墊片制件工藝分析與模具設(shè)計

1、2345678二）245三）123456基本內(nèi)容：1、 學(xué)會查閱資料和有關(guān)手冊；、 按要求繪制被加工件零件圖 A4 一張；、 對所給零件進行成形工藝分析，擬定最佳成形工藝方案并進行工藝 設(shè)計、計算；、 合理地選擇模具結(jié)構(gòu)，進行有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算；、 能夠正確地進行凸、凹模工作尺寸計算和尺寸標(biāo)注；、 正確地選擇壓力機設(shè)備，進行有關(guān)使用參數(shù)的校核和計算；、 按照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)正確地繪制模具裝配圖及非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（總量 不少于一張 0圖紙）：、 編寫課程設(shè)計說明書（正文字?jǐn)?shù)不少于 3500 字）；基本要求：1、 借閱參考資料。獨立完成零件工藝分析及資料收集工作；、 模具結(jié)構(gòu)類型合理，尺寸計算正確；3

2、、 繪制的模具裝配圖及零件圖符合國家機械制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；、 設(shè)備選擇合理實用；、 設(shè)計說明書思路清晰；主要參考書：、 田嘉生 . 冷沖模設(shè)計基礎(chǔ) . 航空工業(yè)出版社， 1994.、 虞傳寶 . 冷沖壓及塑料成型工藝模具設(shè)計資料 . 機械工業(yè)出版社， 1993.、 許發(fā)樾 . 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 . 機械工業(yè)出版社， 1994.、 鄭大忠 . 模具結(jié)構(gòu)圖冊 . 機械工業(yè)出版社， 1995.、 王孝培. 沖壓手冊 . 機械工業(yè)出版社， 1990.、 國家標(biāo)準(zhǔn)總局 . 冷沖壓國家標(biāo)準(zhǔn) . 國家標(biāo)準(zhǔn)出版社 . 1981.摘要 本次綜合實訓(xùn)設(shè)計墊片的沖壓模具， 零件結(jié)構(gòu)簡單對稱， 料厚較小，設(shè)計者 將其設(shè)計

3、為級進模模具， 主要有沖孔落料兩道工序。 本說明書以圖文并茂的方式 對此零件的模具設(shè)計加以介紹， 主要敘述了從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè) 計、工藝計算、沖模結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及主要零件設(shè)計等，直到最后的模具裝配圖、 零件圖、排樣圖等一系列的設(shè)計過程。 其中詳盡的分析講述了針對于該零件的沖 壓模具完整設(shè)計方法， 讀者可以從本說明書中簡單、 明確的了解該設(shè)計的主要思 想路線及合理設(shè)計制造方案， 加深對級進模模具設(shè)計知識的了解、 應(yīng)用以及提升 關(guān)于級進模模具的分析問題、解決問題的能力。關(guān)鍵詞： 墊片、級進模、沖孔落料、模具、設(shè)計65mr鋼岡板應(yīng)用：65mn鋼板強度、硬度、彈性和淬透性均比65號鋼高，具

4、有過熱 敏感性和回火脆性傾向， 水淬有形成裂紋傾向。 退火態(tài)可切削性尚可， 冷變形塑 性低，焊接性差。受中等載荷的板彈簧，直徑達(dá)7-20mm的螺旋彈簧墊圈彈簧環(huán)。 高耐磨性零件，如磨床主軸、彈簧卡頭、精密機床絲桿、切刀、螺旋輥子軸承上 的套環(huán)、鐵道鋼軌等。力學(xué)性能：抗拉強度 =980(100)屈服強度 =784(80)伸長率？ 10( %)=8斷面收縮率( %) =30硬度：熱軋=302hb;冷拉+熱處理1.5t 要求（其中料厚 t 為 1.0mm, 可得出 c=8-8.22=3.9mm, 1.5t=1.5mm）。對于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度 公差符合國家標(biāo)

5、準(zhǔn)。 本設(shè)計的產(chǎn)品材料是 10 號鋼，其力學(xué)性能是強度、 硬度和 塑性指標(biāo)適中，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對于表面質(zhì)量 等沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)板材，其沖裁出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量等 就可以保證。經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。1.1.2產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析1）尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，采用IT14級精度，普通沖裁可滿足要求。2）粗糙度、斷面質(zhì)量查沖壓手冊表2-12得，一般沖裁件沖材料厚度t ( 1.11.3) P2 =139.8165.2，查沖壓手冊表9-3得，選擇開 式壓力機，公稱壓力250KN o2.3壓力中心的計算圖

6、2-3-1建立坐標(biāo)系于落料中心，如圖2-3-1壓力中心到 Y軸距離X=（ L落X 0+L孔X 41.5+ 2L銷X 41.5/2+ L刃X 32.8）式（2-13）/ （ L 落 +L 孔 +L 銷+L 刃）=25.5mm壓力中心到X軸距離丫近似看作0第3章級進模凸凹模設(shè)計3.1模具刃口尺寸的計算3.1.1沖孔凸、凹模沖孔( 22 8.2 3 ),設(shè)計時大孔小孔參考圖3-1-1-1 ,導(dǎo)正釘孔參考圖 3-1-1-2。沖孔件時，尺寸為內(nèi)形尺寸，基準(zhǔn)型面為凸模。0d 凸=(d+xA ) -、.t式(3-1)其中d凸沖孔凸模刃口尺寸；d凹一一沖孔凹模刃口尺寸；x摩擦系數(shù),沖裁件精度為IT14時，x=

7、0.5 ;A工件孔徑公差， mn, A =0.16mm;S t 凸模刃口尺寸制造偏差，mm查沖壓手冊表2-28得，S t 大=0.020mm S t 小=0.020 ;S a凹模刃口尺寸制造偏差，mm查沖壓手冊表2-28得，S a大=0.020mm, S a 小=0.020mmZmin凸、凹模最小合理間隙，mm查沖壓模具設(shè)計表2-10得,Zmin =0.100mm，Zmax=0.140mm；大孔:d 凸=(22+0.5 0.16)0q02=22.080-Q.02 mmd 凹=*22.08mm小孔:d 凸=(8.2+0.5 .16)0Q2=8.280q02mmd 凹=*8.28mm0q2 mm0

8、導(dǎo)正釘孔：d 凸=(3+0.5 0.16) q02=3.05d 凹=*3.08mm校核間隙：Zmax-Zmin=0.04mm S t + S a =0.04mm；所以滿足 Zmax-Zmint + Sa的條件；所以各孔凸、凹模刃口尺寸均計合理。禮丹複2 |1 H |84Qffi孚號|皿-M 1沖H憐12心E *r 1Hi圖 3-1-1-1TL & 橈 3 |1 削 I84Q30早號”042-M 1 SY fl k汀1孰皿曲色蔽天尢學(xué)圖 3-1-1-23.1.2落料凹、凸模落料件時，尺寸為外形尺寸，基準(zhǔn)型面為凹模。設(shè)計參考圖3-1-2-1+ 建式(3-3)A2=40d 凹 2=(Ai-xA )

9、o其中d凸 落料凸模刃口尺寸;d凹落料凹模刃口尺寸；x摩擦系數(shù),沖裁件精度為IT14時，x=0.5 ;A工件孔徑公差， mm A =0.74mm;St凸模刃口尺寸制造偏差,mn查沖壓手冊表2-28得，S t=0.020mm。Sa凹模刃口尺寸制造偏差,mm查沖壓手冊表2-28得，S a=0.020mm0.02d 凹 1= (62.5-0.5 0.74)。. =62.13 Q02 mm0.02 0d 凹 2= (40-0.5 (X74)0. =39.63 qo2 mm d 凸 1=*62.13 d 凸 2=*39.63校核間隙：Zmax-Zmin=0.04mm S t + S a =0.04mm；

10、所以滿足 Zmax-Zmin S t + Sa的條件；所以各孔凸、凹模刃口尺寸均計合理。為了方便加工，因為凸模較多，以先加工凸模，再凹模配合凸模加工 的方法。所以用尺寸轉(zhuǎn)化法將凹模尺寸轉(zhuǎn)化到凸模上。0 0 0.02D 凸 1 (d 凹 1 +S -Zmin)-.t =(62.13+0.02-0.100) - t=62.05 0. mm式(3-4)0 0 0.02D 凸 2 =( d 凹 2 +S -Zmin t=(39.63+0.02-0.100) - t =39.55 0. mm 式(3-5)D 凹 1 = *62.05D 凹 2 =*39.553.2凹模的設(shè)計3.2.1凹模厚度H的計算凹模

11、厚度：H=Kb式(3-6)式中K系數(shù)，查沖壓手冊表 2-40得K=0.22b 工件最大外形尺寸 H=0.22 X 62.5=13.75mm取凹模厚度為25mm凹模壁厚：C=( 1.52) H式(3-7)取 C=30mm3.2.2凹模長度和寬度B=62.5+2C=122.5mmL=2(C+20+25.5)=151mm按照沖壓模具設(shè)計手冊取 B X L X H=125X 160X 40323凹模材料凹模材料一般選擇Cr12MoV3.2.4凹模固定方法凹模與下模座用4個M8的螺栓裝配，4個M6的銷釘固定。3.3凸模的設(shè)計凸模的長度L=H1+ H2+ H3+ 丫式中：H1 為凸模固定板的厚度H2 為卸

12、料板的厚度H3 為導(dǎo)料板的厚度丫 一為附加的長度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模進入凹模的深 度（0.51mm,凸模固定板與卸料板的安全距離 A等。其中A取1520.L=28+15+6+5+15=63im3.3.1凸模強度一一壓應(yīng)力校核十壓校核公式為:式（3-8）式中 P孔一一沖孔沖裁力，N, P孔=47KNFmin 凸模最小斷面積，F(xiàn)min =二 r2 =3.14 X 4.1 2=52.8mnf，門壓一一凸模材料的許用壓應(yīng)力，MPa材料為Cr12MoV，查手冊,門壓=(10001600)Mps。因為 旦=47000 =890MPa壓Fmin 52.8所以凸模強度符合要求3.3.2 凸模材料凸

13、模材料一般選擇 Cr12MoV第 4 章 基本沖模結(jié)構(gòu)的確定4.1 模具的形式級進模按其自動化程度， 分為級進模和自動模兩類； 按其完成沖壓工序的不 同，主要分為沖裁類級進模、成形類級進模兩大類。其中，沖裁類級進模常見的 形式有沖孔、落料級進模，沖孔、切斷級進模，拉伸、彎曲級進模等。很明顯， 本零件的加工采用沖孔、落料級進模。4.2 定位裝置采用導(dǎo)料板和長方形定距側(cè)刃進行粗定位。定距側(cè)刃切去條料旁側(cè)少量材料而達(dá)到擋料的目的。 由于條料厚度較薄所需 送料力較小， 若采用雙邊側(cè)刃浪費原材料， 且模具尺寸增大浪費模具成本， 所以 本設(shè)計采用單邊側(cè)刃。采用梯形導(dǎo)正釘導(dǎo)正進行精定位，以保證相對位置和步距

14、的精度。4.3 卸料裝置4.3.1 條料的卸除采用彈性卸料板。卸料板不僅起卸料作用或兼保導(dǎo)向作用，而且還起到壓 料作用。4.3.2 廢料及工件的卸除廢料和工件經(jīng)過漏料孔及沖床工作臺面的漏料孔落出4.4 導(dǎo)向裝置采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向， 主要是為保證凸模和凹模之間的小間隙， 滿足零 件較大的生產(chǎn)批量，并使零件的沖裁質(zhì)量得到保證。4.5 模架采用四導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，能承受級進模高速 沖壓次數(shù)。具備導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、 剛性好等優(yōu)點， 所以采用四導(dǎo)柱模架。 第 5 章 級進模主要零件設(shè)計5.1 卸料彈簧設(shè)計1 根據(jù)總卸料力Px估計擬用彈簧個數(shù)n,算出每個彈簧所承受負(fù)荷P

15、彈。 取卸料彈簧個數(shù)為 n=4P 彈 =Px /n=51/4=12.5式（ 5-1 ）2.查表沖壓手冊10-1彈簧選2X18X 223Fj=135Nhj=12.3mmh 預(yù)=F 預(yù)X Fj/hj=12.5X 12.3/135=1.14式（ 5-2）h 預(yù)+h 工作+h 修磨=1.14+2+6=9.14v hj式（5-3）故所選彈簧是合適的。5.2 凸模固定板設(shè)計凸模固定板形狀為矩形 125X 160, 厚度約取凸模的 40%,取厚度為 28mm。5.3 墊板設(shè)計理論上 ,確定是否需要墊板的方法如下：條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應(yīng)力超過模座材料的許用壓應(yīng)力， 這時需要凸模端部與模座之間

16、加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊 板?？赑二 y - L y， y = f ;式（5-5）式中二y凸模端面壓應(yīng)力，MPa閃丫模座材料許用壓應(yīng)力，鑄鐵約為 looMPa鋼約為200MPaP沖裁力，N;F凸模上端面面積，mm ;F =1182.97 4n 4.12 4 冗 112 2 32 恵=2968P 113500式（5-6）二 y38MPaF 2968因上模板采用鑄鐵材料，所以二y =100MPa 38MPa，不用加上墊板。墊板厚度一般為310mm取10mm墊板材料常用T7或T8工具鋼，熱處理硬度為 4852HRC墊板淬硬后兩面 應(yīng)磨平，表面粗糙度 R乞0.320.63um。本設(shè)計

17、中，有有級進模沖裁力較大，生產(chǎn)批量較大，給凸模的后面加上淬過 火的凸模墊板，目的是增加凸模的強度，防止凸模的后座回縮，增加使用壽命。5.4卸料板設(shè)計1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為 H=15mm卸料板材料選45鋼，不用熱處理淬硬。2） 卸料板上成形孔的設(shè)計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1 0.3mm5.5模座的選擇四導(dǎo)柱模架查沖壓模具設(shè)計手冊表 1-79得LX B取160X 125范圍，高度 H取 140170, h1=35，h2=40,L2=240,B2=230,S=175,S1=190導(dǎo)柱B型22 X 150;導(dǎo)套 A型22X 70X 35。第6章壓力機校核初選壓力機為

18、公稱壓力250K N的開式壓力機。該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力250KN滑塊行程80mm最大圭寸閉高度250mm圭寸閉高度調(diào)節(jié)量70mm工作臺尺寸560X 360模柄孔尺寸一 50 X 706.1模柄孔的校核模柄的尺寸為一 50 X 70，上模座厚度為35mm ,則模柄伸出上模座的高度為35mm70-5mm，因此合適。6.2模具閉合高度的校核模具的閉合高度 H=40+25+1+15+15+28+10+35=169mr而壓力機的最大封閉高度250mm其調(diào)節(jié)量為70mm則壓力機的最小閉合高度為180mm大于模具的 閉合高度，所以此項也可滿足要求。6.3壓力機工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：240X 230mm壓力機的工作臺尺寸為560X 360mm符合每邊留出60100mm的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、