墊片少廢料級(jí)進(jìn)模說明書

1、2沖壓件的工藝分析2.1零件工藝性分析工件墊圈為圖2-1所示的落料沖孔件，材料為10鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，材料 厚度為2mm,生產(chǎn)批量為大批量。30 賈 pL-* 甘1J- 0-320：-O.左£30201- s側(cè)刃攔板側(cè)刃圖2-1墊片工件圖工藝性分析內(nèi)容如下:（1）材料分析對(duì)于冷沖壓所用的材料，不僅要滿足設(shè)計(jì)的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)滿足沖壓的工藝要求。主要應(yīng)該具備一下幾點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)有良好的可塑性。應(yīng)該具備抗壓失穩(wěn)起皺的能 力。應(yīng)該具備光潔、平整、無缺陷損傷的表面狀態(tài)。材料的厚度公差和外形尺寸公差應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)。沖裁件材料為10鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。（2）結(jié)構(gòu)分

2、析零件形狀簡單、對(duì)稱，由圓弧和直線組成，對(duì)沖裁加工較為有利。外形的直角不便 于模具的加工，并且影響壽命，故將 90°直角改為R1的工藝圓角。（3）精度分析一般沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，該孔中心與邊緣距離尺寸公差為±）.26m m。將以上精度和零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要 求能夠在沖裁加工中得到保證。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制 得。三個(gè)孔的中心在同一條直線上的位置精度滿足形位公差要求（4）選擇沖壓設(shè)備由于零件尺寸較小，精度要求不高，批量大，且只有沖孔和落料兩道工序，選用開 式機(jī)械壓力機(jī)，適合沖裁加工，有一定的精度和

3、剛度，操作方便，價(jià)格低廉，所以選擇 開式機(jī)械壓力機(jī)。2.2沖裁工藝方案的確定零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔一落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)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，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在 生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二采用級(jí)進(jìn)模加工。級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量， 工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用 簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較 復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。比較方案一與

4、方案二，對(duì)于所給零件，為了保證孔位精度，提高沖模生產(chǎn)率，所以 根據(jù)零件性質(zhì)故采用級(jí)進(jìn)模加工。同時(shí)采用側(cè)刃定距，彈性卸料裝置的級(jí)進(jìn)沖裁模結(jié)構(gòu) 形式。2.3零件工藝計(jì)算2.3.1排樣計(jì)算排樣和搭邊值的確定查表工件間a =1.8mm, 沿邊a=2.0mm級(jí)進(jìn)模進(jìn)料步距為：n=10+1.8=11.8mm條料寬度：= (L + 2a +C)N = (30 + 2x 2 + 0.5)= 30.05o.5 mm式中：B條料的寬度，單位mmL沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mma側(cè)搭邊值C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙條料寬度的單向(負(fù)向)公差查表得： =0.5排樣圖如下：2 1 , 81 L341 r$4

5、31, SI圖2-2工件排樣圖2.3.2沖壓力計(jì)算該模具采用鋼性卸料和下出料方式?；居?jì)算公式為：F 二 KLT.（ 2-1）式中：L沖裁周邊長度，單位 mmt材料厚度，單位 mm.材料抗剪強(qiáng)度，單位Mpa K系數(shù)，一般取K=1.3零件的材料厚度2mm，Q235鋼的抗剪強(qiáng)度取300Mpa。（1）落料力 引用基本公式（2-1）F落二 KLt . =1.3 23010 丨 2 260 = 54.08KN（2）沖孔力 引用基本公式（2-1） 兩個(gè)小孔所需的沖孔力：F孔二K.L.t. =1.34.5 二 22 260 = 19.10KN查表取 K落=0.045，F(xiàn)卸二 K落 F落=0.045*54.0

6、8=2.43KNP 總=F落 + F 孔 + F卸 =75.61KN2.3.3壓力中心計(jì)算計(jì)算壓力中心的目的有：（1）使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心重合，避免產(chǎn)生偏 彎矩，減少模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的不均勻磨損。（2）保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口 局部迅速變鈍，提高沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命。（ 3）合理布置凹模型孔位置。根據(jù)圖形分析，因?yàn)楣ぜD形對(duì)稱，故落料時(shí) F孔1的壓力中心在a點(diǎn)；沖孔時(shí)F孔1、F孔2的壓力中心在b點(diǎn)上。如圖2-4。11 8圖2-4壓力中心測定圖設(shè)沖模壓力中心離Oi點(diǎn)的距離為X，根據(jù)力矩平衡原理得:F落 (12 - X)=F沖 xx = 8.87mm3模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1模具

7、零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小凹模厚度的確定:H = kb 二 0.35* 30 = 10.5mm凹模壁厚C= (1.5-2)H,取 C=18mm凹模長度:Ld = b 2C = 66mm凹模寬度Bd的確定:Bd =步距-工件寬 2C取步距為12mm工件寬為10mm凹模寬度為：Bd =12 10 2 18 =58mm所以，凹模的厚度為 H=21mm （取25mm），凹模的總長為L=66mm （取80mm）， 凹模的寬度為B=58mm,（取80mm）。通過按標(biāo)準(zhǔn)合適的調(diào)整得到凹模外形尺寸為： 80mm 80mm 25mm。

8、凸模外形結(jié)構(gòu)、尺寸確定:落料凸模截面形狀與沖裁件一致截面尺寸見下。長度L=導(dǎo)尺厚度+卸料板厚度+固定板厚度+凸?？傂弈Ａ?凸模進(jìn)入凹模深度+卸 料彈簧壓縮高度=54mm根據(jù)凸凹模周界尺寸，選用模具滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，標(biāo)記為：模架 125mm 125mm 120mm選擇滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架是由排樣的形式和凸凹模的安裝位置來確定的，可以便于縱向或橫向送料，沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具傾斜。上、下模座材料選用9Mn2v，為矩形模座，滿足外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大 40 70mm，厚度為凹模厚度的11.5倍等要求，以匹配模具。采用滑動(dòng)導(dǎo)柱，導(dǎo)套來保證上、下模的精確導(dǎo)向，加

9、工方便，容易裝配。材料采用20鋼，為了增加表面硬度和耐磨性，應(yīng)進(jìn)行表面滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為HRC58 62。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合，導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配 合。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合可根據(jù)凸、凹模間隙選擇，間隙小于0.3mm時(shí)，采用H6/h5配合；間隙大于0.3mm時(shí)，采用H7/h6配合。3.1.2卸料裝置的設(shè)計(jì)(1) 卸料板的確定剛性卸料裝置適用于 0.5mm以上條料，而彈性卸料裝置出于卸料力的考慮只適用 1.5mm以下，固選擇剛性卸料裝置。用螺釘和銷釘固定在下模上，能承受較大的卸料力， 卸料安全，可靠。材料選用 Q235鋼，長和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，卸

10、料板 的厚度取決于卸料力的大小及卸料尺寸，一般取512m m，這里確定卸料板外形尺寸為 120 100 12，如圖 3-1 oA-A圖3-1卸料板零件簡圖(2) 導(dǎo)料板的確定選用材料選用T8鋼，長和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，查冷沖模設(shè)計(jì)表，厚度 H=6mm,導(dǎo)料板的外形尺寸為：100 80 6，由此表還可知擋料銷高度 h=3mm。這里把導(dǎo)料板和卸料板設(shè)計(jì)為一體，內(nèi)表面粗糙度為Ra0.8,外表面粗糙度為Ra1.6。 如圖3-1導(dǎo)料板和卸料板共同組成了卸料裝置，同時(shí)也起導(dǎo)料作用。3.1.3其他零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(1)凸模固定板的設(shè)計(jì)材料選用Q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，但

11、還應(yīng)考慮 緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢茫浜穸热“寄：穸鹊?.60.8，取0.8。落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：120 100 20，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6。內(nèi)表面粗糙度取 Ra0.8,外表面取 Ra16 如圖3-2。A-A圖3-2凸模固定板零件簡圖(2) 墊板的確定材料45,長和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：120 100 8(3) 模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)，模柄的長度不 得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔徑一致。選用帶螺紋的旋入式模柄，材料 Q235,這種模柄可較好地保證模柄軸線

12、與上模座 的垂直度。它與上模座孔采用H7/m6，屬于過渡配合。根據(jù)壓力機(jī)J23-16的相關(guān)參考可 知，模柄的外形尺寸為：d h=30 50，用于小型模具。(4) 導(dǎo)正銷與擋料銷的設(shè)計(jì)為了保證級(jí)進(jìn)模沖裁件各部分的相對(duì)位置精度，在級(jí)進(jìn)模中可采用導(dǎo)正銷與擋料銷的配合使用。工作時(shí)，始用擋料銷限定條料的初始位置，進(jìn)行沖孔。始用擋料銷在彈簧 作用下復(fù)位后，條料再送進(jìn)一個(gè)部距，以固定擋料銷定位，落料時(shí)以裝在落料凸模端面 上的導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位，保證零件上的孔與外圓的相對(duì)位置精度。設(shè)計(jì)有導(dǎo)正銷的級(jí)進(jìn)模，擋料銷的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動(dòng)的 可能。固定擋料銷的位置可由式計(jì)算：D de = c0.1m

13、m（3-1 ）2 2式中：c條料進(jìn)距（mr）D 落料凸模直徑（mr）d 擋料銷的頭部直徑（mrj）；0.1導(dǎo)正銷往前推的活動(dòng)余量（mr）由（3-1 ）式可解得：e=16.76mmH7/r6配合固定擋料銷與銷孔采用H7/r6配合，導(dǎo)正銷與落料凸模采用（5）螺釘、銷釘選擇 螺釘?shù)倪x擇上模座固定螺釘選用4 M12下模座固定螺釘選用4 M12卸料螺釘選用4 M10 銷釘?shù)倪x擇下模座連接銷釘選用2 123.2沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算3.2.1沖孔部分（以凸模為基準(zhǔn)）由表3-1查得：Zmin = 0.246mm， Zmax = 0.360mmZmax -Zmin = 0.360 一 0.246 = 0.1

14、14mm式中：Zmax凸凹模最大初始雙向間隙（mm）Zmi n凸凹模最小初始雙向間隙（mm）對(duì)沖 4.50.3 孔時(shí)：、p = 0.008mm，: 0.012mm、p 、d 二 0.0080.012 二 0.020mm式中：、：p 凸模下偏差，按IT6IT7選取凹模上偏差，按IT6IT7選取由此可知，滿足公差間隙校核條件：Z-Zp dmaxmin查表得x =0.5，貝U:沖4.5孔部分：該尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為4.500'3。dp =(d=(4.5 + O.5xO.3)：.008 = 4.65°0.008 mmdd =(dp +Zmin 產(chǎn)=(4.65 + 0.246嚴(yán)=4.89

15、6*.012mm式中：dp沖孔凸?；境叽纾╩m）dd 沖孔凹模基本尺寸（mm）.:制件公差x磨損系數(shù)，其值與沖裁件的制造精度有關(guān)。當(dāng)沖裁件精度在IT14時(shí),x - 0.5 o3.2.2落料部分（以凹模為基準(zhǔn)） 由表查得：Zmin = 0.246mm , Zmax = 0.360mmZmax - Zmin 二 0.360 - 0.246 = 0.114mm式中： Z max凸凹模最大初始雙向間隙（mm）Zmi n凸凹模最小初始雙向間隙（mm）對(duì) 30°q52mm： 6p =0.013mm，6d =0.021mm、p -二 0.013 0.021 = 0.034mm式中：d凸模下偏差，

16、按IT6IT7選取 凹模上偏差，按IT6IT7選取 由此可知，滿足公差間隙校核條件：6+6 Zmax ZminD d1=( DmaxAx) +0.020=(30 0.52 X 0.5) +0.0210=29.740.0210 mmD)2=( D d1 Zmin) -0.013 =(29.74 0.246) -0.013 =29.4940-0.013mm對(duì) 10°q36 mm :乞=0.009mm ,耳=0.0i5mm、p 、d = 0.0090.015 = 0.024mm式中：r、：d 凹模上偏差，按IT6IT7選取由此可知，滿足公差間隙校核條件：凸模下偏差，按IT6IT7選取ZZp

17、 dmaxmin+0.02+0.0150.015D2=( Dmax2A x)0=(10 0.36 X 0.5)0=9.820 mm0 0 0Dp2=( D d2 Zmin) -0.009 =(9.82 0.246) -0.009 =9.574 -0.009 mm3.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算3.3.1 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在 3.1 章節(jié)里已經(jīng)確定了凹模的外形尺寸，這里主要對(duì)凹模外形進(jìn)行選型。 常用的凹模洞口形式有三種，分別是：（1）圓柱形孔口 這種結(jié)構(gòu)工作刃口的強(qiáng)度較高， 刃磨后工作部分的尺寸不變。 主要用于沖制料較厚、 形狀較復(fù)雜的制件。（2）錐形孔口 這種結(jié)構(gòu)工作刃口刃磨后，工作部分

18、的尺寸會(huì)變大。主要用于沖制精度較低、形狀 較簡單的制件。（3）具有過渡圓柱形孔口 具有圓柱形孔口的特點(diǎn)，并且制造方便，是生活中常用的一種結(jié)構(gòu)。綜合考慮，選用第 3 種具有過渡圓柱形孔口的形式。 凹模孔的內(nèi)表面粗糙度為 Ra0.8， 外表面為 Ra1.6。冷沖模凸模、凹模或凸凹模是完成條料沖壓成形的最主要的工作零件。凹模工作部分的硬度要求通常為6064HRC。本次設(shè)計(jì)模具的凹模邊緣倒圓角，硬度要求為6063HRC，材料為T10A，如圖3-3。7 9. S2332凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算（1）凸模結(jié)構(gòu)常見的凸模形式有： 臺(tái)肩式凸模這種凸模結(jié)構(gòu)主要用于橫斷面簡單（如圓形、方形等），裝配修模方便，具有

19、較好 的固定性和工作穩(wěn)定性的情況。故在模具中經(jīng)常采用，這里用于沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式。 直通式凸模即凸模沿軸線方向橫斷面尺寸相同。這種凸模結(jié)構(gòu)對(duì)于沖制非圓形制件非常實(shí)用。 這里作為落料凸模的結(jié)構(gòu)形式。（2）凸模的固定方式主要有臺(tái)肩式和鉚接式固定兩打類。這里落料凸模采用鉚接式固定，沖孔凸模采用 臺(tái)肩固定式（3）凸?；窘Y(jié)構(gòu)參數(shù)的確定臺(tái)肩固定式凸模的臺(tái)肩尺寸一般大于凸模刃口尺寸35mm凸模長度計(jì)算為：L = h1 h2 h3 t h = 4 8 18 222 二 54mm其中初定：導(dǎo)料板厚=4mm卸料板厚h2二8mm凸模固定板厚h3 =18mm料厚t=2mm式中：h增加長度，它包括凸模的修磨量 6mm

20、,凸模進(jìn)入凹模的深度1mm, 凸 模固定板與卸料板之間的安全距離 17mm等，這里取h=22mm。修磨之后的實(shí)際長度為：沖孔凸模為臺(tái)肩形式，臺(tái)肩厚度取 6mm,沖大孔凸模長度為38mm。由于是階梯形 式，大孔凸模長度要比小孔凸模大一個(gè)料厚，所以沖小孔凸模長度為 36m m。刃口部分 表面粗糙度Ra0.4,模壁表面粗糙度為Ra0.8。落料凸模為直通式凸模，長度為 44mm，螺釘?shù)跹b，鉚接深度為2mm。刃口部分表 面粗糙度Ra0.8。如圖（3-4）和圖（3-5）所示，分別為沖孔凸模和落料凸模零件圖Ore04. 65 00.03 A圖3-4沖孔凸模零件簡圖沖孔凸模的刃口部分淬火硬度為 6063HRC

21、,刃口部分熱處理長度為1012mm沖孔凸模與凸模固疋板采用 H7/m6配合。沖模一般需要進(jìn)行預(yù)備熱處理和最終熱處理。沖模的工作零件的預(yù)備熱處理是毛坯常采用退火、正火工藝，其主要目的是消除內(nèi) 應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。沖模工作零件的最終熱處理是在精加工前進(jìn)行淬火、低溫回火處理，以提高其硬度 和耐磨性。I h反挪后與凸模固定板-起圖3-5落料凸模零件簡圖落料凸模的刃口部分淬火硬度為 6063HRC，刃口部分熱處理長度為1012mm鉚式凸模多用高碳鋼制造。這里兩種凸模都才用T10A材料。落料凸模與凸模固定板采用N7/h6配合。4相關(guān)參數(shù)的校核(1) 模具閉合高度的校核壓力

22、機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面到工作臺(tái)上表面的距離。 閉合高度減去墊板厚度的差值，稱壓力機(jī)的裝模高度。沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度 與閉合高度相等。模具的閉合高度是指工作行程終了時(shí)，模具上模座頂面到下模座底面之間的距離。模具的閉合高度H模具應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度 Hmax與最小裝模高度Hmin之間, 否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為Hmin 10mm H裝模一 H max - 5mm30+35+25+52+5-2=145mm150mm滿足閉合高度要求)工作臺(tái)面(或工作墊板)尺寸一般應(yīng)大于模具底座各邊5070mm。其孔眼尺寸應(yīng)大于工件或廢料尺寸，以便漏料；對(duì)于有彈頂裝

23、置的模具，工作臺(tái)孔 眼尺寸還應(yīng)大于下彈頂器的外形尺寸。(2) 沖裁所需總壓力的校核前面計(jì)算出P總=37.39KN,沖壓機(jī)公稱壓力為63KN,所以滿足生產(chǎn)要求。(3) 模具最大安裝尺寸校核模具最大安裝尺寸為125mm*125mr沖床工作臺(tái)面尺寸為310mm*200mr所以能夠滿足模 具的安裝。設(shè)計(jì)總結(jié)一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了。在自己的努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我比較順 利地完成了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。雖然設(shè)計(jì)中仍有很多不足，但通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè) 計(jì)的過程有了進(jìn)一步的了解，學(xué)到了很多對(duì)今后工作有幫助的本領(lǐng)。主要的的收獲和體 會(huì)有以下幾個(gè)方面：（1）學(xué)到了根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相應(yīng)模具的方法。模具設(shè)計(jì)的過程是創(chuàng)造性勞動(dòng)的過程， 其過程應(yīng)按科學(xué)程序進(jìn)行，一般包括產(chǎn)品的工藝分析、擬定設(shè)計(jì)方案、總體設(shè)計(jì)、零部 件設(shè)計(jì)、技術(shù)資料整理、產(chǎn)品試制、改進(jìn)設(shè)計(jì)等過程， 經(jīng)過多次改進(jìn)， 才能完善和成熟。（2）提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。以前學(xué)習(xí)課本上的內(nèi)容，感覺都是單獨(dú)的 一門，沒多大的聯(lián)系。這此設(shè)計(jì)讓我明白了，所學(xué)的知識(shí)完全可以是一個(gè)整體。設(shè)計(jì)一 整套的模具就必須用到所有的知識(shí)才能完成，缺一不可，而且還需要大