墊圈-沖壓模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 14 頁(yè)墊片沖壓模具設(shè)計(jì)摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)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(diǎn)講述沖壓模具的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算過(guò)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(huà)出排樣圖和計(jì)算材料的利用率。其次，本文將講述凸凹模設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算，沖裁力和壓力中心的計(jì)算，以及壓力機(jī)的選用。最后，本文將講述模座，模架，導(dǎo)柱和導(dǎo)架的選用，以及凸凹模的加工方法，畫(huà)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(jì)計(jì)算3 3.1、排樣、計(jì)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(jì)算4 3.4、沖床選用54沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算65沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)75.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)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(dǎo)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(jì)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(xiàn) 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(jì)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(gè)5的圓孔，墊圈大徑22。3、尺寸精度：零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)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(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)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(jí)

7、進(jìn)模比較合適。3 模具設(shè)計(jì)計(jì)算1、排樣、計(jì)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(huì)相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)料步距為S=D+a1=22+1.0=23mm。條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)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(gè)步距的條料面積; A一制件的面積； 3、沖壓力與壓力中心計(jì)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(zhǎng)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(jì)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(gè) ， 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(jì)算 圖3 壓力中心計(jì)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(tái)面尺寸等，查模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)表433可知選用開(kāi)式壓力機(jī)公稱(chēng)壓力63KN。其工藝參數(shù)如下：標(biāo)稱(chēng)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(jì)算采用

10、凸凹模分別加工： 查【沖壓模具設(shè)計(jì)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(duì)于落料：A=0.025、T=0.02、x=0.5 查【沖壓模具設(shè)計(jì)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(duì)于沖孔：A=0.02、T=0.02、x=

11、0.5 查【沖壓模具指導(dǎo)】表3-15、3-16 根據(jù)【沖壓模具課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)】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(jì)5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 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(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)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(lái)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(xiāo)釘固定。螺釘和銷(xiāo)釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置根據(jù)凹模的大小，在標(biāo)準(zhǔn)的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。螺孔、銷(xiāo)孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上、下平面應(yīng)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(yīng)略高于凸模。選用Cr12為凹模材料。凹模洞口的類(lèi)型凹模洞口類(lèi)型如圖所示為直筒式刃口凹模。因?yàn)槠渲圃旆胶蠊ぷ鞑糠殖叽绮蛔?。本模具即使用此?lèi)型。凹模制造方便，刃口強(qiáng)度高，便于刃磨。如圖4(詳見(jiàn)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)查得，基本與凹模外形尺寸相當(dāng)。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模或凹模的軸向壓力,防止過(guò)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(zhǎng)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(dǎo)料板的厚度 h為附加的長(zhǎng)度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模進(jìn)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(jiàn)附圖。5.4、導(dǎo)料板的確定為保證條料的正確送進(jìn)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(jì)時(shí)必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零件來(lái)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(lèi)很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(jìn)行選擇。定位包含控制送料步距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等。 本模具依靠導(dǎo)料板保證條料的正確送進(jìn)。其材料為45鋼，熱處理硬度在3640HRC，導(dǎo)料板的間距應(yīng)等于條料的最大寬度加上一定間隙（一般不大雨0.5mm）導(dǎo)料板的高度H視材料的厚t與擋料銷(xiāo)的高度h而定，可查【沖壓模具設(shè)計(jì)與制造】表2-25選取得。材料厚度t/mm擋料銷(xiāo)高度h/mm 導(dǎo)料板高度h/mm0.8365.5、卸料裝置的確定設(shè)計(jì)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(jìn)行。常用的卸料方式有：剛性卸料和彈壓卸料板。此次設(shè)計(jì)選用彈壓卸料板，材料選擇為10鋼，沖裁時(shí)，條料容易粘在凸模上，固需要卸

16、料裝置，來(lái)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(jī)模柄孔來(lái)選擇。材料為Q235，可參照GB2862.1-81查【模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)】表4-33。選用A3050。如圖5 圖5 模柄5.7、沖模閉合高度計(jì)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(shí)凸模壓壞上模座。墊板的尺寸可在標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)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(guò)程中的全部載荷。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上、下模座之間靠模架的導(dǎo)向裝置來(lái)保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)程中間隙均勻。一般模架均已列入標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)加以正確選用。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要，參考【模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)】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(dǎo)柱 20×120 GB/T 2681.1 ； 導(dǎo)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(duì)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(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有高硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。熱處理硬度要達(dá)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?yàn)楣ぷ鞑糠趾凸潭ú糠值男螤钆c尺寸做成一樣，這類(lèi)凹模一般采用線切割方法進(jìn)

19、行加工。模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模，達(dá)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(hào)鋼，熱處理需要達(dá)到HRC38-42，在加工方面，只要采用機(jī)械加工就可以生產(chǎn)出來(lái)，同時(shí)，在復(fù)雜的地方機(jī)械加工與線切割加工同時(shí)用上，一般以方便為主。 結(jié) 論在大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會(huì)參與實(shí)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(jì)和實(shí)際工作有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)走向未來(lái)工作的重要一步，從最初的選題、開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)，期間查找資料、老師的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個(gè)過(guò)程都是