沖裁模具設計計算說明

1、JiangXiBlueSkyUniversity畢業(yè)論文論文名稱墊圈沖壓模具設計系別機械系專業(yè)模具設計及制造班級08模具四（二）班姓名學號指導老師完成日期2011-04-20指導教師評語建議成績:不及格指導教師簽字最終評定成績：優(yōu)良中及格不及格系主任簽字_年月日設計任務書（一）課程設計的原始資料及設計技術要求零件名稱：墊圈零件所用材料：Q235材料厚度：0.5mm生產(chǎn)批量：大批量（二）課程設計工作內(nèi)容及完成時間1. 分析零件的成型工藝性2. 工藝方案和模具零件結構尺寸的確定3. 壓力機的選用4. 繪制模具裝配圖5. 繪制模具零件圖6. 編制設計說明書（三）主要參考資料、文獻機械工業(yè)出版社機械工

2、業(yè)出版社高等教育出版社1. 沖壓工藝與模具設計2. 沖壓模具設計手冊3. 沖壓成型工藝與模具設計4. CAD、Pro/E、CAM等軟件工具書機械制圖、公差、金屆材料與熱處理等書沖裁模具設計計算說明書一、沖壓工藝介紹沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屆板料，而且也可以加工非金屆板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛胚或毛胚的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應的變形，從而獲得一定的形狀，尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)效率高，而且由于

3、操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。利用模具加工，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的，形狀復雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要經(jīng)過機械加工便可以使用。沖壓加工一般不需要加熱毛胚，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量比較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面而不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。

4、現(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 工藝分析計算方法的現(xiàn)代化(2) 模具設計及制造技術的現(xiàn)代化(3) 沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化(4) 新的成型工藝及技術的出現(xiàn)不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。二、沖壓工藝的種類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類，分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺

5、寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈服比低；加工硬化性低。在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，一保證成品質(zhì)量和高的合格率。模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。模座

6、、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復合模、多工位級進模(供大批量生產(chǎn)),以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短工作時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)白件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中

7、的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。三、沖壓工藝方案完成該零件的沖壓加工所需要的沖壓基本性質(zhì)的工序只有沖孔、落料兩道工序。從工序可能的集中與分散、工序間的組合可能來看，該零件的沖壓可以有以下幾種方案。(1) 、方案一采用單工序模生產(chǎn)，先落料再沖孔。該方案模具結構簡單，需要兩道工序兩幅模具才可能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程中由于零件小，操作也很不方便。(2) 、方案二沖孔、落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。級進模生產(chǎn)適用于生產(chǎn)批量大、模具設計、制造與維修水平相對較高的外形較小零件的生產(chǎn)。、方案三采用復合模生產(chǎn)，落料與沖孔復合考慮到零件尺寸9精度較高，結構簡單，為了提高生產(chǎn)率和保證零件的尺寸精度，

8、決定用復合模進行生產(chǎn)。四、凸、凹模刃口尺寸的確定1、制件如圖1-1所示，名稱為墊片、材料：Q235A、厚度為1.5、公差等級：IT14解：確定凸、凹模制造公差，查(冷沖模設計與制造)P46表：3-8Zmax=0.14Zmin=0.10ad+ap<ZmaxZmin=0.04ad=0.6X0.04=0.024ap=0.4X0.04=0.016(1)、沖孔:沖直徑d=49的兩個內(nèi)孔計算：dp=(dmin+x0)-ap=(49+0.5x0)0-0.016490-0.016即：dp=490-0.016dd=(dp+Zmin)+5d0=(49+0.1.)+0.0240=49.10+0.0240落料：

9、分別對半圓弧22,寬度為15的直邊落料X=0.5d=(Dmax-X)=(4)22-0.5X0)+0.0240=(=(+0.0244220p=(Dd-Zmin)422-0.10)0-a0-0.016421.900-0.016d=(Dmax-X)+d415-0.5X0)+0.0246150p=(Dd-Zmin)0-0.016=(15-0.10)0-0.016+0.02400-0.016確定搭邊值查冷沖模設計與制造教材P56:表3-12得：兩工件之間的搭邊a1=1.0,工件的邊緣搭邊a=1.2，步距為23.條料寬度B=(D+2a)=21.90五、排樣1、(64+2.4)0-a0-0.6=66.40-

10、0.62、材料的利用率：一個步距內(nèi)材料的利用率：t=A/BSX100%=1494/66.4X23X100%=92.1%六、沖壓力計算1、落料力：F落=1.3aLt=1.3X1.5X250X450=219.375KN2、沖孔力：F沖=1.3aLt=1.3X1.5X2ttX9X450=49.5963KN3、卸料力：F卸=K卸F落=0.05X219.375=10.97KN4、推件力：F推=nK推F沖=8X0.05X49.5963=19.838KN5、總沖裁力：F總=F落+F沖+F卸+F推=219.375+49.5963+10.97+19.838=299.6KN七、壓力中心的計算：由于該零件屆于中心對

11、稱圖形，故：其壓力中心為其零件的兩個對稱中心線的交點！因此可以省略計算！六、工作零件結構設計：1、凹模尺寸：H=Kb(>15mm)=0.28X64=17.92mm凹模邊緣壁厚：O(1.5s2)H=(1.5s2)X18.2=(27.3s36.4)實際取C=35mm凹模邊長L=b+2C=64+2X35=134mm2、凸凹模尺寸：凸凹模長度L=h+hi+h2=14+10+54=78mm其中，h1凸模固定板厚度；h2彈性卸料板厚度；h為增加高度(包括凸模進入凹模深度，彈性元件安裝高度等)。3、沖孔凸模尺寸沖孔凸模長度L凸=h1+h2+h3=14+10+35=59mm式中，h1為凸模固定板厚度；h

12、2為空心墊板厚度；h3為凹棋板厚度。七.模具的經(jīng)濟技術分析1.影響模具價格的因素(1)生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本是模具價格的主要組成部分，是影響價格的組要因素。同一幅模具在不同的企業(yè)中制造，盡管價格所包含的因素一致，但所用的費用卻不盡相同。制造成本的降低要依靠合理的設計，加工流程和標準利用率，零部件系列化來實現(xiàn)。同時，對于如何減少試模次數(shù)，降低試模成本，也是降低生產(chǎn)成本的重要環(huán)節(jié)。CAD/CAM/CAE模具制造業(yè)中的應用，大大減少了試模次數(shù)，提高了試模成功率。(2)供貨周期模具提貨周期與模具的銷售價格由直接的關系，供貨時間相對縮短，模具價格就相對提高。這種良性循環(huán)，使產(chǎn)品及早問世，也迫使專業(yè)模具廠以各種

13、手段縮短生產(chǎn)周期。更新設備，改進加工手段，向時間要效益成為模具廠奮斗的一個目標。因此，供貨周期縮短帶來的模具價格上浮這一現(xiàn)象，在模具價格變化中將愈來愈突出，并成為模具估價的一個重要因素。(3)市場狀況處于激烈的市場競爭中，老產(chǎn)品更新?lián)Q代，新產(chǎn)品層出不窮，模具隨著翻新，改型。一幅前所未有的模具設計思想，基本結構或型腔造型，提供了獨到之處的新產(chǎn)品或配件，在市場上獨占鰲頭。即使它的加工成本與一幅類似的模具相同，它的價格也相應的提高。因為它為新產(chǎn)品贏得了市場，它是產(chǎn)品贏得了市場，它是產(chǎn)品創(chuàng)出了一個“新”字，這種模具價格的浮動，無疑是符合市場經(jīng)濟競爭規(guī)律的。(3) 高技術成分模具時塑件批量生產(chǎn)的基礎工藝

14、裝備作為技術密集型產(chǎn)品，模具估價方法中必然含有模具模具技術成分，以體現(xiàn)價格與價值彼此相應的發(fā)展原則。一般，難度越大的模具，它的技術附加值就越高，高技術成分在價格中占的比例很大，約占10阮30%£更高。把模具的技術價值，作為重要組成部分計算在價格之中，以體現(xiàn)高技術，高精度模具的技術價值，是市場競爭中模具工業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)。(4) 模具壽命一種新產(chǎn)品通產(chǎn)在不斷更新改型中得到完善，產(chǎn)品壽命決定了模具的計劃壽命，因此，并非模具壽命越長越好。壽命值剩余過多的模具，因產(chǎn)品改型而被淘汰本身也是一種浪費。模具的價格與預期壽命有直接關系。壽命要求不高，在保證同樣精度的情況下，可以降低制造成本，對產(chǎn)需雙方都是一種節(jié)省。八、設計小結畢業(yè)設計是一種綜合性較強的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，它具知識面寬、學科廣、綜合性強，通過這次畢業(yè)設計，我鞏固了以前學過的知識，提高了查閱資料的能力，使我更加認識到畢業(yè)設計的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實際的設計能力和動手能力。為我今后走向工作崗位打下了一定基礎。