雙耳止動墊圈模具設(shè)計說明書沖壓課程設(shè)計說明書

1、上海工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計說明書 雙耳止動墊圈級進模設(shè)計上海工程技術(shù)大學(xué)沖壓模具課程設(shè)計說明書題目名稱 雙耳止動墊圈模具設(shè)計說明書 學(xué)院 材料工程學(xué)院 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程（cad/cam） 班級 0531111 學(xué)號 053111131 姓名 指導(dǎo)教師 曹陽根、鄧沛然 完成日期 2014.12.18 目 錄1.沖壓零件工藝性分析 12.沖壓工藝方案的確定 22.1沖壓方案設(shè)定. 22.2沖壓方案優(yōu)缺點分析22.3 排樣方式及材料利用率23. 模具總體設(shè)計.63.1 模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析.63.2 模具主要零件設(shè)計.63.2.1 落料凹模的設(shè)計63.2.2 沖孔凸模的設(shè)計.83.2.3

2、 凹模的設(shè)計93.2.4 卸料部件的設(shè)計.93.2.5模架及其它零部件設(shè)計93.3模具總裝圖134.凸凹模尺寸及壓力中心的計算.144.1 凸、凹模工作部分尺寸與公差144.1.1 凸凹模間隙.144.1.2 凹凸模尺寸計算. 144.2 壓力中心計算、彈性元件的選用及計算. 165.沖裁力計算、設(shè)備類型及噸位的確定.175.1 沖裁力計算.175.2壓力機的選定186.其它說明.187.小結(jié).208.參考文獻.201、沖壓零件工藝分析此次沖壓件為雙耳止動墊圈（gb855-88），規(guī)格為10mm，材料為q235-a，經(jīng)退火、不經(jīng)表面處理。工件精度為it13。具體尺寸如下圖： 零件圖零件工藝性分

3、析：此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料為q235-a鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，工件的尺寸全部為自由公差，可看作it13級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。根據(jù)沖裁件的基本尺寸，查沖壓手冊（第二版）表2-10，按it13級精度，查得各個尺寸的公差，得到各尺寸下圖所示：d=11 0 -0.27b=7 0 -0.22 l1=9 0 -0.22l=18 0 -0.27d1=6.4 +0.22 02、沖壓工藝方案的確定2.1 沖壓方案設(shè)定該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模

4、生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。2.2 沖壓方案優(yōu)缺點分析方案一中模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二和方案三只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，模具強度較高，操作方便。通過對上述三種方案的分析比較，可在方案二與方案中作出選擇，由于此制件所有尺寸都屬于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正足夠可以保證沖壓件的形狀精度，又考慮到如果設(shè)計成復(fù)合模，模具制造難度較大，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度。因此選用級進模更為合理。2.3 排樣方式及材料利用率查沖壓手冊（第二版）表2-17

5、與表2-18知：排樣1、2、 搭邊值：a=1.8 a1=1.5 排樣圖：單個沖壓件面積：a= 180.510116766, （1）直排（橫排）送料步距：s=25mm,條料寬度：通過計算，暫取b=18.1查模具設(shè)計與制造簡明手冊 表1-37，取板寬為19mm材料利用率：=a/bs*100%=39.9% 2）直排(豎排) 送料步距：s=16mm,條料寬度：通過計算，暫取b=27.1查模具設(shè)計與制造簡明手冊 表1-37，取板寬為28mm材料利用率：=a/bs*100%=41.63% 通過對2種排樣方案的列表比較：排樣方式?jīng)_裁件面積a（mm2）步 距s(mm)條料寬度b(mm)一個步距的材料利用率 (

6、%)橫排180.51251939.9%豎排180.51162841.63%零件排樣設(shè)計分析：由于所設(shè)計零件雙耳止動墊圈的形狀特點，通過上表數(shù)據(jù)分析，按第2種排樣方式可顯著減少廢料，但凸模、凹模都要制成兩套，從而增加的模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，進而增加了模具成本，所以設(shè)計成2工位級進模，第一工位沖孔6.4，第二工位落料。經(jīng)分析，確定排樣方式為方式2 .3、模具總體設(shè)計3.1模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析 （1）模具類型的選擇：由沖壓工藝分析可知，采用級進模沖壓，模具類型選為彈性卸料橫向送料級進模（2）定位方式的選擇：因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板以及承料板，無側(cè)壓裝置，初始時，采用單側(cè)刃

7、定位?？刂茥l料的送進步距采用單側(cè)刃。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。（3）卸料、出件方式的選擇：因為工件料厚為0.5mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用固定卸料，采用下出料。 （4）導(dǎo)向方式的選擇：為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式3.2 模具主要零件設(shè)計3.2.1 落料凹模的設(shè)計凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，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。其輪廓尺寸計算如下：1）凹模厚度：h=20(查沖壓手冊p66 表2-39)2）凹模壁厚： c=26mm 凹模外

8、形尺寸的計算：凹模長度：l= 33.5+2*26=85.5凹模寬度：b=28+2*26=80查模具設(shè)計與制造簡明手冊 p63 取凹模周界l=100 b=80根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊 p164 表1-165 續(xù)表查得，取凹模周界lb=10080 配用模架閉合高度hmin=110mm hmax=130mm孔距s=76mm,s1=40mm,s2=56mm，s3=28與該模架相配合各零件尺寸如下圖所示：名稱尺寸數(shù)量凸模長度42墊板厚度41固定板厚度141卸料板厚度121導(dǎo)料板長度1202凹模厚度141承料板80*20*21螺釘m5*82螺釘m8*356圓柱銷8*352圓柱銷6*164螺釘m8*166

9、圓柱銷8*352螺釘m83563.2 .2 沖孔凸模的設(shè)計 因為所沖的孔均為圓形，沖孔凸模采用標準件，為a型圓凸模。將凸模固定在凸模固定板上。由于沖孔凸模采用標準件，故采用凸模與固定板h7/m6配合，上面留有臺階。1）查沖壓手冊p631【1】表10-52選取圓凸模 b ii.(gb2863.1-81)dd(m6)d1hl基本尺寸極限偏差型6.410+0.015+0.006135422）凸模強度校核：(i) 壓應(yīng)力校核： ：許用應(yīng)力，查沖壓手冊（第二版）表8-50得=118-157mpa。：切應(yīng)力，查沖壓手冊（第二版）表8-7得=304-373mpa。而d=6.4mm， 因為 d， 故設(shè)計合理。

10、(ii) 彎曲應(yīng)力校核：(iii) 縱向彎曲應(yīng)力校核由于該凸模結(jié)構(gòu)有導(dǎo)向機構(gòu)且為圓形凸模，故采用的校核公式為：；d=6.4mm；p=3416.32n；則lmax63.7mm；故滿足縱向彎曲應(yīng)力要求。所以長度足夠合理。3）凸模剛度細長桿失穩(wěn)校核：校核公式：lmax220d2/lmax=42mm220*6.42*88.17mm因此凸模剛度符合要求。3.2.3 凹模的設(shè)計由于落料凸模為線切割出來的較復(fù)雜件，故采用與固定板的臺階固定，以減少加工時的難度。凹模采用配作法，與凸模配作，便于安裝。3.2.4 卸料部件的設(shè)計選擇剛性卸料裝置。3.2.5模架及其它零部件設(shè)計1. 標準模架的選用 由于后側(cè)導(dǎo)柱模架

11、，適用于單工序模和工位少的級進模，考慮到所設(shè)計模具為2工位級進模，所以選擇此種模架為最佳，經(jīng)模架確定凹模的尺寸為a=100 b=80 h=14，設(shè)計采用后側(cè)導(dǎo)柱模架1）查國標gb2853.2-81 冷沖?；瑒訉?dǎo)向模架 后側(cè)導(dǎo)柱彈壓模架具體規(guī)格見下表：單位：mm凹模周界閉合高度上模板下模座導(dǎo)柱*2導(dǎo)套*2lbhmaxhmingb/t 2855.5gb/t 2855.6gb/t 2861.1gb/t 2861.610080130110100*80*25100*80*3020*10020*65*232）根據(jù)國標，取后側(cè)導(dǎo)柱上模座（gb/t 2855.5）。凹模周界hl1sa1a2rl2d(h7)lb

12、基本尺寸極限偏差100802511011665110326032+0.02503）下模座 查國標：gb/t 2855.6凹模周界hhl1sa1a2rl2d(r7)lb基本尺寸極限偏差10080302511011665110326020-0.020-0.0414）導(dǎo)柱 查國標：gb/t 2861.1dl基本尺寸極限偏差（h5）（h6）200-0.0090-0.0131105）導(dǎo)套 查國標gb/t 2861.6dd(r6)lhl油嘈數(shù)ba基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差（h6）(h7)20+0.0130+0.02132+0.050+0.0346523162316）沖模閉合高度的確定：上模座厚度h1

13、=25mm，凸模長度h2=42mm，凹模厚度h3=14mm下模座厚度h4=30mm 墊板厚度h5=4mm，那么，該模具的閉合高度：h閉= h1h2h3h4h5h1=（25421430+41）mm=124mm式中：h1凸模沖裁后進入凹模的深度，h1=1.5mm。校核公式：hmax-5mm=125h模hmin+10mm=120h閉包含在h模中，所以符合。7）p620查【1】表10-47，選取壓入式模柄型（gb2862.1-81）。如圖13。30-0.065-0.195756416211529159 3.3模具總裝圖通過以上設(shè)計，模具上模部分主要由上模板、凸模墊板、凸模固定板、沖孔凸模、凹模、以及模

14、柄等組成。卸料方式采用彈性卸料板。下模部分由下模座、凹模、導(dǎo)料板、承料板等組成。沖孔凸模將廢料推進凹模下方排出。成品件由由落料凹模排出。條料送進時采用臨時擋料銷作為擋料裝置，初始時，采用側(cè)刃定距。4、 凸凹模尺寸及壓力中心的計算4.1 凸、凹模工作部分尺寸與公差在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具的裝配方法。經(jīng)分析，確定所設(shè)計模具采用配制加工法。4.1.1 凸凹模間隙沖裁件材料為q235，料厚t=0.5，查沖壓手冊（第二版）表2-25得，zmin=0.08mm zmax=0.10mm 則zmax-zmin=(0.10-0.08)=0.02m根據(jù)沖壓手冊p57

15、表2-28查得，p=0.004, d=0.006 p+d=0.01mmzmax- zmin=0.02mm說明所需凸、凹模滿足要求。4.1.2 凹凸模尺寸計算落料 a類尺寸（隨著凹模磨損，尺寸會變大）：a類：（隨著凹模磨損，尺寸會變大)b類：(隨著凸模磨損，尺寸會變小)4.2 壓力中心計算1）建立壓力中心坐標圖如下圖 沖裁輪廓周長及壓力中心坐標沖裁輪廓周長l/mm 各凸模壓力中心坐標 x yl=70.4 -4.9 -0.920.1 016合計：90.5 2）經(jīng)計算l周長=70.4 小圓的周長20.1 5、沖裁力計算、設(shè)備類型及噸位的確定：5.1 沖裁力計算該模具采用級進模，選擇彈性卸料、下出件。

16、1）沖孔力 查沖壓手冊（第二版）表7-13：由表查出 =304373mpa，取=340mpa；料厚t=0.5mm；周長l=20.1；k值取1.32）落料力 查沖壓手冊（第二版）表7-13：由表查出 =304373mpa，取=340mpa；料厚t=0.5mm；周長l=70.4；k值取1.33）沖裁力 f=f沖+f落=+=20000.5n4）卸料力 查沖壓手冊表2-37 =0.0455）推件力 查沖壓手冊表2-37 =0.063，則總的沖壓力 =f + + =27200.66n5.2壓力機的選定根據(jù)根據(jù)沖壓力計算結(jié)果f總=27200.66n壓力機公稱壓力綜合考慮閉合高度、設(shè)備折舊等因素選用，查【沖

17、壓手冊】表9-3，選用公稱壓力為160kn的開始壓力機。具體規(guī)格如下表所示：公稱壓力/kn40發(fā)生公稱壓力時滑塊距下死點距離/mm3滑塊行程/mm40行程次數(shù)/次min-1200最大封閉高度固定臺和可傾式/mm160活動臺位置最低/mm300最高/mm160封閉高度調(diào)節(jié)量/mm35滑塊中心到床身距離/mm100工作臺尺寸左右/mm230前后/mm180工作臺孔尺寸左右/mm130前后/mm60直徑/mm100立柱間距離/mm130活動臺壓力機滑塊中心到床身緊固工作臺平面距離/mm模柄孔尺寸（直徑深度）/mm工作臺板厚度/mm35墊板厚度/mm30傾斜角（可傾式工作臺壓力機）6. 其它說明1.材

18、料的選擇：因為沖孔凸模、落料凸模、落料凹模在強壓、連續(xù)使用和有很大沖擊的條件下工作的，并伴有溫度的升高，因此選用t10a。其余材料的選用根據(jù)沖壓手冊 p521 表8-37,具體選擇可見裝配圖明細表。2.公差與配合：所有的銷孔均采用h7/r6 (過盈配合)有間隙的配合采用h7/h6(間隙配合)3.墊板的設(shè)計沖孔凸模與上模座之間： 上墊板采用45鋼4.凸模與凹模的固定(1). 凸模：由于沖孔凸模采用標準件，故采用凸模與固定板h7/m6配合，上面留有臺階。(2). 凹模：為簡化結(jié)構(gòu)，沖孔落料凹模并成一塊凹模板。5.卸料螺釘6. 側(cè)刃外形及相關(guān)尺寸如下圖：其中：s=mm；b=8mm；a=2.5mm；l=42mm。 7.卸料裝置采用彈性卸料裝置材料的選擇 因為凸凹模在強壓，連續(xù)使用和有很大沖擊的條件下工作的，并伴有溫度的升高，因此選用t10a。其余材料的選用根據(jù)表8-371。具體見裝配圖明細表。8.公差與配合所有的銷孔均采用h7/r6 (過盈配合)有間隙的配合采用h7/h6(間隙配合)7.小結(jié)沖壓模具設(shè)計課程設(shè)計是設(shè)計課程中一個重要的環(huán)節(jié)，通過這三周的課程設(shè)計讓我在各方面都受到了模具設(shè)計的訓(xùn)練，對模具的有關(guān)各個零件有機的結(jié)合有了深刻的認識。由于我們在設(shè)計方面沒有經(jīng)驗，理論知識也不是特別扎實，難免在設(shè)計中出現(xiàn)這樣那樣的問題，從最先的選取方案，查表的不精