密封墊沖壓落料復(fù)合模設(shè)計

1、XXXX大學(xué)本科生課程設(shè)計 課程設(shè)計題目 密封墊沖壓模具設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 專 業(yè) 班 級 指 導(dǎo) 教 師 完 成 日 期 2017 年 09 月 05 日 目 錄緒 論3第1章、零件圖5第2章、工藝分析與工藝方案的確定6第3章、主要設(shè)計計算73.1.主要設(shè)計計算73.2.沖壓力的計算83.3.壓力中心的確定及相關(guān)尺寸的計算93.4.工作零件刃口尺寸的計算93.5.卸料元件的設(shè)計12第4章、模具的總體設(shè)計134.1.模具類型的選擇134.2.定位方式的選擇134.3.卸料、出件方式的選擇134.4.導(dǎo)向方式的選擇134.5.主要零部件設(shè)計134.6.模架及其它零部件設(shè)計154.7.沖壓設(shè)備的

2、選定16第5章、模具的裝配17致 謝19參考文獻(xiàn)20全套圖紙加扣 3346389411或3012250582緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)過程中，課程設(shè)計是在完成大學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在學(xué)校的學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計劃中所要求的理論課程。通過課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行

3、已學(xué)知識的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴大模具領(lǐng)域的新知識。課程設(shè)計其目的在于鞏固所學(xué)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)實際工作能力。通過設(shè)計，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。我做的是冷沖壓模具設(shè)計，冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采

4、用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本?？梢哉f如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進(jìn)

5、行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是沖壓模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做課程設(shè)計。在設(shè)計的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會完滿的完成課程設(shè)計任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗

6、，設(shè)計中難免會出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。設(shè)計者：XXXX 2017.09.05第1章、零件圖工件名稱：密封墊工件簡圖：如圖所示生產(chǎn)批量：大批量材 料：08F材料厚度：1.0mm 圖1第2章、工藝分析與工藝方案的確定此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料為08F，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗剪強度為220-310MPa，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個10的孔；孔與孔、孔與邊緣之間也滿足要求，最小壁厚為6mm。工件未標(biāo)注尺寸公差的部分為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。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

7、，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：落料沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便.但要求的工位多，一來工位與工位之間的定位困難，二模具工位多要求的模具有較大的尺寸制造和加工困難,使模具的加工成本提高,因此不經(jīng)濟。方案三也只需要一副模具,沖孔和落料同時進(jìn)行。能夠保證工件的尺寸要求，且生產(chǎn)率高。盡管模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是由于零件的幾何形狀對稱，形狀規(guī)則，模具制造并不困難。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。第3章、主要設(shè)計

8、計算3.1.主要設(shè)計計算排樣方式的確定及其計算設(shè)計復(fù)合模，首先要設(shè)計條料排樣圖。密封墊固定板的形狀簡單，但在這里我們考慮到材料利用率所以采用直排，如圖所示的排樣方法：圖2-排樣一個步距內(nèi)的材料利用率為：查沖壓模具設(shè)計與制造表2.5.2，確定搭邊值：兩工件間的搭邊：a=1.2mm;工件邊緣搭邊：a=1.5mm；步 距為：S=22+1.2=23.2mm;條料寬度：B=34+1.5+1.5=37mm沖裁件面積：A=726.54mm查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選1000mm×1250mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為33張條料(37mm×1000mm)，每張鋼板可沖43個工件，則為： = ×

9、100% =(33×43×726.54/1000×1250)×100% =82.47%.3.2.沖壓力的計算該模具采用復(fù)合模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計算如下：沖孔力：由沖壓模具設(shè)計與制造中沖裁力公式-2.6.1得：F=KLtTb公式中 F 沖裁力 L 沖裁周邊長度，對于10的孔：L=3.14×10=31.4mm t 材料厚度 t=1.0mm Tb 材料抗剪強度 取310MPa K 安全系數(shù) 安全系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損，板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K=1.3對于10

10、的孔: F1=1.3×31.4mm×1.0mm×310MPa=12654.2N落料力計算：F落 =1.3LtTb L為外輪廓周長。經(jīng)計算L=103.42mmF落=1.3×103.42×1.0×310=41678.26N下面對卸料力進(jìn)行計算：卸料力Fx=KxF推件力Ft=KtF公式中:F 沖裁力為41678.26NKx 卸料力系數(shù) 由沖模P70表2.6.1查得Kx=0.05n 同時在凹模內(nèi)的廢料 n=h/t式中 h 凹模洞口的直刃高度t 板料厚度Kt 為推件力系數(shù) 由表2.6.1查得Kt=0.55 由于采用彈性卸料裝置，下出件，故據(jù)P7

11、1 2.6.6公式得： F總= F沖+Fx+Ft+F落 =F沖+0.05F+0.055nF+F落 =12654.2+0.05×41678.26+0.055×3×12654.2+41678.26 =58504.316N, 根據(jù)凹模的修模余量的一般要求，取h=4mm，則n=(4-1)/1=3故 F總=58.5KN3.3.壓力中心的確定及相關(guān)尺寸的計算計算壓力中心時，先按比例畫出零件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，選定xOy,本次設(shè)計的課題產(chǎn)品孔在中心，外形沿XY軸對稱，所以外形各段線到中心的力矩之和為0，所以其壓力中心即為模具中心，所以壓力中心為（0,0）。3.4.工作

12、零件刃口尺寸的計算在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算。1）落料加工工序?qū)τ谛螤顝?fù)雜或料薄的沖裁件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。在落料加工工序中要完成的是對一個長為34mm寬為22mm的矩形進(jìn)行落料。尺寸未注公差根據(jù)設(shè)計的規(guī)則取自由公差、為IT14級精度，其他標(biāo)準(zhǔn)公差值由公差配合與技術(shù)測量表查得而所需沖裁的制件外輪廓需

13、要落料來進(jìn)行，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模的磨損情況可分為三類：1） 凹模磨損后變大的尺寸2） 凹模磨損后變小的尺寸3） 凹模磨損后不變的尺寸. 此模具為1類。IT=14，所以X都取0.5. 查表P56得雙面間隙值：Zmin=0.10,Zmax=0.13凹模刃口尺寸計算如下:34凹=(34.16-0.5×0.32)-0.08/40=34-0.02022凹=(22.1-0.5×0.20)-0.08/40=22-0.0205凹=(5-0.5×0.2)-0.04/40=5-0.010落料凸模的基本尺寸與凹模相同，不必標(biāo)注公差，但在技術(shù)條件中注明，凸模實際尺寸與落料凹模配制，保

14、證最小雙面合理間隙值為0.10mm。由于沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用.由于凹模結(jié)構(gòu)形式及固定方法不同,受力情況又比較復(fù)雜,目前還不能用理論方法來確定凹模輪廓尺寸.在生產(chǎn)中,通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸,或凹?？卓谌斜陂g的距離,按經(jīng)驗公式來確定:由<<沖壓模具設(shè)計與制造>>中式2.9.3得: 凹模厚度 : H=kb(>>15mm) 凹模壁厚 : C=(1.5-2)H (>>3040mm)式中：b-凹模刃口的最大尺寸 k-系數(shù)，考慮板料厚度的影響查表2.9.5可得 k取0.58，而b為34mm于是有H=0.58×34=

15、19.72，綜合考慮取H=30所以凹模壁厚C=(1.5-2)H=50L=2c+34=134mmB=2c+24=124mm取整為140×120mm凹模外形尺寸的確定如下圖所示: 圖-4凹模外形尺寸的確定2)沖孔加工工序根據(jù)零件圖紙上的要求，要同時沖出一個10mm的孔，還要保證孔與孔之間的相互位置關(guān)系均為IT14級精度，凸、凹模的加工同樣要采用IT6和IT7分別進(jìn)行加工。對于這個模具要用凸凹模分開加工的方法。當(dāng)沖直徑為10mm的孔時，因為查表得公差為IT9取X=0.5由沖模P58表2.4.1得凸模制造偏差T=0.020mm凹模制造偏差A(yù)=0.020mm由零件圖上給直徑為10mm的公差為I

16、T9mm由沖模P55表2.3.3得Zmax=0.10mmZmin=0.13mm則Zmax- Zmin=0.13-0.10=0.03mm則根據(jù)公式： dT=(dmin+x)0+A0 dA=(dT+Zmin)0-T則 dT=(9.9+0.5×0.2)+0.020=10+0.020dA=(10+0.1)0-0.02=10.10+0.012校核：A+TZmax-Zmin 0.020.04 故滿足間隙公差3.5.卸料元件的設(shè)計卸料橡膠的設(shè)計計算見下。要求選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。模具工作行程：=1+1+1=3mm.為凸模凹進(jìn)卸料板的

17、高度1mm. t為料厚.為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度1mm.橡膠工作行程：=+=3+4.0=7mm.為凸模的修磨量，取4mm.橡膠自由高度：=3=3×7=21mm.橡膠的裝配高度H2=(0.85-0.9) =17.85-18.9mm取H2 =18mm橡膠的斷面面積，在模具裝配時，根具模具空間大小確定。第4章、模具的總體設(shè)計4.1.模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用一次沖壓成形，所以模具類型為復(fù)合模。4.2.定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，所以該模具采用的是三個擋料銷定位。4.3.卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1.0mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因為

18、是復(fù)合模生產(chǎn)，所以采用倒裝式復(fù)合模下出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。4.4.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)整等因素該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。4.5.主要零部件設(shè)計1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 沖孔凸模因為所沖的孔為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，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，與凸模固定板的配合按。其其總長L可按沖壓模具設(shè)計與制造公式2.9.2計算：L=+ =15+30 =45(mm)式中:L凸模長度(mm);凸模固定板厚度(mm);凹模厚度(mm); 凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10-20mm.凸模具體結(jié)構(gòu)可參

19、見圖5所示: 圖5凸模凸模(2)凹模對于大、中型的凸凹?；蛐螤顝?fù)雜、局部薄弱的小型凸凹模，如果采用整體式結(jié)構(gòu)，將會給鍛造、機械加工或熱處理帶來困難，而且當(dāng)發(fā)生局部損壞時，就會造成整個凸、凹模的報廢，因此此凹模采用鑲拼凹模，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)計算壓力中心與模柄中心重合。對于本次設(shè)計，產(chǎn)品比較小，完全可以采用整體式凹模，其輪廓尺寸可按沖壓模具設(shè)計與制造公式2.9.3、2.9.4計算：(3)凸凹模凸凹模既是沖孔凸模又是落料凹模,因此凸凹模設(shè)計的好壞和加工的精度對制件有很大的影響。本套模具采用線切割加工凸凹模以提高模具的精度,并且與固定板過盈配合，以提高凸凹模

20、的穩(wěn)定性。2定位零件的設(shè)計在頂料板上分別設(shè)了三個擋料銷孔，分別裝備三個活動擋料銷。擋料銷孔的擋料銷的結(jié)構(gòu)如下圖所示，擋料銷采用安裝在卸料板端面，活動銷下面安裝有彈簧，方便上下自由活動3卸料部件的設(shè)計(1)卸料板的設(shè)計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸基本相同，厚度為15mm，材料45#鋼。(2)頂料板的設(shè)計頂料板的周界尺寸與凸凹模的周界尺寸基本相同，厚度為25mm，材料45#鋼(3)卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4卸料螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M8×8mm。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1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。

21、故卸料螺釘查五金簡明手冊知M8×60mm。卸料板上設(shè)有4個卸料螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為為M8×10mm。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1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。故卸料螺釘查五金簡明手冊知，M8×60mm。4.6.模架及其它零部件設(shè)計該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，沖壓時可以方便送料。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查中國模具設(shè)計大典知：導(dǎo)柱分別為22mm×170mm.導(dǎo)套分別為22mm×35mm上模座厚度取35mm；上?？招陌搴穸热?0mm

22、；上模墊板厚度取8mm；凹模厚度1取30mm；下模座厚度取45mm；凸凹模厚度H2取50mm，凸模固定板H3取15mm，沖頭固定板H4=15mm, 下模墊板厚度取8mm；那么，該模具的閉合高度：H=+ H3+ H4+1+ H2+ =(35+20+8+15+30+50+8+45-2)mm =209mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-16的最大裝模同度（220），可以使用。4.7.沖壓設(shè)備的選定通過校核，選擇閉式單點壓力機J23-16能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公 稱 壓 力：160KN滑 塊 行 程：50mm最大閉合高度：220mm最大裝模高度：180mm連桿調(diào)節(jié)長度：45mm工

23、作臺尺寸(前后×左右)：350mm×450mm墊板尺寸（厚度×孔徑）：40mm×210mm第5章、模具的裝配根據(jù)復(fù)合模裝配要點，選凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝凸凹模，再裝凹模、頂塊以及凸模等零件，通過調(diào)整凸模跟凹模來保證其相對位置的準(zhǔn)確性。并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見下表（6）所示：表（8）-密封墊復(fù)合模的裝配序號工 序工 藝 說 明1凸凹模裝配1) 裝配前仔細(xì)檢查凸凹模形狀及尺寸，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。2) 將凸凹模分別與頂料板相配，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。3凹模裝配以凸模定位，將凹模裝在固定板上，并用螺釘緊固。3裝配下模1) 在下模座上劃中心線，按中心凸凹模、頂料板；2) 在下模座、頂料板上，用已加工好的凸凹模模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；3) 將下模座、頂料板、凸凹模模、固定擋料銷裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。4裝配上模1) 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凸凹模模中放入0.12的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；2) 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；3) 用螺釘將固定板組合、墊板15、