實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)報告-墊片復(fù)合沖壓模具的設(shè)計(jì)

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)實(shí)習(xí)（實(shí)訓(xùn)）報告 名稱 墊片復(fù)合沖壓模具的設(shè)計(jì) 09年 1月 14 日至 09 年 2 月 25 日共 6 周院 系 機(jī)電工程系 班 級 06模具1班 姓 名 系主任 教研室主任 指導(dǎo)教師 墊片復(fù)合沖壓模具的設(shè)計(jì)摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)墊片的復(fù)合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)再到工藝計(jì)算，一直到最后的模具裝配圖。關(guān)鍵詞：墊片、復(fù)合沖壓模具、設(shè)計(jì)

2、目 錄引言（緒論）1一、沖裁件的工藝性分析7二、確定沖壓工藝方案7三、選擇模具結(jié)構(gòu)形式71.模具的形式42.定位裝置43.卸料裝置44.導(dǎo)向零件45.模架4四、必要的工藝計(jì)算81.排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算42.計(jì)算沖壓力43.計(jì)算模具壓力中心44.計(jì)算模具刃口尺寸4五、墊片復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1  澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則41.落料凹模 42.沖孔凸模長度及強(qiáng)度校核 43.凸凹模長度確定及壁厚校核 44.凸凹模固定板尺寸 45.墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)46.卸料板的設(shè)計(jì)47.模座的選擇4六、壓力機(jī)校核 41.模柄孔的校核 42.

3、模具閉合高度的校核 43.壓力機(jī)工作臺尺寸的校核 44.沖裁力校核4七、繪制模具總裝配圖及零件圖14課程設(shè)計(jì)小結(jié)24致謝 4參考文獻(xiàn)25引 言模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在2007年還呈現(xiàn)出三大亮點(diǎn)： 一、是模具向大型、精密、復(fù)雜方向發(fā)展成果突出，如已生產(chǎn)出了單套重量達(dá)到100噸的巨型模具及型腔精度達(dá)到0.5m的超精模具和能與2500次/分高速

4、沖床相匹配的精密多工位級進(jìn)模等；模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度得到進(jìn)一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率大都已達(dá)到或超過了80%等；行業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內(nèi)容的技術(shù)改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。 二、是行業(yè)骨干隊(duì)伍正快速形成，集群式生產(chǎn)方式得到進(jìn)一步發(fā)展，勞動生產(chǎn)率不斷提高。模具行業(yè)目前已有80多家重點(diǎn)骨干企業(yè)，現(xiàn)在，年產(chǎn)模具5000萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有100家左右。骨干隊(duì)伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼2006年之后，全國的模具城得到了進(jìn)一步發(fā)展。模具城的產(chǎn)出要比上年增長25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率比上年有1

5、0%以上的提高。 三、是國際合作進(jìn)一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè)2007年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著。在中國模具工業(yè)2007年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產(chǎn)模具的原材料、人工等成本費(fèi)用不斷上漲，2007年又比上年漲了20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進(jìn)一步受擠壓，利潤率進(jìn)一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不應(yīng)求，高層次人才的正常流動現(xiàn)

6、在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質(zhì)也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內(nèi)外市場前景良好和現(xiàn)有企業(yè)大多利好的情況下，模具行業(yè)固定資產(chǎn)投入年復(fù)一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投入，致使某些領(lǐng)域已呈飽和之勢和低水平的重復(fù)。大量投資的結(jié)果雖然對促進(jìn)模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預(yù)示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。競爭會不會造成今后的大調(diào)整而累及行業(yè)發(fā)展，這已引起一些業(yè)內(nèi)人士的擔(dān)憂。目前，在部分領(lǐng)域，尤其在中低檔市場上，競爭已造成因相互過度壓價而損害產(chǎn)品質(zhì)量的狀況。 隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進(jìn)水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利。所謂綜合

7、水平的落后包括了技術(shù)落后、產(chǎn)品落后、管理落后及人的觀念和水平落后等。雖然我國模具行業(yè)中也不乏可與世界先進(jìn)水平相媲美的企業(yè)，有些產(chǎn)品也并不比世界先進(jìn)水平差，但這畢竟只是少數(shù)。就大多數(shù)而言，我們必須承認(rèn)落后，而且總體來說，不是落后一點(diǎn)點(diǎn)，而是落后了許多?？傮w落后的主要表現(xiàn)是我國模具在結(jié)構(gòu)、精度、效能、壽命及生產(chǎn)周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質(zhì)與水平和全員勞動生產(chǎn)率等方面與國際先進(jìn)水平相比有著較大差距。此外，當(dāng)然還存在裝備及環(huán)境等方面的差距等。 模具設(shè)計(jì)一、沖裁件的工藝性分析（1）材料 q235是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單?？走吘噙h(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以

8、考慮采用復(fù)合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標(biāo)注公差，屬自由公差，按it14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，按“入體原則”標(biāo)注各尺寸為：6、16、26和r6。二、確定沖壓工藝方案該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：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)沖壓，采用級 進(jìn)模生產(chǎn)。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)率低，難以滿足該零件的年生產(chǎn)需要。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由

9、于零件的幾何形狀簡單對稱，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，但模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。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。三、選擇模具結(jié)構(gòu)形式（1）模具的形式 此工件有三個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(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，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。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。（2）定位裝置 采用擋料銷縱向定位，安裝在卸

10、料板上，并在凹模板開設(shè)讓位孔。（3）卸料裝置1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。（4）導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件有許多，如用導(dǎo)板導(dǎo)向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高，壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。而且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成

11、本。（5）模架 若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結(jié)構(gòu)比較緊湊。本設(shè)計(jì)決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。四、必要的工藝計(jì)算（1）排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算1、單直排a、搭邊。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，確定搭邊直a、a1t = 1 mm，工件間a1 = 0.8 mm ，取 1 mm。 側(cè)搭邊 a = 1 mm。b、條料寬度。采用無側(cè)邊裝置，所以b=（d+2a）= （20+6+6+1+1）= 34mm式中條料寬度的單向偏差，mm，查表得=-0.15mmc、送料步距：s = l + a =50 + 12 +1 = 63

12、mmd、材料利用率利用cad軟件，查得其面積為1163.542mm條料一個步距內(nèi)的面積為45×34=1530 mm=100%=100%=76.04%排樣圖如下：2、計(jì)算沖壓力沖裁力公式為p= p+ p式中 p 沖裁力；p 沖孔沖裁力；p落料沖裁力。（1） 沖孔沖裁力p孔。p= pt式中 l 沖孔周長；t 材料厚度，t=1mm；材料抗拉強(qiáng)度，mpa，查手冊，q235，=375460mpa，取=400mpa。所以 p = lt=（2×3×2+2×8）×1×400=35168n（2） 落料沖裁力p落。p= lt所以 p= lt=（+26&#

13、215;4）×1×4 00 =77605.3n（3） 卸料力p。p= k× p式中 p卸料力；k卸料系數(shù)，查表k=0.040.05，取k=0.04。所以 p= k× p=0.04×77605.3n=3104.212n（4） 推件力pp = kpn式中 k推料系數(shù)，查表取k=0.055； n同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，取n=3。所以 p = kp n=0.055×35168×3n=5802.72n（5） 總沖壓力p總。沖裁時，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力。總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同

14、，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為 p =p+ p+ p= p+ p+ p+ p=77605.3+3104.212+35168+5802.72 n=121680.26n122kn初選壓力機(jī)型號為：jh2325。該壓力機(jī)的主要參數(shù)：公稱壓力250kn滑塊行程75mm最大封閉高度260mm封閉高度調(diào)節(jié)量55mm工作臺尺寸560×370模柄孔尺寸40×603.計(jì)算模具壓力中心由于該零件關(guān)于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。4.計(jì)算模具刃口尺寸落料 設(shè)工件的尺寸為,根據(jù)計(jì)算原則，落料以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪

15、廓的最小極限尺寸;將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。=（）d=（d）=（d）沖孔 設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準(zhǔn)尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d=(d+x)d=(d+z)=(d+x+z)孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為l兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。l=l上述式中： 、d 落料凹、凸模尺寸； d、 d 沖孔凸、凹模尺寸； d 落料件的最大極限尺寸； d 沖孔件孔的最小極限尺寸； l、 l 工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸； 工件制造公

16、差； z最小合理間隙； x 磨損系數(shù)； 凸或凹模的制造公差，可按it6it7級來選取，也可查表選取，或?。ǎǎ?。為了保證初始間隙不超過z即+,和選取必須滿足以下條件：+外形由落料獲得，2×6和16由沖孔同時得到：查表得：z=0.1mm,z=0.14mm,則 z-z=(0.14-0.1)mm=0.04mm由于尺寸為自由公差，均為it14級，所以×=0.5mm設(shè)凸、凹模分別按it6和it7級加工制造，則沖6孔： d=(d+×)=(6+0.5×0.3) =6.15mmd=( d+ z)=(6.15+0.1)=6.25mm校核：+0.008+0.0120.1

17、4-0.10.02<0.04（滿足間隙公差條件）沖16孔：d=(d+×)=(16+0.5×0.43) =16.215mmd=( d+ z)=(16.215+0.1)=16.315mm校核：+0.011+0.0180.14-0.10.029<0.04（滿足間隙公差條件）孔距尺寸：l=l=(181/8×0.18×2)=180.045mml=l=(251/8×0.26×2)=250.065mm落料26圓?。篸=(d- ×)=(26-0.5×0.52) =25.74mmd=( d- z)=(25.74-0.1)

18、=25.64校核：+0.021+0.0130.14-0.10.034<0.04（滿足間隙公差條件）落料r6mm圓?。篸=(d- ×)=(6-0.5×0.15) =5.925mmd=( d- z)=(5.925-0.1)=5.825mm校核：+0.012+0.0080.14-0.10.002<0.04（滿足間隙公差條件）符合精度要求。五、主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.落料凹模1）厚度hh=k式中 k修正系數(shù)，查表k=1.25；p落料沖裁力，n，p=77605.3n=78kn。代入 h=1.25×=24.7mm 取h=20mm2）長度和寬度l、bl=l+2w式中

19、w垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離。 w1.2 h=1.2×20=24mm所以 l= l+2w=25×2+12+24×2=110mmb= b+2w=26+24×2=74mm取 l=120mmb=70mm由于凹模內(nèi)要設(shè)置推件塊，為了使模具加工簡單，將凹模分成兩塊：凹模板和空心墊板，每塊板的厚度各為10mm。2.沖孔凸模長度及強(qiáng)度校核1）沖孔凸模長度l.l=h+lh=(0.60.8)hh=kl= h以上各式中 h凸模固定板厚度；h沖孔凸模厚度；p沖孔沖裁力；k系數(shù)；l凸模自由長度；h落料凹模厚度，h=20mm。所以h=k=1×=15.2mm，取

20、h=16mmh=(0.6+0.8)h=(0.60.8)×16 = 9.612.8mm，取h=10mml= h=20mm所以l= h+l=10+20=30mm2）凸模強(qiáng)度壓應(yīng)力校核校核公式為：式中 p沖孔沖裁力，n，p=7536n，f凸模最小斷面積，f=r=3.14×3×3=28.26mm，凸模材料的許用壓應(yīng)力，mpa，材料為cr12，查手冊，=(10001600)mpa,取=1200mpa.因?yàn)?=266.7mpa<所以凸模強(qiáng)度符合要求。3.凸凹模長度確定及壁厚校核1）凸凹模長度h確定h=h-f+h-1+h=50-20+10-1+20=59mm60mm式中

21、h彈簧的自由長度，mm，h=50；f彈簧壓縮量，mm；h卸料板厚度，mm，取h=10mm；h固定板厚度，mm，取h=20mm。2）凸凹模壁厚校核。查表，倒裝復(fù)合模最小壁厚n=2.7mm，（料厚t=1mm）此例中n=6-3=3mm> n所以滿足最小壁厚n> n的要求。4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形狀為矩形120×70,厚度取20mm，與凸凹模過盈配合。5.墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)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加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。式中 凸模端面壓應(yīng)力，mpa；模座

22、材料許用壓應(yīng)力，鑄鐵約為100mpa，鋼約為200mpa；p沖裁力，n；f凸模上端面面積，mm；d凸模上端面直徑，mm。墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為310mm。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r0.320.63um。本例中上模部分已有墊板。下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計(jì)算，很顯然不需要加墊板。因?yàn)榧訅|板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。6.卸料板的設(shè)計(jì)1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為h=10mm，卸料板材料選a3或（45鋼）

23、，不用熱處理淬硬。2）卸料板上成形孔的設(shè)計(jì)。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.10.3mm。7.模座選擇由于模板周界為120×70mm，所以選上模座 125×80×30 gb/t2855.51990下模座 125×80×30 gb/t2855.61990材料 ht200 gb943688 閉合高度最小140mm，最大165mm。導(dǎo)柱20×130 gb/t2861.11990導(dǎo)套20×70×28 gb/t2861.61990六、壓力機(jī)校核初選壓力機(jī)型號為：jh2325.該壓力機(jī)的主要參數(shù)：公稱壓力250kn滑塊行程7

24、5mm最大封閉高度260mm封閉高度調(diào)節(jié)量55mm工作臺尺寸560×370模柄孔尺寸40×601.模柄孔的校核模柄的尺寸為40×80，上模座厚度為30mm，則模柄伸出上模座的高度為50mm<60mm，因此合適。2.模具閉合高度的校核模具的閉合高度h=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm，而壓力機(jī)的最大封閉高度260mm，其調(diào)節(jié)量為55mm，則壓力機(jī)的最小閉合高度為205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項(xiàng)也可滿足要求。3.壓力機(jī)工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：194×142mm，壓力機(jī)的工作臺尺寸為560×370mm，符合每邊留出60100mm的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。4.沖裁力校核沖裁合格產(chǎn)品所需的沖裁力p為122kn<壓力機(jī)的公稱壓力250kn，所以合適。綜上所述：型號為jh2325的壓力機(jī)符合要求。七、繪制模具總裝配圖及工作零件圖模具上模部分