圓墊片沖壓模具設(shè)計(jì)論文

墊片沖壓模具設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：20111150103姓名：鞏飛系部：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師：董蘭成績：機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)任務(wù)書題目連接件落料沖孔復(fù)合模課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求一、沖壓件工藝分析零件的難易程度，對零件進(jìn)行合理的工藝性分析工藝計(jì)算的完整性、正確性，包括排樣方案的確定、搭邊的選取、沖裁力和壓力中心的計(jì)算。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性及工作原理格式的規(guī)范性、繪圖的正確性、完整性零件厚度：3mm零件外形：54零件內(nèi)形：22孔心距：40結(jié)論：適合沖裁。圖1.墊片設(shè)計(jì)起止時(shí)間20年月日至20年月日學(xué)生簽名年月日指導(dǎo)教師簽名年月日

目錄HYPERLINK引言 2HYPERLINK一、沖裁工藝設(shè)計(jì) 3HYPERLINK1、沖裁件的工藝性分析 3HYPERLINK2、沖壓工藝方案的確定 4HYPERLINK二、沖裁排樣設(shè)計(jì) 5HYPERLINK1、排樣方案的確定 5HYPERLINK2、搭邊的選取 5HYPERLINK3、送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 6HYPERLINK4、沖裁力和壓力中心的計(jì)算 7HYPERLINK三、刃口尺寸計(jì)算 10HYPERLINK1、沖孔落料刃口尺寸計(jì)算 11HYPERLINK四、壓力機(jī)的選取及校核 13HYPERLINK1、壓力機(jī)的選擇 14HYPERLINK五、模具總裝圖及工作原理 15

一、沖裁工藝設(shè)計(jì)零件簡圖：如圖所示工件名稱：墊片擋片生產(chǎn)批量：大批量材料：10號(hào)鋼厚度：3（1）墊片的平面圖圖（1-1）（2）墊片的三視圖圖（1-2）（3）墊片的三維圖圖（1-3）1、沖裁件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。10號(hào)鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的沖壓加工性能;該零件形狀簡單,但對孔邊距接近凸凹模所允許的最小壁厚，如零件圖所示，故可以考慮采用積存廢料的復(fù)合沖壓工序。2、沖壓工藝方案的確定該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案：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)合模生產(chǎn)；方案三：沖孔—落料連續(xù)沖裁，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。三種方案比較見表1.1表1.1三種方案的比較模具種類比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級進(jìn)模沖件精度較低高一般生產(chǎn)效率較低較高高生產(chǎn)批量適合大、中、小批量適合大批量適合大批量模具復(fù)雜程度較易較復(fù)雜復(fù)雜模具成本較低較高高模具制作精度較低較高高模具制造周期較快較長長模具外形尺寸較小中等較大沖壓設(shè)備能力較小中等較大工作條件一般較好好方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。二、沖裁排樣設(shè)計(jì)1、排樣方案的確定排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種：（一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。（二）少廢料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。（三）無廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。零件圖上所有尺寸都未標(biāo)注公差，可按IT14確定工件尺寸公差。查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（GB/T1800.3——1998），各尺寸公差為：零件外形：54零件內(nèi)形：222、搭邊的選取排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：=1\*GB3①材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。=2\*GB3②工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。=3\*GB3③材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。=4\*GB3④送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。材料厚度t圓形件或圓角r>2t矩形件或邊長L<50矩形件邊長L>50或r<2t工件間側(cè)面工件間側(cè)面工件間側(cè)面0～0.251.82.02.22.52.83.00.25～0.51.21.51.82.02.22.50.5～0.81.01.21.51.81.82.00.8～1.20.81.01.21.51.51.81.2～1.61.01.21.51.81.82.0表2.1搭邊值表由表2.1確定搭邊值根據(jù)零件形狀兩式件間按圓形取工件間搭邊值a=2.2，側(cè)邊取搭邊值=2.5。3、送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算送料步距送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離，用S表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值，即=27+2.2=29.2條料寬度及板料間距的計(jì)算條料寬度按下式：（2-1）其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸；為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取C=0.7。B-A=(41.5+2×2.5+0.7)0-0.7=47.20-0.7排樣圖（3-1）4、沖裁力和壓力中心的計(jì)算沖裁力沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：1.沖壓力計(jì)算沖裁力Fc=1.3Lt=1.3x137.5x2x450=160.88KN沖孔力Fk=1.3Lt=1.3x3x12.56x2x450=44.09KN卸料力Fx=KxFc=0.05x160.88=8.04KN推件力Ft=nKtFc=6x0.05x160.88=48.26KN總沖壓力F總=Fc+Fk+Fx+Ft=261.27KN式中Kx、Kt、Kd卸料力、推件力、頂件力,如表2.3所示n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量式中h凹模內(nèi)的直刃壁高度t板料厚度表2.3卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料KxKtKd純銅、黃銅0.02～0.060.03～0.09鋁、鋁合金0.025～0.080.03～0.07鋼材料厚度～0.10.06～0.0750.10.14>0.1～0.50.045～00550.0650.08>0.5～2.50.04～0.050.0500.06>2.5～6.50.03～0.040.0400.05>6.50.02～0.030.0250.03查表2.3Kx=0.045KD=0.003總沖壓力Fz總沖壓力是各種沖壓工藝的總和，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計(jì)算，由于本模具采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模，則：Fz=F+Fx+Fd（2-6）=212.16+0.08×212.16+1×0.07×212.16=244KN壓力中心的確定零件為規(guī)則幾何體，壓力中心在幾何中心上。三、刃口尺寸計(jì)算因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類：（1）按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。（2）按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。1、沖孔刃口尺寸計(jì)算54由落料獲得，22由沖孔同時(shí)獲得。查表得Z=0.246,Z=0.360,（1）沖22mm孔刃口尺寸計(jì)算：22的凸凹模的制造公差由表查得=0.013=0.021x=0.5d=(d+x)d=(d+Z)=22.26 =22.51(2)落料刃口尺寸計(jì)算：54的凸凹模的制造公差由表查得=0.019=0.030x=0.5D=(D-x)D=(D-Z)=53.63 =53.38落料凸模的基本尺寸與凹模相同，同時(shí)在技術(shù)要求中注明“凸模刃口尺寸與落料凹模刃口實(shí)際尺寸配制，保證間隙在之間”。2、落料刃口尺寸計(jì)算當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸第一類尺寸。它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式（3-3）其中——模具基準(zhǔn)尺寸()——工件極限尺寸()——工件公差()沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同，同時(shí)在技術(shù)要求中注明“凹模刃口尺寸與沖孔凸模刃口實(shí)際尺寸配制，保證間隙在之間”。查公差表將尺寸分別轉(zhuǎn)化為,查表3.3取x=0.5則A2=(28-0.5×0.52)0+0.25×0.52=27.740+0.13A3=（2-0.5×0.25）0+0.25×0.25=1.87500.060A4=（16-0.5×0.43）00.25×0.43=15.7850+0.108A5=（12-0.5×0.43）00.25×0.43=11.7850+0.108四、壓力機(jī)的選取1、壓力機(jī)的選擇由以上的設(shè)計(jì)、計(jì)算，確定壓力機(jī)的規(guī)格尺寸如下：查表選取國產(chǎn)160開式可傾壓力機(jī) 其最大裝模高度為300最小裝模高度為160模柄孔尺寸為直徑40，深度為60工作臺(tái)尺寸左右為450、前后300，工作臺(tái)孔尺寸：左右220、前后110立柱間距離：220床身最大可傾斜角350五、模具總裝圖及工作原理沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。五經(jīng)分析，此工件有三個(gè)孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。工作原理：工作時(shí)，板料以導(dǎo)料銷和擋料銷定位