多孔墊圈20093956

1、課程名稱：金屬塑性成形工藝與模具（課后作業(yè)） 學(xué)院： 年級: 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)號：1：沖壓部分：名稱：多孔墊圈材料：45#鋼件數(shù)：100w。要求：1) 確定沖裁工藝方案2) 選擇模具結(jié)構(gòu)形式3) 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算（包含沖裁間隙選擇、沖裁模刃口尺寸計(jì)算、沖壓力及壓力中心計(jì)算、排樣方案選擇等） 4) 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸5) 校核模具閉合高度及壓力機(jī)參數(shù)6) 繪制模具總裝圖及零件圖一、零件工藝性分析： 從圖中可以看出，該零件的輪廓外形是近似正方形的矩形，矩形板料內(nèi)部有3個(gè)孔，其中有2個(gè)孔尺寸大小完全相同。零件沿豎直中心線左右對稱，且零件的厚度為3mm，屬于薄板類工件。

2、由題可知此零件為多孔墊片，生產(chǎn)批量為100萬件，工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中多采用沖壓工藝。通過公差帶查表可得沖孔件的尺寸精度要求為IT9級；落料件的尺寸精度在IT14級以下。該零件的坯料采用3 mm厚的45#鋼板料，屬于中厚板，零件的尺寸小，且生產(chǎn)批量大，而且產(chǎn)品的形位精度要求高（兩孔之間距離）。由于落料的精度要求不高，而且下料可以達(dá)到方片的尺寸精度，這樣可以節(jié)省材料，同時(shí)將落料與沖孔復(fù)合起來，提高生產(chǎn)效率，且模具的制造維修方便，降低模具制造的成本。二、確定沖裁工藝方案：通過查閱金屬塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)等資料得到，可能的工藝方案有三種：方案一：單工序模，先落料得到67X66的矩形板料，后沖孔得到完整零

3、件。 方案二：復(fù)合模，沖孔落料在壓力機(jī)的一個(gè)沖程中完成。 方案三：級進(jìn)模，將沖孔、落料組合在一副模具中，先沖孔再落料。單工序模的優(yōu)點(diǎn)是單個(gè)模具簡單，但需要設(shè)計(jì)兩套模具，兩臺壓力機(jī)，成本顯然最高。生產(chǎn)過程中，半成品零件需從一個(gè)模具轉(zhuǎn)移到另一個(gè)模具，加工工時(shí)最長，生產(chǎn)效率最低。復(fù)合模和級進(jìn)模都只需要一臺壓力機(jī)，級進(jìn)模相當(dāng)于兩個(gè)模具的串聯(lián)，所占體積較復(fù)合模大。級進(jìn)模的廢料、成品都可以從下模的孔洞中掉出，省去了頂出機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)大衛(wèi)簡化。但級進(jìn)模的模具是非對稱的，壓力中心不在幾何中心處，對設(shè)計(jì)和調(diào)試不利。復(fù)合模是軸對稱的，降低了設(shè)計(jì)調(diào)試的難度。其成形部分由凸模、凹模和凸凹模組成，另廢料和成品分別從上下兩個(gè)

4、方向脫出，必須設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)，故復(fù)合模的結(jié)構(gòu)是三者中最復(fù)雜的，但考慮到目標(biāo)零件本身并不復(fù)雜，凸凹模結(jié)構(gòu)相對簡單，復(fù)合模的優(yōu)勢最大。綜合考慮幾種方案，我選用復(fù)合模工藝方案。三、選擇模具結(jié)構(gòu)形式：綜合以上各方面因素的考慮，模具采用軸對稱式的正裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。凸凹模裝置上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模，在沖裁時(shí)，上模部分由壓力機(jī)橫桿通過推件系統(tǒng)推出的是沖孔廢料，而沖裁件則是由安裝在下模座下的頂料裝置由下而上頂出。模具的導(dǎo)向方式采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，零件的定位采用定位銷定位，用擋料銷擋料，進(jìn)料方式采用手工進(jìn)料。卸料方式為固定卸料板和橡膠墊卸料，模架用滑動(dòng)后側(cè)導(dǎo)向模架，模具采用螺釘安裝。四、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算

5、： 1、沖裁間隙選擇： 經(jīng)查落料、沖孔模初始雙面間隙Z表得：當(dāng)料厚t=3mm時(shí)，凸凹模間隙的最小值=0.62，最大值=0.68。 2、排樣方案： 排樣方案有多種，因生產(chǎn)批量較大，為了簡化沖裁模的結(jié)構(gòu)，便于定位，采用單排排樣方案，如下圖所示：條料的寬度：模具結(jié)構(gòu)無側(cè)壓裝置和側(cè)刃，則條料的寬度為：B=Dmax+2a=66+22.2=70.4mm，取整得到71mm（a為搭邊距離，下面查表所得）條料的長度：手工送料，條料長度不宜超過11.5 m，可選條料的長度尺寸為690 mm。具體排樣圖如下：3、計(jì)算材料利用率： 查表得，t=3mm時(shí)兩工件間的搭邊值a1=1.8mm；工件與條料邊緣搭邊值a=2.2m

6、m. 一個(gè)進(jìn)距的材料的利用率：n=S/A*B*100%=（66*67）/（67.8*71.4）*100%=91.35%4、計(jì)算沖壓力： （1）落料力：K=1.3 L=66*2+67*2=266mm T=3mm =370MPaF=KLt=1.3x266x3x370=384KN （2）卸料力：=0.035x384=13.44KN （3）頂件力：=0.05x384=19.2KN（4）沖孔力： F=KLt=21.362.833370+1.337.683370 =235.70 KN（5）推料力：F推= nK推F沖=30.045236KN=31.82 KN（6）沖壓力：F總 = F落+ F卸+ F推=38

7、4+13.44+31.82=429.26KN5、壓力中心的計(jì)算：圖1圖2由上圖可以看出，該零件左右對稱，以圖中豎直中心線和底面線為坐標(biāo)軸，底面線為X軸，豎直中心線為Y軸，則壓力中心點(diǎn)必在Y軸上，即X0=0，如上圖2。a=66mm Ya=67mmb=2x67=134mm Yb=33mmc=66mm Yc=0mmd=12 Yd=67-14=53mme=2x20=40 Ye=67-46.5=20.5mm6、沖裁模刃口尺寸計(jì)算： 互換加工主要適用于規(guī)則形狀的工件加工，因此沖裁模具相對簡單，采用分別加工，設(shè)計(jì)時(shí)需要在圖樣上標(biāo)注凸、凹尺寸及制造公差。 （1）、落料部分刃口尺寸計(jì)算：長x寬厚度tX67x66

8、30.620.620.680.50.030.02落料凹模：落料凸模：沖裁間隙檢驗(yàn)：公式：帶入數(shù)據(jù)：同理：0.050.06，故間隙合適。（2）、沖孔部分刃口尺寸計(jì)算：直徑d厚度tX1230.0480.620.0680.750.0200.020沖孔凸模：沖孔凹模：沖裁間隙檢驗(yàn)：公式：帶入數(shù)據(jù)：同理：0.040.06，故間隙合適。（3）、孔中心距： 五、選擇與確定模具的主要零件部分的結(jié)構(gòu)和尺寸 1、工作零件：（1）、凸模沖孔凸模：結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)為直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M6的螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H7/m6,其總長L按公式計(jì)算: L=h1+h2+h3+

9、h=15+10+5+20=50mm式中: 凸模長度（mm） 凸模固定板厚度（mm） 卸料版厚度（mm） 材料厚度（mm） 增加長度（mm）由于所沖孔均為圓形，且不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。其中2個(gè)沖的圓形孔，1個(gè)沖的圓形孔。根據(jù)JB/T 8075.2-1995，凸模選擇直徑d=12mm，高度L=48mm，材料為T10A，h為II型的B型圓凸模。根據(jù)JB/T 8075.2-1995，凸模選擇直徑d=20mm，高度L=48mm，材料為T10A，h為II型的B型圓凸模。（2）、凹模凹模尺寸計(jì)算公式如下：凹模高度：h=Kb=0.5x67

10、=33.5mm，按標(biāo)準(zhǔn)取35mm凹模壁厚：，按標(biāo)準(zhǔn)取取30mm凹模寬度：凹模長度：所以凹模輪廓尺寸為：157mmx156mmx45mm（3）凸凹模工作尺寸：凸凹模的長度：L=h自由-h預(yù)+H卸+H1 h自由凸凹模的自由高度，取h自由=16 mm； h預(yù)橡膠的預(yù)壓高度，一般情況下，取h預(yù)=2 mm； H卸卸料板的厚度，取H卸=5 mm； H1凸凹模固定板厚度，H1=（0.60.8）H，取H1=21 mm。 所以，L=h自由-h預(yù)+H卸+H1=16-2+5+21=40 mm。 凸凹模的壁厚校核 查資料知道，倒裝復(fù)合模的最小壁厚Cmin=6.7（板厚3 mm），該凸凹模中最小壁厚： C=7.8566

11、.7 所以凸凹模壁厚校核合格，所設(shè)計(jì)的凸凹模復(fù)合要求。2、其他零件尺寸的確定（1）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)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為矩形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235 取=21 mm（2）凸凹模固定板的厚度：取H1=21 mm。（3）墊板：沖裁時(shí)，如果凸模的端部對模座的壓應(yīng)力超過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。即下列情況下需要加墊板。 q= q凸模固定端的壓力（Mpa

12、） A凸模固定部分最大剖面積（mm） F沖模沖孔的沖裁力（N） 模座材料許用壓應(yīng)力（Mpa）墊板的外形輪廓與凸模固定板一致，厚度一般取412 mm。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度Ra0.320.63。由上面的計(jì)算可知，本模具在上模座與凸模固定板之間必須安裝墊板，厚度取為5mm。（4）卸料板卸料板為矩形板，外形尺寸一般取與凹模相同，厚度為10mm。卸料板材料選A3或45#鋼，不用熱處理淬硬。卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為10 mm，螺紋部分為M1010 mm。卸料螺釘尾部應(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l mm，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。（

13、4）橡膠墊為保證橡膠墊不過早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要高度的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%。 經(jīng)查表可得：橡膠墊的自由高度為 mm，取20mm預(yù)壓縮量取為 2mm（5）模座根據(jù)凹模板的尺寸，模座采用標(biāo)準(zhǔn)的后側(cè)導(dǎo)柱模架，材料采用HT250。標(biāo)記為： 模架160160160200 I GB/T2851.3上模座16016040 GB/T2855.5；下模座16016045 GB/T2855.6。凹模周界L=160mm，B=160mm，閉合高度H=160200 mm，I級精度的后側(cè)導(dǎo)向模架。六、校核模具閉合高度及壓力機(jī)參數(shù)：沖裁壓力的選擇應(yīng)比計(jì)算的