墊片模具設(shè)計(jì)

1、墊片模具設(shè)計(jì)V y w y wwc y小、cj 、c-j y»、八，八 、八j ->課程設(shè)計(jì)（說明書）題 目：墊片模具設(shè)計(jì)姓 名： 印小莉?qū)W 號(hào)：070708239常熟理工學(xué)院；2010年11月m;、,、丁、二、，、； 、；、；、丁、丁、，、，、； 、；、；、；、丁、；、，、；、，、：、；、：；墊片模具設(shè)計(jì)第 1 章 墊片圖紙及技術(shù)要求1.1 零件圖1.2 技術(shù)要求第 2 章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)2.1 沖裁的工藝分析2.2 確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式2.3 沖壓模具的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 排樣方式的確定及其計(jì)算2.3.2 2 沖壓力的計(jì)算2.3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算2

2、.3.4 模具刃口尺寸計(jì)算2.3.5 確定各主要零件的外形尺寸2.4 繪制沖?？傃b圖第 3 章 主要零件及其他零件設(shè)計(jì)選取3.1 主要零件設(shè)計(jì)3.1.1 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.2 定位零件設(shè)計(jì)3.2 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)3.2.2 卸料部件的設(shè)計(jì)3.2.3 推件裝置3.2.4 模架的選擇3.2.5 其他標(biāo)準(zhǔn)件的選擇第 5 章 結(jié)論參考文獻(xiàn)第 1 章 墊片圖紙及技術(shù)要求工件名稱：墊片工件簡圖：如圖所示。材料： Q235材料厚度： 1.5mm技術(shù)要求：零件的精度要求公差等級(jí)均為 IT110墊片模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公差表基本尺寸公差值IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT1

3、1IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18到師mm-334610142540600.100.140.250.400.601.01.43645812183048750.120.180.300.480.751.21.861046915223658900.150.220.360.580.901.52.210185811182743701100.180.270.430.701.101.82.718306913213352841300.210.330.520.841.302.13.33050711162539621001600.250.390.621.001.602.53.9508081

4、3193046741201900.300.460.741.201.903.04.6801201015223554871402200.350.540.871.402.203.55.412018012182540631001602500.400.631.001.602.504.06.318025014202946721151852900.460.721.151.852.904.67.225031516233252811302103200.520.811.302.103.205.28.131540018253657891402303600.570.891.402.303.605.78.9400500

5、20274063971552504000.630.971.552.504.006.39.7注：基本尺寸小于 1mm時(shí)，無IT14至IT18。墊片模具設(shè)計(jì)第 2 章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)2.1 沖壓件工藝性分析此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料為Q235,具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，有兩個(gè)010mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為6mm（）10mm的孔與R10mm外圓之間的壁厚） 此零件厚度小，形狀簡單，要求設(shè)計(jì)的模具具有高精度和高成型效率。，普通 沖裁完全能滿足要求。2 2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一

6、：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)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔- 落料級(jí)進(jìn)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，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。 方案二只需一副模具， 工件精度要求高， 生產(chǎn)批量大，表面要求平整，并且零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具制造也并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易滿足。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。但是復(fù)合模具在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下問題：（ 1） 復(fù) 合模在模具的同一位置上完成兩道或兩道以上的工序，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此應(yīng)在上下模間設(shè)置

7、導(dǎo)向裝置。（ 2） 當(dāng) 復(fù)合模為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，通常采用彈性卸料板卸料；當(dāng)沖壓毛坯為塊料時(shí)，則可用廢料刀卸料，當(dāng)復(fù)合模為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，若卸料力不大，應(yīng)采用彈性卸料裝置；只有卸料力較大，用彈性卸料裝置不能滿足卸料力要求時(shí)，才采用剛性卸料裝置，由于彈性卸料具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)盡量采用彈性卸料裝置。（ 3） 外 形復(fù)雜的凸凹模，通常設(shè)計(jì)成直通形式，以方便線切割加工。此時(shí)凸凹模的固定方式要根據(jù)凸凹模的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸而定?？刹捎寐葆?、銷釘、鉚接、低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂粘接等固定方法。（ 4） 凸 凹模平面尺寸較大時(shí)，不論是采用正裝結(jié)構(gòu)還是倒裝結(jié)構(gòu)，均可省去固定板，將凸凹模直接固定在模板上。（ 5） 對(duì) 于

8、沖壓非軸對(duì)稱制件的復(fù)合模，其工作零件必須定位可靠，不允許有轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。（ 6） 對(duì) 于落料沖孔的復(fù)合模具，在選用壓力機(jī)時(shí)也應(yīng)該注意壓力機(jī)的許用載荷曲線，特別當(dāng)模具工作行程較大時(shí)更應(yīng)注意。（ 7） 當(dāng) 復(fù)合模的導(dǎo)柱采用中間或?qū)遣贾脮r(shí)，應(yīng)使兩導(dǎo)柱直徑不同，以防止上模相對(duì)下模錯(cuò)位180°而發(fā)生事故。（ 8） 主要設(shè)計(jì)計(jì)算（ 9） 1 排樣方式的確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。墊片的形狀兩邊直邊的特點(diǎn)，直排 時(shí)材料利用率高，應(yīng)采用直排，設(shè)計(jì)成直接沖壓，可顯著地減少廢料。 墊片模具設(shè)計(jì)查表2.12可得：工件間搭邊值為1.0mni側(cè)面搭邊值為1.3mm所以，條料步距為A = 40

9、 + 20 + 1.0 = 61mm總體采用彈壓卸料裝置，且為無側(cè)壓裝置送料。查表 2.12可得：導(dǎo)料裝置與最寬條料之間的單面最小間隙為0.5mm所以，條料寬度為B=20 +(1.3*2 ) +0.5=23.1mm材料利用率的計(jì)算據(jù)查可知：原材料選用 800mm*1500mm*2mm冷軋薄鋼板，每塊可切成47mm*1500mm格的條料17條，材料剪切利用率可達(dá) 99.9%。一個(gè)步距內(nèi)材料利用率：N= s/s =n r/AB100% = 67.76%查板材標(biāo)準(zhǔn)，直選950m由1500mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為7張條料 (135m由1500mm,每張條料可沖56個(gè)工件，故每張鋼板的材料利用率為

10、67.76%。（ 10） 2沖壓力的計(jì)算該模具采用沖孔一落料復(fù)合模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的 相關(guān)計(jì)算見表8.2.1。F落=Lt b = 1.3 131.88 260 2=89.2kNF沖孔 Lt b =1.3 (20 3.14+12)2 260=50.6KNH=6mm 貝U n=h 3 tF 卸 KF 落 0.043 89.2 3.8KNF推 nkF 孔 3 0.05 50.6 7.6kNF 總 F落 + F沖孔 +F推 F 卸=89.2+50.6+3.8+7.6=151.1kN一般沖裁機(jī)壓力噸位必計(jì)算的沖壓力大30%即 F總=1.3*151.1 = 196.5KN橡膠塊：聚胺酯 選

11、用2個(gè)。Fy F 3800N nhj 0.3H hy 0.1HH= h- -3- 15mm 0.20.2Fy 38002A=- 2521.7mmFq 1.52 qR2 D2 d2 A 803.09mm2d=10mm 則：D=30mm參數(shù)為（15,30,10）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選 J23-25。（ 11） 3確定模具壓力中心模具壓力中心是指沖壓式各沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了確定壓力機(jī)和模具的正常工作，使沖模的壓力和壓力機(jī)滑塊的中心相結(jié)合。對(duì)稱塊的沖裁，沖裁 件的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。本沖裁件是對(duì)稱件，所以壓力中心就在 沖裁件的幾何中心，即O點(diǎn)，因此不要計(jì)算壓力中心。由以上計(jì)算結(jié)果可以

12、看出，該工件沖裁力不大，壓力中心在原點(diǎn)Q所以模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn) Q若選用J23-25沖床，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積 范圍內(nèi)，滿足要求。墊片模具設(shè)計(jì)（ 12） 4 工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前， 首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度， 使裝配工作簡化。 因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算見表8.2.3 所示。1 ) 孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高， 所以采用凸

13、模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：查表 2.4 得 Zmin=0.132 Zmax = 0.240由工件精度 IT=14 查標(biāo)準(zhǔn)工差表得 1 =0.582 =0.583 =0.18 而對(duì)于凸 = 凹 =1/4校核：Zmax- Zmin =0.108mm, 滿足：Zmax- Zmin凸 + 凹查表 2.6得： IT14 級(jí)時(shí)磨擦系數(shù)x1=x2=0.5 , x3=0.5凸模磨損后，沖裁件尺寸變小，則其凸凹模尺寸按公式：d凸(d X )0凸計(jì)算：di(8 0.5 0.3)00.863 1/4=8.1500.0216L2(40 0.1)沖孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，

14、保證雙面間隙在0.2460.360之間。2)外形落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。對(duì)于外形落料采用公差法制作，其凸凹模刃口尺寸的計(jì)算如下：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸變大，因此屬于 A 類尺寸。 按 公式A凹(Amax X )0由工件精度IT=10查標(biāo)準(zhǔn)工差表得 =0.84,而凸=0.02,凹=0.025由表 2.6得磨損系數(shù) x為 0.5:則 A凹(10 0.5 0.84)00.145 = 9.600.145A 凸(9.6 0.126)00.009 =8.47400.009表£3 3沖裁模初始雙面間隙值匕材料厚 度口& 10. 35.Q34540.5065MtiQ3工

15、Q235At/mmZtninZmaxZininZmuc小于叱極41間隙050.040O.OdO0.040機(jī)0600.0400.0600 040口.泗0上0.0480.7200.0480.07；0.D4S0 0720.0480.0720.70.0640.0920.040.0920 0640.0920 0640.0920.S0.0720.1040.0721U40.072Q 1040.0640.0520.030(M260.090Q,1209叩Q,1雷0.0900J261.CI0.1000.1400.1C0OJ400.1000.140D.0900.1261.20.1260.1800 1320.1300

16、,1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401 750.2200.3200.2200.3200.2200 32C2.00.2460.3600.21500.3800.2600.3802JOJfiO0380O.2S00.4000.28DQ.-40C250.3500.5000.3S0C.5400.3EO0.5402.750.400O.SdO0.4200.000口儂0 COC3.CI0.4 置10.(5400.4S0C.I56O0.4800 6刎3.50 54 口0.7400.520P.7300.5SU0.73C4J0.(5400.3800.6S0C.9200.

17、6SO0.92C4.50.720.O0OO.6B00.9&00.7SQ1 0405.50.9401.2800.7E01.100O.PSO1.3201 0801.4400.8401.2001 1401 500650.P401.300S.(J1.2P0LdSO注：沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙取 08鋼的25%2.3.5卸料橡膠的設(shè)計(jì)選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪 斜，影響模具的正常工作。橡膠塊：聚胺酯 選用4個(gè)。Fy 3800Nnhj 0.3Hhy 0.1Hhg 3H= 15mm0.2 0.2A_ Fy 38002A=2521.7mmFq 1.5222,

18、2 A2R D d 803.09mmd=10mm 則：D=30mm、參數(shù)為(15,30,10)2.4模具總體設(shè)計(jì)(1)模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用分別沖壓，所以模具類型為沖孔一落 料復(fù)合模。(2)定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè) 壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一 件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。(3)卸料、出件方式的選擇墊片模具設(shè)計(jì)因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mm相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性第三章 主要零件及其他零件設(shè)計(jì)3.1 主要零部件設(shè)計(jì)卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)， 所以采用下出件比

19、較便于操作與提高生產(chǎn)效率。（ 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(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。（ 1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 落料凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5其總長 L 可按公式 2.9.2 計(jì)算： 20+14+1.2+28.8=64mm1） 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表 2.21,取得刃口高度h=6mm該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。查表2.22 ，得 k=0.5則，凹模高度H ks 0.5 42 21

20、；凹模壁厚C 1.5H 1.5 21 31.5凹模的外形尺寸的確定： 凹模外形長度L s1 2c 42.564 2 31.5 105.56凹模外形寬度B s 2c 42 2 31.5 105125mm125mm28mm。材料：Crl2MoV熱處理：5862HRC技術(shù)要求：尾部與凸模固定板按 H6/m5配合 沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式， 一方面加工簡單， 另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個(gè)0 5的圓形凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件 BII型式（尺寸為5.15X64）。沖（|）8mmfL的凸模2構(gòu)如圖8.2.4 （b）所示。材料： Crl2MoV熱處

21、理：5862HRC為了增加凸模強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級(jí)形式，且它的外形尺寸較大，所以選用 B 形凸模。凸模固定板厚度取27mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定L h凸模固定板h落料凹模（27 29） mm 56mm由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸摸進(jìn)入凹模刃口 1mm。 凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模采用整體式，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)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 2.9.3 、 2.9.4 計(jì)算：該模厚度 H=kb=0.2Xl27mm=25.4mm&

22、#167;表 2.9.5 得 k=0.2 ）該模壁厚 c= （1.5 2） H=3A 50.8mm墊片模具設(shè)計(jì)取該模厚度H=30mm凹模壁厚c=45mm該模寬度 B=b+2c= (127+2X 45) mm=217mm該模長度L取195mm(送料方向)該模輪廓尺寸為195mrm217mrm 30mm結(jié)構(gòu)如圖8.2.4 (c)所示材料：Crl2 MoV 熱處理：6064HRC(2)定位零件的設(shè)計(jì)落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，分別借用工件上© 5mnf口 © 8mm兩個(gè)孔作導(dǎo)正孔。8mmi正孔的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖8.2.5所示。導(dǎo)正應(yīng) 在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后

23、卸料板下平面超出凸 模端面lmm ,所以導(dǎo)正銷直線部分的長度為 1. 8mm導(dǎo)正銷采用H7/r6 安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/h6配合。擋料銷:1)選用活動(dòng)擋料銷(6*22);如下圖標(biāo)記示例：宜役d =b mm、長0L - 21 iun；,黃界簧一頂一桐,6X22 IB/T 7649.5M科士 45.熱處理硬度43-48HRC 技術(shù)條件二按JHT76531效4的規(guī)定L=22mm, d=6mm ES= 0.030mm EI= 0.060mm ， d1=8mm, d2=5.5mm, l=12mm,擋料銷高度選4mm （查表知）2）導(dǎo)料銷選用規(guī)格為： d=5mm ,L=22m

24、m , l=12mm ,d1=8mm ,d2=5.5mm 的導(dǎo)料銷起粗定距的活動(dòng)擋料銷、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格為8X16。3.2 其他零部件的設(shè)計(jì)3.2.1 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表 2.9.7 選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC用螺釘和銷釘固 定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。3.2.2 卸料部件的設(shè)計(jì) 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑

25、為12mm螺紋部分為M1（X 10mm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(shí)通過在 螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。卸料板；選用彈壓式規(guī)格為： 125mm 125mm 8mm卸料螺釘；選用規(guī)格為 M10 373.2.3 推件裝置推桿；選用規(guī)格為D=6mm , L=45mm推板；選用規(guī)格為D=60mm ,h=9mm推件塊；選用規(guī)格為 D=42mm ,H=23mm第四章 結(jié)束語通過這次模具設(shè)計(jì), 使我明白了沖壓模具設(shè)計(jì)的重要性以及模具設(shè)計(jì)需要注意的問題。沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料， 利用模具和沖壓設(shè)備（壓力機(jī)，又名沖床）對(duì)其施加壓力，使之產(chǎn)生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床，因而決定了沖壓過程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)， 另外， 還有模具與板料和模具中各結(jié)構(gòu)件之間的各種相互運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)等三種基本運(yùn)動(dòng)形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)不同，對(duì)沖壓的影響也各不相同。既然沖壓過程存在如此多樣的運(yùn)動(dòng)， 在沖壓模具設(shè)計(jì)中就應(yīng)該對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以達(dá)到模具設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到產(chǎn)品的要求。沖壓過程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，但是在模具中設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)、滾軸結(jié)