課程設(shè)計圓墊片沖裁模設(shè)計

1、圓 墊 片 沖 裁 模 設(shè) 計指導(dǎo)老師：周亞軍姓名：張林琳班級： 10 材料學(xué)號： 3目錄摘要 1一、工藝性分析 2二、工藝方案的確定 2三、沖裁模間隙值確定 3四、凸、凹模刃口尺寸的確定 3五、條料的寬度和導(dǎo)料板間距計算 4六、沖裁工藝力和壓力中心的計算 6七、主要零部件設(shè)計 8八、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 9九、壓力機的選擇 11十、模具總裝圖 11十一、設(shè)計總結(jié) 12參考文獻 12【摘要】 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加 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）的一種特殊工藝裝

2、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)計和制造有直接關(guān)系。 模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低， 是衡量一個國家產(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 開發(fā)能力?！娟P(guān)鍵詞】圓墊片沖裁模設(shè)計、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)計選取第 4 組數(shù)據(jù)：尺寸a=$ 35mm尺寸b= 17mm厚度=1.0mm精度為IT14 ;大批量生產(chǎn)；材料為 45#鋼一、零件的工藝性分析該零件是普通圓墊片

3、，材料為 45#鋼，要對零件進行大批量的生 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。二、確定工藝方案首先根據(jù)零件的形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該 零件需要的基本工序有落料和沖孔。方案一：先落料，再沖孔，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，采用級進模生產(chǎn)。方案一單工序模具結(jié)構(gòu)簡單，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)簡單， 為提高生產(chǎn)效率， 主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級進沖裁 方式。方案二復(fù)合模能在壓力機一次行程內(nèi)，完成

4、落料、沖孔等多道工 序，所沖壓的工件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對位置重 復(fù)性好，由于壓料沖裁的同時得到了校平， 沖件平直且有較好的剪切 斷面。方案三級進?？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， 但級進模沖裁受壓力機工作臺面尺寸與工序數(shù)的 限制，沖裁件尺寸不宜太大。另外級進模沖裁中、小型零件時零件平 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，通過對比 以上三種方案，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單實用，沖壓工藝過程穩(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清除，節(jié)省了時間，

5、同時也節(jié)省 大量勞動力，提高了生產(chǎn)率。所以采用倒裝復(fù)合模具。三、沖裁模間隙凸凹模間隙對沖裁件質(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)驗確定、圖表確定三種方法。根據(jù)近年來的研究 與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，在確定間隙值時要按要求分類確定。本設(shè)計中選用圖表確定法。根據(jù)圓墊片材料為45#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程中的磨損使間隙增大，故選取 Z=0.10四、凸模與凹模刃口尺寸的計算由p18公差表查得 17 IT14級為 17o+043,由課本P37表3-5 “磨損系數(shù)”取 X=0.5；由p18公差表

6、查得 35 IT14級為 35-0.62 0,由課本P37表3-5 “磨損系數(shù)”取 X=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 級加工制造。則，沖孔：dp= (dmin+xA) - p0= (17+0.5 x 0.43 ) -0.027 o=17.215-o.o2?0 mm. / . +8 d+.43 / r / L +0.043dd= (dp+Zmin) 0 = (17.215+0.10 ) o =17.315 mm校核 | 8 p|+| 8d| 0.14-0.100.07 0.04 (不滿足間隙公差條件)，則由8 p 0.040.101 0.0

7、4 (不滿足間隙公差條件)，則由8 p=34.69?！?24 mm Dd=34.590-0.016 mm五、條料的寬度和導(dǎo)料板間距計算1 .條料寬度的計算由課本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)計采用無測壓裝置沖裁，故由課本P48公式(3-16)得：條料寬度 B -0=(Dmax+2a+Z)- 0=(35+2x1.0+0.5) -0=37.5- 0.20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 =0.202. 導(dǎo)料板件距離的計算由課本P48公式(3-17)得：導(dǎo)料板間

8、距離 B0=B+C=Dmax+2a+2c=35+2X 1.0+2 X 0.5=38確定條料寬度之后， 選擇 1000X 500 的板料規(guī)格， 采用橫向剪裁。 繪制排樣圖如下：3. 材料利用率一個步距內(nèi)的材料利用率n 二A/(B*S) X 100%=3.14X(35 2-17 2)/ (37.5X35.8X4)X100%=2939.04/5370.0 X 100%=54.7%式中，A-一個步距內(nèi)工件的實際面積；S-送料步距；B-條料寬度；六、沖裁工藝力和壓力中心的計算由課本P52公式（3-21 ）普通平刃口模具沖裁力 F=KLt t b般材料的C b=1.3 T b,又K 般為1.3，所以F=L

9、t （T b,式中C b-材 料抗拉強度（ Mpa）。查得,45#鋼的t b可取得為780 Mpa。落料力 F=Lt t b=35 nX 1.0 X 780=85722N=85.722KN沖孔力 F=Lt t b=17nX 1.0 X 780=41636.4N=41.6364KN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 ； K T=0.1;卸料力 FX=KXF=85.722X （0.065-0.075）=5.572-6.429KN;取 FX=6KN；推件力 FT=n KTF上式中工件數(shù)n二h/t , h凹?？卓谥北诘母叨?，t為材料厚度；查得 h=4

10、-10，貝卩 n=8/1=8;Ft=8X 0.1 X 85.722=685.776KN沖壓工藝力總和Fz=F+F+Ft=85.722+6.000+685.776=777.498 KN2. 確定壓力中心因為零件為圓環(huán)形墊片，故其壓力中心即為其幾何中心，在墊片的圓心上。七、主要零部件設(shè)計：(1)工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、沖孔凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工， 臺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L可按公式計算：凸模 L=h1+h2+t+h=h1+l 自=(0.6+0.8 ) *1* 3 0.1*41600+5=28mm凸模強度的校核由表3-

11、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€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(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算：凹模厚度 H=kb=0.15 X 34.69mm=5.2m(查表得 k=0.15 )凹模壁厚 c= （1.5 2） H=7.8mmr 10.4mm取凹模厚度H=5mm凹模壁厚c=10mm凹模寬度 B=b+2c= （34.69+2 X 10） mm=55mm凹模長度L和B相同為55 mm （送料方向） 凹模輪廓尺寸為 55mmX 55mmX 10mm3、凸凹模凸凹模長度， Hta =H0-F0+Hx-2-10=80-

12、6.05+10-2-10=72mm 八、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計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、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。1 送料定位機構(gòu)設(shè)計采用伸縮式擋料銷縱向定位， 安裝在橡膠墊和活動卸料板之間。 工作 時可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便 .2 卸料機構(gòu)設(shè)計2.1 條料的卸除 采用彈性卸料

13、板。因為是倒裝式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。2.2 工件的卸除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 出件機構(gòu)設(shè)計因為是復(fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機構(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% 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，

14、 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。凸模固定板為圓形，厚度 一般取凹模厚度的 0.60.8 倍，材料為 Q235H凸固定 14mm4.4 墊板沖裁時，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， 這時需要在凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。 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

15、板與凸凹模的雙面間隙為 0.10.3mm.卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm螺紋部分為M1CK 10mm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有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(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、壓力機的選擇因為該墊片需要大批量生產(chǎn)， 故采用高速壓力機， 采用機器的型號 可以為 JC23-35模具的閉合高度為 H+H上模+L+H+ H下模h2 = (5+8+28+5+8-2) mm=52m式中L 凸模長度，L=28mm H 凹模厚度，H=5mmh2凸模沖裁后進入

16、凹模的深度，h2=2mm選擇壓力機 JC23-35公稱壓力 350KN最大閉合高度 280mm最小閉合高度 220mm所以 Hmax 5 H 模 Hmin 10壓力機工作臺尺寸 380 610，壓力機合格，可用。十、模具總裝圖：通過以上設(shè)計， 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。條料送進時首先采用始用擋料銷作為粗定距， 在落料凸模上安裝一個導(dǎo)正銷 , 以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第二步?jīng)_壓后，把條料向前移動，用落料孔套在擋料銷上，并向前推緊，沖壓時

17、凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距。 活動擋料銷位置的設(shè)定比理想的幾何 位置向前偏移0.2mn,沖壓過程中粗定位完成以后，當(dāng)用導(dǎo)正銷作精 確定位時，由導(dǎo)正銷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0.02mm具體圖解，見裝配圖。十一、設(shè)計總結(jié)通過對墊片連續(xù)模具的設(shè)計， 我對常用沖壓件在沖壓過程中對模 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 及設(shè)計計算方法，對獨立設(shè)計模具具有了一次新的鍛煉。根據(jù)模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。 在設(shè)計過程充分利用了各種可以利用的方式， 同時在反復(fù)的思考 中不斷深化對各種理論知識的理解，在設(shè)計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。以計算機為手段， 專用模具分析設(shè)計軟件為工具設(shè)計模具。 軟件 可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸， 金屬材料數(shù)據(jù)庫