模具設計說明（墊片的復合沖裁模）

墊片復合沖裁模設計說明書題目：設計墊圈沖裁模，墊圈材料材料Q235。特大平墊圈：10GB/T5287-2002，墊圈內(nèi)孔尺寸：，墊圈外圓尺寸：，厚度：目錄1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性2.排樣計算。3.壓力中心4.工序力計算、選擇壓力機5.編制工藝過程卡6.沖模零部件的選用、設計和計算1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性制件墊圈形狀簡單，內(nèi)孔與外圓都是圓形。材料為Q235，厚度3mm,內(nèi)孔外圓尺寸精度為IT16級，在沖裁件經(jīng)濟加工范圍內(nèi)。沖裁件有良好的工藝性。沖孔時，因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷或壓彎。制件材料為鋼時，無導向凸模最小直徑尺寸d≥（1.0～1.5）t，有導向的凸模最小直徑尺寸d≥0.5t，t為沖裁制件材料厚度。本例中小凸模直徑為11mm，t=3mm，11mm>（1.0～1.5）mm，沖裁模既可以做成有導向的，也可以做成無導向的。本例選擇有導向裝置的模具。根據(jù)制件要求，可以有以下兩種沖裁方案：一副級進模，兩個工位，沖φ11內(nèi)孔，落料外圓φ34。一副復合模，一個工位同時沖孔和落料。兩種模具結(jié)構(gòu)均較復雜，級進模采用剛性卸料板，復合模采用彈性卸料板，復合模在沖裁時彈性卸料板壓住條料，所以制件平整，質(zhì)量更好。復合模要求凸凹模具有足夠的強度，要求孔邊距不小于1～1.5倍制件板厚,本例孔邊距：(32.4mm-11.43mm)÷2=10.485mm，大于1.5倍板厚即4.5mm。這里選取第二種方案：一副落料沖孔復合模。2.排樣計算。（1）計算條料寬度和送進距離。考慮墊片較厚、尺寸中等，生產(chǎn)批量較大，考慮模具結(jié)構(gòu)應比較簡單，因此采用單排樣，一次沖裁一個墊片。排樣圖如下圖2.1所示。查表2-10，得到側(cè)邊距a=2.5mm,工件間距a1=2.2mm，則進距查表2-11，取條料下料時的下偏差為：，條料與導板之間的間隙為：，要求手動送料且無側(cè)壓裝置，則條料寬度按式（2-3）計算計算材料利用率。選用3mm×1000mm×1500mm的鋼板，裁成寬79.6mm、長1000mm的條料，則每張板所出零件數(shù)裁成寬79.6mm、長1500mm的條料，則每張板所出零件數(shù)由計算可知，板料采用第一種裁切方法比較經(jīng)濟。板料利用率3.壓力中心因墊圈外形、內(nèi)形對稱，所以壓力中心與墊圈中心重合。4.工序力計算、選擇壓力機4.1工序力計算沖裁力式中：Fc---沖裁力，NL---沖裁件的周長，mmt---材料的厚度，3mmRm--材料抗拉強度，380MPa～470MPa，取Rm=425MPa計算卸料力和推件力查表2-15卸料力推件力彈性卸料裝置、下出件，故沖裁工序總力4.2壓力機選擇1.2F=230kN根據(jù)的要求，并查表1-6，選用型號規(guī)格為J23-25的壓力機。5.編制工藝過程卡6.沖模零部件的選用、設計和計算6.1.確定沖裁模具刃口尺寸及公差。墊圈外形、內(nèi)形均為圓形，所以落料、沖孔凸模、凹模、凸凹模刃口尺寸均按互換法計算：查表2-12，求沖裁初始雙邊間隙值Z，Zmin=0.36,Zmax=0.421）計算沖孔刃口尺寸沖φ11孔時，以凸模為基準進行計算。查表2-13，得凸模制造公差：，凹模制造公差：；滿足，所以?。海?；查表2-14，得磨損系數(shù)x=0.5;凸模：凹模：2）計算落料刃口尺寸落料外圓時，以凹模為基準進行計算。查表2-13，得凸模制造公差：，凹模制造公差：；滿足，所以?。海?；查表2-14，得磨損系數(shù)x=0.5;凹模：凸模：6.2凹模外形尺寸的確定。沖裁件外形的周長La=106.8mm,查表2-17，取K=1.25。根據(jù)式(2-31)，計算凹模厚度根據(jù)式(2-32)，凹模壁厚c=1.5Ha=(1.5×29.8)mm≈44.8mm采用縱向送料，確定凹模寬度和長度。a.凹模寬度B的確定。B=工件長+送料步距+2c=(34+36.2+2×44.8)mm≈159.8mmb.凹模長度L的確定。L=工件寬+2c=(34+2×44.8)mm≈124mm由于凹模內(nèi)還要布置推件塊，并留取推出距離和推件塊臺階，因此初算凹模厚度查沖模矩形凹模板標準（JB/T7643.1-2008《沖模模板第1部分：矩形凹模板》），考慮到還要包括推件塊推出距離，所以初定凹模外形尺寸160mm×125mm×40mm；6.3橡膠彈性體的計算。由于橡膠的許用負荷比彈簧大，考慮到要控制模具閉合高度，因此本案例采用聚氨酯橡膠作為彈性體，如圖3.43(a)所示。a.確定橡膠的自由高度。因為沖裁的工作行程Lc=t＋2=5mm,所以橡膠的高度(3-15）式中，H0--橡膠的自由高度(mm)；Lc--沖裁的工作行程（指凸模從接觸板料開始到完成沖裁的距離），一般取t+(2～3)mm;--系數(shù)，一般在0.25～0.30選取。△H"--凸模刃磨量和調(diào)整量(mm),一般取5～10mm。計算自由高度時，要求0.5B≤H0≤1.5B。如果H0>1.5B,需將橡膠分成若干段在其間加鋼制墊圈；如果H0<0.5B,需要重新確定高度值，取H0=0.5B(B為橡膠性體的直徑或?qū)挾?，由設計者根據(jù)模具空間進行初定)。本例如圖3.48所示，在凸凹模寬度兩側(cè)分設一個矩形橡膠塊，每個的寬度B=30mm，可以明顯看到計算得到的H0滿足關系式，所以取H0=46mm。b.確定橡膠的安裝高度H'。式中，橡膠安裝時的預壓縮比(%)，一般在85%～90%選取。c.確定橡膠的實際承壓面積S。加上預壓縮和卸料行程，取壓縮比為25%，查表3-7，取橡膠單位彈壓力q=1.06MPa,則每塊橡膠的承壓面積式中，F(xiàn)x--卸料力(N);n--橡膠塊數(shù)目；q--橡膠在一定壓縮比時對應的單位彈壓力(MPa),具體值見表3-7。則橡膠的長度L≥S/B=(2596.3/30)mm≈86mm表3-7橡膠壓縮比Ky2與橡膠的單位彈壓力值q(MPa)橡膠壓縮比Ky2/(%)101520253035單位彈壓力q/MPa0.260.500.741.061.522.10依據(jù)以上計算結(jié)果，并根據(jù)凹模與凸凹模外形尺寸確定的橡膠能夠安裝的許可空間，確定每塊橡膠彈性體的外形尺寸為90mm×30mm×46mm。6.4凸模固定板、彈性卸料板、小推板、凸凹模、墊板、上下模座等厚度尺寸的確定。a.根據(jù)式(2-37)初算固定板厚度。hg=0.8Ha=(0.8×29.8)mm≈23.8mm其外形尺寸與凹模的相同，查矩形固定板標準(JB/T7643.2一2008《沖模模板第2部分：矩形固定板》)，取固定板厚度hg=24mm。b.彈性卸料板外形與大凹模相同，查表2-19，取厚度=16mm。c.小推板放在墊板內(nèi)，參照剛性卸料板設計，其外形與毛坯相近，為φ34mm,查表2-19，取其厚度ht=8mm。d.凸凹模高度尺寸hpd,由式(2-30)得e.根據(jù)凹模外形尺寸，查矩形墊板標準(JB/T7643.3一2008《沖模模板第3部分：矩形墊板》)，取墊板厚度hb=8mm,但此處的墊板還要留出小推板及推出距離，故有f.上、下模座厚度尺寸計算。根據(jù)式(2-35)，計算下模座厚度Hx=1.2Ha=(1.2×29.8)mm≈36mm，查標準，取根據(jù)式(2-36)，計算上模座厚度Hs=Hx-5=(36-5)mm=31mm6.5標準模架的選取。根據(jù)已初算出來的各板厚度，初算模具閉合高度若選擇160×125模架，則模架閉合高度為H閉合=Hs+hpd+Ha+hg+hdb+Hx=(40+58+40+24+21+50)mm=233mm采用對角導柱模架，根據(jù)凹模周界尺寸125mm×160mm及初算閉合高度H閉合，查沖?；瑒訉蚝髠?cè)導柱模架標準(GB/T2851一2008《沖模滑動導向架》)，選取模架規(guī)格。無可選類型。選擇160×160模架，則模架閉合高度為H閉合=Hs+hpd+Ha+hg+hdb+Hx=(45+58+40+24+21+55)mm=243mm查標準GB/T2851一2008《沖模滑動導向模架》160×160×210～255符合要求?；瑒訉蚰＜軐菍е?60×160×210～255I(GB/T2851一2008《沖?；瑒訉蚰＜堋?并由此確定上、下模座及導柱、導套規(guī)格。對角導柱上模座160×160×45(GB/T2855.1-2008《沖模滑動導向模座第1部分：上模座》)對角導柱下模座160×160×55(GB/T2855.2-2008《沖?；瑒訉蚰Ｗ?部分：下模座》)導柱A28h5×200(GB/T2861.1-2008《沖模導向裝置第1部分：滑動導向?qū)е?導柱A30h5×200(GB/T2861.1-2008《沖模導向裝置第1部分