圓墊片沖裁模設(shè)計(jì)

1、圓墊片沖裁模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：蔣愛(ài)云姓名：高浩班級(jí)：10材料學(xué)號(hào)：日期：2013.11.5目錄摘要.11、 工藝性分析.22、 工藝方案的確定.23、 沖裁模間隙值確定.34、 凸、凹模刃口尺寸的確定.35、 條料的寬度和導(dǎo)料板間距計(jì)算.46、 沖裁工藝力和壓力中心的計(jì)算.67、 主要零部件設(shè)計(jì).88、 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).99、 壓力機(jī)的選擇.1110、 模具總裝圖.1111、 設(shè)計(jì)總結(jié).12參考文獻(xiàn).12【摘要】沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）

2、的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力?！娟P(guān)鍵詞】圓墊片沖裁模設(shè)計(jì)、工藝分析、工藝方案、沖裁間隙、凸模與凹模刃口尺寸、條料寬度、導(dǎo)料板間距、沖裁工藝力、壓力中心本設(shè)計(jì)選取第4組數(shù)據(jù)：尺寸a=25mm；尺寸b=12mm；厚度=1.0mm；精度為IT14；大批量生產(chǎn)；材料為08鋼。一、零件的工藝性分析該零件是普通圓墊片，材料為08鋼，要對(duì)零

3、件進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。該件屬于隱蔽件，被完全遮蔽，外觀上要求不高，只需平整，中心圓孔是該零件需要保證的重點(diǎn)。二、確定工藝方案首先根據(jù)零件的形狀確定沖壓工序類(lèi)型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有落料和沖孔。方案一：先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料和沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。方案二復(fù)合模能在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔等多道工序，所沖壓的工件精度較高

4、，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置重復(fù)性好，由于壓料沖裁的同時(shí)得到了校平，沖件平直且有較好的剪切斷面。方案三級(jí)進(jìn)?？梢约庸ば螤顝?fù)雜、寬度很小的異形沖裁件，且可沖裁比較厚的零件，但級(jí)進(jìn)模沖裁受壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁件尺寸不宜太大。另外級(jí)進(jìn)模沖裁中、小型零件時(shí)零件平面度不高，高質(zhì)量工件需校平。根據(jù)沖壓模工藝原理，結(jié)合產(chǎn)品（墊圈）結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比以上三種方案，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，沖壓工藝過(guò)程穩(wěn)定可靠，比較適合該零件了生產(chǎn)制造。另外為了便于排泄廢料，故采用倒裝復(fù)合模沖裁生產(chǎn)，避免了廢料要人工來(lái)清除，節(jié)省了時(shí)間，同時(shí)也節(jié)省大量勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)率。所以采用倒裝復(fù)合模具。三、沖裁模

5、間隙凸凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命都有很大影響。間隙值有理論確定、經(jīng)驗(yàn)確定、圖表確定三種方法。根據(jù)近年來(lái)的研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類(lèi)確定。本設(shè)計(jì)中選用圖表確定法。根據(jù)圓墊片材料為08鋼，厚度為1.0mm，由課本P34 “沖裁模初始間隙值” 表3-4查得Zmin=0.10，Zmax=0.14考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故選取Z=0.05。四、凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算由p18公差表查得12 IT14級(jí)為120+0.43，由課本P37表3-5“磨損系數(shù)”取X=0.5；由p18公差表查得25 IT14級(jí)為250-0.52，由課本P37表3-5“磨損系數(shù)”取X=

6、0.5；由“沖裁件精度與模具制造精度的關(guān)系”確定凸凹模的分別按IT8和IT9級(jí)加工制造。則，沖孔：dp=（dmin+x）-p0=（12+0.50.43）-0.0270=12.215-0.0270 mmdd=（dp+Zmin）0+d=（12.215+0.10）0+0.043=12.3150+0.043 mm校核 |p|+|d|Zmax-Zmin0.027+0.0430.14-0.100.070.04 （不滿足間隙公差條件），則由p0.4（Zmax-Zmin），d0.6（Zmax-Zmin），則dp=12.2150-0.016mm，dd=12.2650+0.024mmch簡(jiǎn)單實(shí)用，沖壓工藝過(guò)程穩(wěn)定

7、可靠。該零件需要的基本工序有落料、555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555落料：Dp=（Dmax-x）0+p=（25-0.50.52）0+0.052=24.740+0.052mmDd=（Dp-Zmin）-d0=（24.74-0.05）-0.0330=24.69-0.0330 mm校核 |p|+|d|Zmax-Zmin0.052+0.0330.040.0850.04 （不滿足間隙公差條件），則由p0.4（Zmax-Zmin），d0.6（Zmax-

8、Zmin），則Dp=24.740+0.024mm，Dd=24.690-0.016mmch簡(jiǎn)單實(shí)用，沖壓工藝過(guò)程穩(wěn)定可靠。該零件需要的基本工序有落料、666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666五、條料的寬度和導(dǎo)料板間距計(jì)算1.條料寬度的計(jì)算由課本P46表3-7“最小搭邊值”可知，工件間a1=0.8，側(cè)面a=1.0本設(shè)計(jì)采用無(wú)測(cè)壓裝置沖裁，故由課本P48公式（3-16）得： 條料寬度 B-0=(Dmax+2a+Z)- 0 =（25+21.0+0.5）

9、- 0 =27.5- 0.150上式中，Z值由課本P50表3-9“導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙”知Z=0.5；值由課本P51表3-11“條料寬度偏差”知=0.152.導(dǎo)料板件距離的計(jì)算由課本P48公式（3-17）得： 導(dǎo)料板間距離B0=B+C=Dmax+2a+2c =25+21.0+20.5 =28確定條料寬度之后，選擇1000500的板料規(guī)格，采用橫向剪裁。繪制排樣圖如下： 3.材料利用率一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 =A/(B*S) 100%=3.14(25 -12 )/（27.525.84）100%=1510.34/2838.0100%=53.2%式中，A-一個(gè)步距內(nèi)工件的實(shí)際面積；S-送料步距

10、；B-條料寬度；六、沖裁工藝力和壓力中心的計(jì)算1.計(jì)算工藝力由課本P52公式（3-21）普通平刃口模具沖裁力 F=KLtb一般材料的b=1.3b，又K一般為1.3，所以F=Ltb，式中b-材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）。查得,08鋼的b可取得為250Mpa。落料力F=Ltb=351.0250 =27475N =27.5KN沖孔力F=Ltb=171.0250 =13345N =13.4jKN由課本P56表3-15“卸料力、推件力、頂件力系數(shù)”查得KX=0.065-0.075； KT=0.1;卸料力FX=KXF=27.5(0.065-0.075)=1.7875-2.0625KN;取FX=2KN；推件力FT

11、=n KTF 上式中工件數(shù)n=h/t，h凹模孔口直壁的高度，t為材料厚度；查得h=4-10，則n=8/1=8；FT=80.127.5=22KN沖壓工藝力總和FZ=F+FX+FT =27.5+2+22 =51.5 KN2.確定壓力中心因?yàn)榱慵閳A環(huán)形墊片，故其壓力中心即為其幾何中心，在墊片的圓心上。7、 主要零部件設(shè)計(jì)：（1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、沖孔凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，臺(tái)肩固定在凸模固定板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長(zhǎng)L可按公式計(jì)算：凸模L=h1+h2+t+h=h1+l自=（0.6+0.8）*1*+5=28mm凸模強(qiáng)度的校核由表

12、3-16知，合格。2、 落料凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算：凹模厚度 H=kb=0.1534.69mm=5.2mm（查表得k=0.15）凹模壁厚 c=（1.52）H=7.8mm10.4mm取凹模厚度H=5mm，凹模壁厚c=10mm，凹模寬度B=b+2c=（34.69+210）mm=55mm凹模長(zhǎng)度L為100 mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為100mm55mm10mm3、 凸凹模凸凹模長(zhǎng)度，Hta=H0-F0+Hx-2-10=80-6.05+10-2-10=72mm 八、

13、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 經(jīng)分析，此工件有孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡(jiǎn)單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用伸縮式擋料銷(xiāo)縱向定位，安裝在橡膠墊和活動(dòng)卸料板之間。工作時(shí)可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1條料的卸除 采用彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。2.2 工件的卸除

14、采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，羅在模具工作表面上。2.3 沖孔廢料的卸除下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 3 出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)槭菑?fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機(jī)構(gòu)4 其他零件尺寸的確定4.1橡膠墊 為保證橡膠墊不過(guò)早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過(guò)摘要高度的45%，一般取自由高度的35%45%。橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%15%。4.2 凸凹模固定板凸凹模固定板形狀與凹模板一致，厚度為24mm。4.3凸模固定板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?。固定?/p>

15、的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為圓形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235 14mm4.4墊板沖裁時(shí)，如果凸模的端部對(duì)模座的壓應(yīng)力超過(guò)模座材料的許用壓應(yīng)力，這時(shí)需要在凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。由于本套模具選用壓入式模柄，在上模座與凸模固定板之間也必須安裝墊板，厚度取為8mm。4.5 卸料板卸料板同樣為圓形板，直徑和凹模板一致，厚度為10mm。卸料板材料選A3或（45）鋼，不用熱處理淬硬。取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.10.3mm.卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為10mm，螺紋部分為M1010

16、mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。4.6模座根據(jù)凹模板的尺寸，模座采用標(biāo)準(zhǔn)的中間導(dǎo)柱圓形模座，材料采用HT200。九、壓力機(jī)的選擇因?yàn)樵搲|片需要大批量生產(chǎn)，故采用高速壓力機(jī)，采用機(jī)器的型號(hào)可以為JC23-35 模具的閉合高度為H+H上模+LHH下模h2 =（5+8+28+5+8-2）mm=52mm 式中 L凸模長(zhǎng)度，L=28mm； H凹模厚度，H=5mm；h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm。選擇壓力機(jī)JC23-35公稱壓力350KN最大閉合高度280mm最小閉合高度220mm所以壓力機(jī)工作臺(tái)

17、尺寸，壓力機(jī)合格，可用。十、模具總裝圖： 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得到如下圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模、凸模固定板等組成，下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。條料送進(jìn)時(shí)首先采用始用擋料銷(xiāo)作為粗定距，在落料凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo),以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時(shí)完成第二步?jīng)_壓后，把條料向前移動(dòng)，用落料孔套在擋料銷(xiāo)上，并向前推緊，沖壓時(shí)凸模上的導(dǎo)正銷(xiāo)再作精確定距?；顒?dòng)擋料銷(xiāo)位置的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移0.2mm，沖壓過(guò)程中粗定位完成以后，當(dāng)用導(dǎo)正銷(xiāo)作精確定位時(shí)，由導(dǎo)正銷(xiāo)上圓錐形斜面再將條料向后拉回約0.2mm而完成精確定距。用這種方法定距，精度可達(dá)0.02mm。具體圖解，見(jiàn)裝配圖。十一、設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)對(duì)墊片連續(xù)模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)常用沖壓件在沖壓過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了沖壓成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。根據(jù)模具制造的加工工藝，來(lái)編寫(xiě)加工工藝卡片。在設(shè)計(jì)過(guò)程充分利用了各種可以利用的方式，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對(duì)各種理論知識(shí)的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟件就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以計(jì)算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計(jì)軟件為工具設(shè)計(jì)