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： 材料學(xué)院年 級(jí) : 2 0 1 0 級(jí) 專業(yè)班級(jí)：材控 1 班 學(xué)生姓名：黃 和 猛 學(xué) 號(hào)： 201037141:沖壓部分：名稱：多孔墊圈材料：45#鋼件數(shù)：100Wo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(duì)稱，且零件的厚度為3mm屬于薄板類

2、工件。由題可知此零件為多孔墊片，生產(chǎn)批量為100萬(wàn)件，工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中多采用沖壓工藝。通過(guò)公差帶查表可得沖孔件的尺寸精度要求為IT9級(jí)；落料件的尺寸精度在 IT14級(jí)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(lái)，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(guò)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：?jiǎn)喂ば蚰?，先落料得?7X66的矩形板料，后沖孔

3、得到完整零件。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(jí)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(jiǎn)單，但需要設(shè)計(jì)兩套模具，兩臺(tái)壓力機(jī)，成本顯然最高。生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)，生產(chǎn)效率最低。復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模都只需要一臺(tái)壓力機(jī)，級(jí)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(jí)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(jiǎn)化。但級(jí)進(jìn)模的模具是非對(duì)稱的，壓力中 心不在幾何中心處，對(duì)設(shè)計(jì)和調(diào)試不利。復(fù)合模是軸對(duì)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

4、別 從上下兩個(gè)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(duì)簡(jiǎn)單，復(fù)合模的優(yōu)勢(shì)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(duì)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(guò)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

5、。四、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算：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 耳* =0.62,最大值=0.682、排樣方案：排樣方案有多種，因生產(chǎn)批量較大，為了簡(jiǎn)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：WK無(wú)驀血*9* 111許壽耳|i神1511條料的寬度：模具結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)壓裝置和側(cè)刃，則條料的寬度為：0B=Dmax+2a- =66+2x 2.2=70.4mm，取整得到 71mm（a為搭邊距離，下面查表所得）條料的長(zhǎng)度：手工送料，條料長(zhǎng)度不宜超過(guò)11.5 m，可選條料的長(zhǎng)度尺寸為690 mmo具體排樣圖如下：3、計(jì)算材料利用率：查表得

6、，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=2.2mm.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=1.3L=66*2+67*2=266mmT=3mm& =370MPaF=KLt =1.3x266x3x370=384KN(2) 卸料力：F 尸Kj|.F =0.035x384=13.44KN(3) 頂件力：F 滬KiaF =0.05x384=19.2KN(4) 沖孔力：F=KLt =2X 1.3 X 62.83 X 3X 370+1.3 X 37.68 X

7、 3X 370 =235.70 KN(5) 推料力：F 推=nK 推 F 沖=3X 0.045 X 236KN=31.82 KN(6) 沖壓力：F 總=F 落 + F 卸 + F 推=384+13.44+31.82=429.26KN5、壓力中心的計(jì)算:c=66mmd=12 n由上圖可以看出，該零件左右對(duì)稱，以圖中豎直中心線和底面線為坐標(biāo)軸，底面線為 Y軸，則壓力中心點(diǎn)必在Y軸上，即Xc=0,如上圖2。a=66mm Ya=67mmb=2x67=134mm Yb=33mmX軸，豎直中心線為Yc=OmmYd=67-14=53mme=2x20 n =40 n Ye=67-46.5=20.5mmA +厶

8、+厶+仃6、沖裁模刃口尺寸計(jì)算：31, 25fTTTl)0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(duì)簡(jiǎn)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。落料(gr仍D廠(坷-= (D甸-也-乙；沖孔dr =風(fēng)沖+皿)；QHL 中心距La = (/-kO.SAlllknSA式中 口、一落料凸、凹模刃口尺寸，單林nn；備 血沖孔凸凹模町口尺寸，單nnn：AI ff .弟荷 mm：%、3.i凸*凹梗制一推公菱，即也mnvT驛栩忝數(shù).見(jiàn)柘&(1)、落料部分刃口尺寸計(jì)算:長(zhǎng)X寬厚度tA氐i.7X6d67x6630.620.620.680.50.030.02落料凹模：(7 一 山5

9、川 0.62 = 66.69i3(66 - Q.&* 02)3 =昭旳嚴(yán)陽(yáng)落料凸模：(66.59-0,623Q=65.97ao35刈一山62出冊(cè)廠84.97%訕沖裁間隙檢驗(yàn)：公式:陽(yáng)讓殳Z,.帶入數(shù)據(jù)：.同理：憐|0.05.048)= 12.036020rfP = (d + Xi)/ = (Z+ 75 * ft.O48)lo.ffaD = 2D.036O2O沖孔凹模：必=(rfp + Zzjfm 二(1L036 + 祝的嚴(yán)20 =炮7i6嚴(yán)血 tfd = (tfp += (20.036+ 9.68)t0X3 = 2Q.716jDlCE1沖裁間隙檢驗(yàn)：公式：卜“帶入數(shù)據(jù)： -同理：|匚-0.04

10、 6.7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)奈恢谩９潭ò宓耐鼓０惭b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。凸模固定板為矩形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235取H凸固定=21 mm(2) 凸凹模固定板的厚度：取H仁21 mm(3) 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。即下列情況下需要加墊板。Fq=A cr q凸模固定

11、端的壓力(Mpa2A凸模固定部分最大剖面積(mm )F沖模沖孔的沖裁力(Nc 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Raw 0.320.63。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 M10X 10 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 I mm有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與

12、卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。(4) 橡膠墊35%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% 般取自由高度的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h自由20冃0.25 mm 取 20mm預(yù)壓縮量取為h預(yù) 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 160 X 160X 160200 I GB/T2851.3上模座 160 X 160 X 40 GB/T2855.5 ;下模座 160 X 160 X 45 GB/T2855.6。凹模周界L=160mm B=160mm閉合高度 H=160200 mm I級(jí)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)：，在此沖裁壓力的選擇應(yīng)比