）強度校核：根據凸模校核公式：L<90d/ 可得：L<90d/=51.49mm, L:為凸模的允許最大工作尺寸，而設計中，凸模的工作尺寸為42,所以鋼度得以校核.（2）剛度校核 凸模的最小直徑 d應滿 足：所以5>1.2，凸模強度得以校核.

11、3:卸料板的設計卸料板采用Q235制造，卸料板輪廓尺寸與凹 模固定板輪廓尺寸相同，厚度根據 JB/T 8066.2-1995規定， 選用80mme 63mme 14-17組模具參考，取其厚度為 12mm。查模具設計簡明手冊P298典型卸料縱向送料組合得相應：組合的零件尺寸由上圖表可得兩圓柱銷銷孔之間的距離S1=36mm,兩內六角螺釘之間的橫向距離S=62mm,兩內六角螺釘之間的橫向距離 S2=45mm. 4 :固定板的的設計1）凹模固定板的厚度：其厚度與凹模的厚度尺寸相當，取14mm； 2）凹模固定板的外形尺寸:與卸料板的外形尺寸一致，根據核準選取板的規格為。3）材料：選用Q235鋼4）配合及

12、連接件：凹模與凹模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過2個銷釘定位,4個螺釘與下模座連接固定 ，各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致，頂部與模鐘接，因此必須倒角。5）凸模固定板的厚度：其厚度與凸模的厚度尺寸相當，取14mm； 6）凸模固定板的外形尺寸：與卸料板的外形尺寸一致，根據核準選取板的規格為。7）材料：選用Q235鋼；8）配合及連接件：凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過 2個銷釘定位,4個螺釘與上模座連接固定 ，各形孔的位置尺寸與凸模的保持一致，頂部與凸模鐘接，因此必須倒角。（七）模架及其他零部件的設計該模具采用中間導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的線上，所以上模座在導柱

13、上滑動平穩。常用于縱向送料級進模送。以凹模輪廓尺寸為依據，選擇模架規格。上模座按 GB/T 2855.2-1990規定，厚度取 25mm,墊板厚 度取4mm,固定板厚度取14mm,卸料板厚度取12mm,下模座 按 GB/T 2855.2-1990規定，厚度取 30mm,固定板厚度取 4mm o根據上下模座選取導柱為18mm< 140mm,導套為 20mn¥ 100mm< 25mm。模具閉合高度 H=120-140mm（八）模具閉合高度及壓力機有關參數1）校核模具閉合高度公式 式中 壓力機最大閉合高度；壓力機最小閉合高度；墊板厚度。根據前面初選壓力機 J11-5,查模具設計

14、與制造簡明手冊P49表1-81得：一 將以上數據帶入公式，得 126具主要技術參數如下： 型號公稱壓力滑塊行程形成次數最大閉合高度閉合 高度調節量工作臺尺寸墊板厚度模柄孔尺寸J11-5 50KN 0-40mm 140mm 20mm 前后 左右 30mm 直徑 深度 180mm 320mm 25mm 40mm （十）設計并繪制模具總裝圖 按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準件。繪制模具裝配圖參考文獻：1:冷沖壓技術翁其金主編 北京機械工業由版社 2000年 11月版2:互換性與測量技術基礎（第四版）廖念釗 許金釗 主編 中國計量生版社 2008年2月版3:現代工程制圖 李麗 主編 高等教育由版