圓墊片沖裁模設(shè)計.docx

圓墊片沖裁模設(shè)計 指導(dǎo)老師：蔣愛云姓名：高浩班級：10材料學(xué)號：100118008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)料板間距計算.46、 沖裁工藝力和壓力中心的計算.67、 主要零部件設(shè)計.88、 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計.99、 壓力機的選擇.1110、 模具總裝圖.1111、 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=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。方案三級進模可以加工形狀復(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，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算由p18公差表查得12 it14級為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級為250-0.52，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+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簡單實用，沖壓工藝過程穩(wěn)定可靠。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-zmin），則dp=24.740+0.024mm，dd=24.690-0.016mmch簡單實用，沖壓工藝過程穩(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 =（25+21.0+0.5）- 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1.計算工藝力由課本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=n ktf 上式中工件數(shù)n=h/t，h凹?？卓谥北诘母叨龋瑃為材料厚度；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。7、 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*+5=28mm凸模強度的校核由表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=0.1534.69mm=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凹模長度l為100 mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為100mm55mm10mm3、 凸凹模凸凹模長度，hta=h0-f0+hx-2-10=80-6.05+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%，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q235 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m1010mm。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+lhh下模h2 =（5+8+28+5+8-2）mm=52mm 式中 l凸模長度，l=28mm； h凹模厚度，h=5mm；h2凸模沖裁后進入凹模的深度，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所以壓力機工作臺尺寸，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，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距?；顒訐趿箱N位置的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移0.2mm，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