防滑墊圈沖壓模具設計

PAGEPAGE1目錄目錄…………………1摘要………………….2前言………………….2一、零件的工藝分析…………3二、沖壓工藝方案的確定………….3三、排樣方案的確定……………….4排樣方法介紹…………………4搭邊值的確定…………………4材料利用率……………………4四、計算工序壓力………………….4五、壓力機的初選………………….5六、沖壓模具設計………………….5模具結構類型及結構形式……………………5定位方式………………………5卸料方式………………………5七、模具設計計算…………5計算模具壓力中心……………5計算或估算各主要零件外形尺寸……………6確定凸凹模間隙，計算凸凹模工作部分尺寸……………7校核壓力機……………………8結論…………………..9致謝…………………..9參考文獻……………..9摘要本次的課程設計是一個簡單的防滑墊圈及其復合模設計，此副模具是采用落料—沖孔兩道工序相結合的復合模，本人經(jīng)查閱相關書籍、資料以及對設計此副模具所要用到的相關公式、數(shù)據(jù)作出了一個準確的依據(jù)。本次課程設計一共分為兩部分，和其他模具的設計一樣，第一部是對零件進行工藝分析，接著對工藝方案進行比較，最終確定選用復合模加工制件的工藝方案。然后畫工序圖、排樣圖以及對材料利用率的計算，計算沖壓力，選擇沖壓機。然后填寫沖壓工藝規(guī)程卡。第二部分是沖壓模具的設計，選擇沖模類型以及結構形式，定位方式，卸料方式，模具設計計算（主要計算各類主要零件的外形尺寸），最后確定凸凹模工作部分尺寸。關鍵詞：墊圈落料沖孔前言在現(xiàn)代工業(yè)生產中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓橡膠等生產行業(yè)中得到了廣泛應用。由于采用模具進行生產能夠提高生產效率，節(jié)約原材料，降低成本，并可保證一定的加工質量要求。所以，汽車、飛機、拖拉機、電器、儀表、玩具等的零部件很多采用模具來加工。隨著科學技術的發(fā)展，產品的更新?lián)Q代加快，對產品質量外觀不斷提出新要求，對模具質量要求也越來越高。模具的設計、制造工業(yè)部門肩負著為相關企業(yè)和部門提供產品的重任。如果模具設計及制造水平落后，產品質量低劣，制造周期長，必將影響產品的更新?lián)Q代，使產品失去競爭能力，阻礙生產和經(jīng)濟的發(fā)展。因此，模具設計及制造技術在國民經(jīng)濟中的地位是顯而易見的。金屬板料沖壓是模具在工業(yè)生產中應用廣泛的加工形式之一，隨著市場競爭日趨加劇，產品質量不斷提高，對生產的安全性，操作的方便性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產的基本要素，其設計制造技術受到普遍重視。因此學習模具課程，進行模具設計也是適應現(xiàn)代化工業(yè)要求的。這次課程設計的內容是利用CAD等系列軟件設計材料為H62-M的黃銅墊圈沖壓模具，說明書有四部分內容，敘述了整個設計的過程。分析了零件的工藝性，經(jīng)濟性，確定零件的沖壓工藝方案及其模具的結構。然后進行模具零件的設計計算。計算出零件尺寸后，通過CAD軟件做出各個零件的實體，最后完成模具裝配。由于時間比較倉促，有的地方考慮不足，希望老師予以指導。一、零件的工藝分析1、該墊圈選用沖裁材料H62-M即黃銅材，其含銅量62%，與其他銅材相比材質相對較硬，氧化速度相對較慢，具備一定的沖裁性能。2、零件形狀簡單、對稱；圓弧與直角處無尖角；沖件上無懸臂和狹槽；內孔尺寸∮6.5，外形尺寸∮14、22.3。其未標注公差，全部按IT14級選用，低于沖孔可以達到的精度IT10,。表面粗糙度無特殊要求。綜上所述，該零件滿足沖裁工藝要求。二、沖壓工藝方案的確定完成該零件的沖壓加工所需要的沖壓基本性質的工序只有沖孔、落料兩道工序。從工序可能的集中與分散工序間組合的可能來看，該零件的沖壓工藝可有以下三種方案：方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產單工序沖裁模又稱簡單模，是指在壓力機一次行程內只完成一個工序的沖裁模，如落料模、沖孔模、切斷模等。落料模常見有三種形式：①無導向的敞開式落料模②導板式落料模③導柱式彈頂落料模。沖孔模的結構與一般的落料模相似，但沖孔模有自己的特點，特別是沖小孔的模具，必須考慮凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結構。方案二、沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產連續(xù)模又稱級進模，跳步模，是指壓力機在一次行程中，依次在幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖模。整個沖件的形成是在連續(xù)過程中逐步完成的。連續(xù)成型是工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、沖孔、落料等多種工序在一副模具上完成，連續(xù)?？梢苑譃槠胀ㄟB續(xù)模和多工位精密級進模。方案三：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產復合模是指在壓力機的一次行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道分離工序的模具。復合模的設計難點是如何在同一工作位置上合理的布置好幾對凸凹模。復合模的特點：結構緊湊、生產率高、沖件精度高，特別是沖裁件孔對外形的位置容易保證。但復合模結構復雜，對模具精度要求高，模具裝配精度也要求高，使成本提高，主要用于大批量、精度要求高的沖裁件。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，生產率低，難以滿足該零件的產量要求。方案二只需要一副模具，生產率高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，故其模具制造、安裝較復合模復雜。方案三也只需要一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率高。盡管結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。結論，經(jīng)分析零件結構采用方案三（復合模）生產為佳。三、排樣方法的確定1、排樣方法介紹沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖件質量及模具壽命的有效措施，排樣應考慮以下原則：①提高材料利用率②合理排樣方法，使操作方便，勞動強度低且安全③模具結構簡單、壽命長④保證沖件質量和沖壓件對板材纖維方向的要求。2、搭邊值的確定通過查表比較分析，且由經(jīng)驗得搭邊值a=0mm，側搭邊值a1=1.2mm，步距S=14mm,條料寬度B=24.7mm，排樣圖如下，材料利用率最高3、材料利用率一個步距的利用率=(A/BS)*100%=(201.86-33.17)/(25.3*14)=47.6%四、計算工序壓力1、落料力的計算F落=1.3Lt,其中L=59.96mm，t=1.5mm，=260MpaF落=1.3*1.5*59.96*260=30.4KN2、F孔=1.3Lt=1.3*1.5*3.14*6.5*260=10.3KN3、F=F落+F孔=30.4+10.3=40.7KN、五、壓力機的初選查《沖壓工藝與模具設計》附錄A可得應選擇壓力機JH23-16。六、沖壓模具設計1、模具結構類型及結構形式在沖壓過程中，已確定對零件采用沖孔—落料的復合模進行加工。由于制作結構簡單，加工精度要求不高，并且為大批量生產，而為了使沖孔時的廢料容易排出，所以決定采用倒裝復合模。2、定位方式材料為條料，制件的加工精度不高，又為大批量生產，且采用的模具為倒裝復合模，為了保證沖裁出外形完整的合格零件，決定采用結構簡單且制造方便的活動擋料銷。為了保證前后工序相對位置的精度和工件內孔與外輪廓位置的精度要求，決定采用了3個定位銷定位。3、卸料方式因為采用了倒裝復合模來沖裁，在沖裁過程中制件會陷入凹模中，可以采用推件器推出制件，而條料會粘在凸凹模上，為了卸料方便可采用彈性卸料板卸料。七、模具設計計算1、計算模具壓力中心為了確定壓力機和模具的正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊相重合，否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心負載，使滑塊和導軌間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。因為該制件是完全對稱件，所以沖模的壓力中心就與沖裁件的對稱中心相重合。2、計算或估算各主要零件外形尺寸估算凹模尺寸凹模厚度為H=√0.1P，P=51760ＮH=√0.1*51760=17.3mm凹模長度L的確定W1=2.1H=36.33mm工件b=22.3mmL=b+W1=94.96凹模寬度B的確定步距S=15.8mm工件=14mmW2=1.5HB=15.8+14+2*1.5*17.3=81.7mm根據(jù)矩形凹模板查得凹模尺寸為100X80X18固定板100X80X12墊板100X80X8H凸=H凹+H固定板=18+12=30mm推件器：H=H凹-3t=18-4.5=13.5mm卸料板100X80X10凸凹模：H=H缷+H固+15=10+12+15=37mm上模座100X801X30下模座100X80X353、確定凸凹模間隙，計算凸凹模工作部分尺寸該零件為沖孔—落料件，∮6.5的孔由沖孔獲得，∮14、22.3、6由落料獲得查表得，2Cmin=0.15，2Cmax=0.19，則2Cmax-2Cmin=0.19-0.15=0.04mm由公差表查得，∮6.5為IT14級，△=0.36，取x=0.5；∮14為IT14級，△=0.43，取x=0.522.3為IT14級，△=0.52，取x=0.5，6為IT14級，△=0.30，取x=0.5沖孔6.5：dp=(dmin+x△)=(6.5+0.5*0.36)=6.68dd=(dp+2Cmin)=(6.68+0.15)=6.83校核：∣∣+∣∣≦2Cmax-2Cmin0.0145<0.04(滿足間隙公差條件)落料∮14：Dd=(Dmax-x△)=(14-0.5*0.43)=13.785Dp=(Dd-2Cmin)=(13.785-0.15)=13.635校核：0.011+0.006=0.017<0.04(滿足間隙公差條件)落料22.3：Dd=(Dmax-x△)=(22.3-0.5*0.52)=22.04Dp=(Dd-2Cmin)=(22.04-0.15)=21.89校核：0.012+0.008=0.02<0.04(滿足間隙公差條件)落料6：Dd=(Dmax-x△)=(6-0.5*0.30)=5.85Dp=(Dd-2Cmin)=(5.85-0.15)=5.704、校核壓力機⑴校核閉合高度Hm經(jīng)查得機床最大閉合高度Hmax=180mm最小閉合高度Hmin=135mmH模=8+2+18+37+8+30+35=148mmHmax-5≧Hm≧Hmin+10180-5≧148≧135+10(滿足條件)⑵校核公稱壓力FgF落=30.4KN，F(xiàn)缷=0.02Fp=0.608KN，F(xiàn)推=nk1Fp=1.824KNF總=30.4+0.608+1.824=32.832KNFg=160KNFg>F總（滿足條件）⑶工作臺校核工作臺面尺寸應大于模具尺寸50-70mm，則Ln=306+50=356mmBm=170+50=220mm，經(jīng)查得工作臺前后長300mm，左右長450mm，滿足條件。結論時光匆匆而逝，兩個周的墊圈工藝及其模具設計畫上了圓滿的句號。在設計過程中，查閱有關模具設計手冊與冷模具設計的資料并繪制出成形的總裝配圖及各種無標準零件圖。本設計說明書詳細介紹了墊圈冷沖壓模具設計過程，對各個工序的設計構思及具體實施方案，主要有前言，設計說明書，講述模具設計工藝方案及工藝過程等。設計的要求是首先要保證產品質量節(jié)約原材料，降低勞動強度，降低成本，提高勞動生產率原則，制圖符合國家標準，標注尺寸合理，圖面