墊圈-沖壓模具課程設(shè)計說明書

1、黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 14 頁墊片沖壓模具設(shè)計摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離和塑性變形，從而獲得所需零件的加工方法。本文將重點講述沖壓模具的設(shè)計方法和計算過程。首先，本文將講述沖壓工藝方案的確定和模具的結(jié)構(gòu)形式，并畫出排樣圖和計算材料的利用率。其次，本文將講述凸凹模設(shè)計尺寸的計算，沖裁力和壓力中心的計算，以及壓力機的選用。最后，本文將講述模座，模架，導柱和導架的選用，以及凸凹模的加工方法，畫出裝配圖。關(guān)鍵詞： 沖壓; 凸模; 凹模; 模架Punch forming technology and die designAuthor : Wan

2、gXiaopeng Tutor : JiangAiyunAbstractStamping is in room temperature, the use of mold on the pressure in installation of material pressure, so as to produce separation and plastic deformation, and will obtain the needed parts processing method. This paper focuses on the stamping die design method and

3、 calculation process. First of all, this article will talk about the determination of stamping process program and die structure form and draw the layout figure and calculation material utilization. Secondly, the paper will be about the size of the punch mold design calculation, cutting force and th

4、e calculation of the pressure center, and the selection of the press. Finally, this article will talk about mould seat, formwork, guide pin and the selection of guide tube, and die and punch processing method, draw the assembly drawing. Key word: Stamping; The punch; Concave die; Formwork 目 錄1 沖裁件工藝

5、分析12確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式23模具設(shè)計計算3 3.1、排樣、計算條料寬度及確定步距3 3.2、材料的利用率3 3.3、沖壓力與壓力中心計算4 3.4、沖床選用54沖模刃口尺寸及公差的計算65沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計75.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計75.2、凸模固定板的確定85.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定85.4、導料板的確定85.5、卸料裝置的確定95.6、模柄的選用95.7、沖模閉合高度計算105.8、墊板的結(jié)構(gòu)106模架選用117模架基本加工12 結(jié)論13致謝14參考文獻 151 沖裁件工藝分析如圖1所示零件：屏蔽板生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。1、材料：10鋼板材，具有

6、良好的可沖壓性能。2、工件結(jié)構(gòu)形狀：有兩個5的圓孔，墊圈大徑22。3、尺寸精度：零件圖上所有未標注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：零件內(nèi)形：5±0.215mm、22±0.31mm。圖1 零件圖2 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但成本高而生產(chǎn)效率低；方案二工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但模具強度較差，制造難度大，且操作不方便；方案三生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。故采用級

7、進模比較合適。3 模具設(shè)計計算1、排樣、計算條料寬度及確定步距零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為大等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會相應增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖2所示。首先查沖壓模具設(shè)計與制造表2.5.2確定搭邊值。由于材料是10鋼，材料厚度是0.08mm,根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓形取搭邊值a=1.0，側(cè)邊按圓形取搭邊值a1=0.8。算的連續(xù)模進料步距為S=D+a1=22+1.0=23mm。條料寬度按相應的公式計算： B0-=(D+2a+C)0- =（22+1.6+0.5）0-0.08=24.10-0.08A

8、=B+C=22+1+1.6=24.6 圖2 排樣圖 2、材料的利用率 ×100%式中：A0一個步距的條料面積; A一制件的面積； 3、沖壓力與壓力中心計算：1）沖孔力: 沖孔 查表確定材料,KT=0.055,Kx=0.05. F=Lt 其中L沖裁周邊長度； t材料厚度；2）落料力：F=2Dt=2×5×0.8×400=10KN3）卸料力 FX=KxF沖 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表3-13 ，KX取0.05 =0.05×22 =1.1（KN）4)推件力 FT=nkT（F落+F沖）n取2個 ， KT取0.055 =n×0.055×

9、32 =2×0.04×32=2.56（KN）5)總沖壓力 F總= F落+ F沖+FX+FT =10+22+1.1+2.56=35.66（KN） 6)壓力中心計算 圖3 壓力中心計算 =4、沖床選用根據(jù)總沖壓力F總=35.66KN，模具閉合高度，沖床工作臺面尺寸等，查模具設(shè)計與指導表433可知選用開式壓力機公稱壓力63KN。其工藝參數(shù)如下：標稱壓力：63KN滑塊行程次數(shù)：160/次.min-1滑塊行程：50mm最大閉合高度：170mm密封高度調(diào)節(jié)量：35mm立柱距離：180mm滑塊中心線至床身距離：110mm模柄尺寸:直徑30mm；深度50mm4 沖模刃口尺寸及公差的計算采用

10、凸凹模分別加工： 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表2.3.3，知凸凹模的最大間隙Zmax=0.104 、最小間隙Zmin=0.072，則1、對于落料：A=0.025、T=0.02、x=0.5 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表3-15、3-16不滿足A+TZmax-Zmin,因此，只有縮小A，T，提高制造精度，才能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，因此可?。篈0.6（Zmax-Zmin）=0.6×0.032=0.0192，取A=0.015T0.4（Zmax-Zmin）=0.4×0.032=0.0128，取T=0.01DA=22.034DT=21.9622、對于沖孔：A=0.02、T=0.02、x=

11、0.5 查【沖壓模具指導】表3-15、3-16 根據(jù)【沖壓模具課程設(shè)計與指導】式3-18、3-19得：dT=（d+）=（21.94+0.026）=21.966dA=（dT+ Zmin）=（21.966+0.072）=22.0385 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 凹模的外形尺寸一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應保證凹模有足夠的強度和剛度。凹模的厚度還應考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖材件的最大外形尺寸來確定的。該凹模的外形為矩形。 凹模厚度 H=Kb (15mm) 凹模壁厚 c=(1.52)H(3040mm)式中： b沖裁件的最大外形尺寸； K系

12、數(shù)，考慮板料厚度的影響。查表： 表41系數(shù)K值b/mm料 厚 t/mm0.512500.30.350.42K取0.4mm H=KB（15mm）=0.4×15=6 H取25mm c=(1.52)H( 3040mm)=（1.52）×20=3044mm 根據(jù)本次需要 c取30凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置根據(jù)凹模的大小，在標準的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，滿足機械設(shè)計的要求。凹模洞孔軸線應與凹模頂面保持垂直，上、下平面應保持平行。型孔的表面有表面粗糙度的要求 Ra0.80.4m。凹模材料選擇與

13、凸模一樣，但熱處理后的硬度應略高于凸模。選用Cr12為凹模材料。凹模洞口的類型凹模洞口類型如圖所示為直筒式刃口凹模。因為其制造方后工作部分尺寸不變。本模具即使用此類型。凹模制造方便，刃口強度高，便于刃磨。如圖4(詳見附圖) 圖4凹模5.2、凸模固定板的確定凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣，一般選擇0.60.8倍的凹模厚度確定，也可以通過標準查得，基本與凹模外形尺寸相當。這里取0.8倍，H凸=0.8×22=17.6mm. 取20mm；材料可選用Q235或Cr12，本此選Cr12。墊板的作用是承受凸?；虬寄５妮S向壓力,防止過大的沖壓力在上、下模板上壓出凹坑,影響模具正常工作。5.3

14、、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的長度L=H1H2H3h式中： H1為凸模固定板的厚度 H2為卸料板的厚度 H3為導料板的厚度 h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等。一般取1020.L=20+7+0.8+17.2=45選用Cr12為凸模材料，圖形見附圖。5.4、導料板的確定為保證條料的正確送進和毛坯在模具中的正確位置，沖裁出外形完整的合格零件，模具設(shè)計時必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)的不同，所以定位零件的總類很多。設(shè)計時應根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大

15、小、生產(chǎn)效率等進行選擇。定位包含控制送料步距的擋料和垂直方向的導料等。 本模具依靠導料板保證條料的正確送進。其材料為45鋼，熱處理硬度在3640HRC，導料板的間距應等于條料的最大寬度加上一定間隙（一般不大雨0.5mm）導料板的高度H視材料的厚t與擋料銷的高度h而定，可查【沖壓模具設(shè)計與制造】表2-25選取得。材料厚度t/mm擋料銷高度h/mm 導料板高度h/mm0.8365.5、卸料裝置的確定設(shè)計的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進行。常用的卸料方式有：剛性卸料和彈壓卸料板。此次設(shè)計選用彈壓卸料板，材料選擇為10鋼，沖裁時，條料容易粘在凸模上，固需要卸

16、料裝置，來使條料脫離凸模。由卸料板、彈性元件、卸料螺釘組成。卸料板形狀與凹模相似，厚度h=6mm。5.6、模柄的選用 模柄選擇壓入式模柄，大小根據(jù)壓力機模柄孔來選擇。材料為Q235，可參照GB2862.1-81查【模具設(shè)計指導】表4-33。選用A3050。如圖5 圖5 模柄5.7、沖模閉合高度計算H=h1h2h3h4 式中：h1 為上模座厚度h2 為凸模固定板厚度h3 為凸模厚度h4 為凹模厚度h5 為下模座厚度H=h1+h2+h3+h4+h5=25+6+45+25+30=1315.8、墊板的結(jié)構(gòu)墊板裝在固定板與上模座或下模座之間，它的作用是防止沖裁時凸模壓壞上模座。墊板的尺寸可在標準中查得。

17、墊板的材料一般可選45鋼，本模具也選擇此材料。6 模架的選用模架是由上、下模座，模柄及導向裝置（最常用的是導柱、導套）組成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面上。上、下模座之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。一般模架均已列入標準，設(shè)計模具時，應加以正確選用。根據(jù)本次設(shè)計的需要，參考【模具設(shè)計指導】選用表5-3彈壓卸料橫向送料典型組合尺寸，由凹模周界尺寸選用：上模座100×80×25 GB/T2855.5；下模

18、座100×80×30 GB/T2855.6 導柱 20×120 GB/T 2681.1 ； 導套65×23 GB/T 2861.6模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。此次選用HT200。7 模架基本加工7.1 凸模的加工 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應有高硬度與適當?shù)捻g性。熱處理硬度要達到5060HRC。采用磨削加工。7.2 凹模的加工 凹模的加工，采用線切割比較合理，因為工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣，這類凹模一般采用線切割方法進

19、行加工。模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模，達到5060HRC左右。7.3 墊板、凸模固定板、卸料板 因材料要求不是很高，因此采用45號鋼，熱處理需要達到HRC38-42，在加工方面，只要采用機械加工就可以生產(chǎn)出來，同時，在復雜的地方機械加工與線切割加工同時用上，一般以方便為主。 結(jié) 論在大學的學習過程中，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，我十分有幸提早把畢業(yè)設(shè)計和實際工作有機的結(jié)合起來。此次的畢業(yè)設(shè)計是我們從大學畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的選題、開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計，期間查找資料、老師的指導與同學的交流，每一個過程都是