墊圈落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計要點

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1、項目一：墊圈落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計 模具設(shè)計說明書 專 業(yè) : 模具設(shè)計與制造 姓 名 : 張波 班 級: 模具 1111 學(xué) 號: 2011554143 指導(dǎo)老師 : 王鑫鋁 完成日期 : 2013 年 5 月 1 日 22 目錄 一 準(zhǔn)備工作 1.1 任務(wù)書 二 成型工藝分析 2.1 制件的沖壓工藝性 2.2 分析比較和確定工藝方案 2.3 確定沖模類型及機構(gòu)形式 三 排

2、樣設(shè)計與計算 1.1 排樣方式的確定 1.2 間隙計算 1.3 塔邊的確定 1.4 條料寬度的確定 1.5 材料利用率的計算 1.6 繪制排樣圖 4 計算沖壓力確定壓力中心 4.1 計算沖壓力 4.2 確定壓力中心 4.3 選擇沖壓設(shè)備 5 凹模、凸模、凸凹模的設(shè)計 5.1 刃口的計算 5.2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計 6 主要的零件設(shè)計 6.1 定位零件的設(shè)計 6.2 卸料部件的設(shè)計 6.3 模架及其他零部件設(shè)計 七 校核模具閉合高度及壓力機的相關(guān)參數(shù) 八 模具的總體設(shè)計 8.1 模具總體結(jié)構(gòu)方案 8.2 裝配圖的繪制 九 小結(jié)及參考文獻(xiàn) 準(zhǔn)備工作 .任務(wù)書

3、 (1)沖壓件零件圖 (2)沖壓件技術(shù)要求 材料：08鋼 料厚：t=i 士 0.15mm 生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn) 成型工藝的分析 1 .制件的沖壓工藝性 (1)制件的沖壓工藝性 該零件的加工涉及到落料、沖孔兩道工序，零件的材料為 08鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，查表3-1的其抗剪強度為 260-360MPa具有良好的可沖壓性能。則滿足工藝要求

4、表WT部分碳素鋼抗射性能 材料全林 牌號 材料狀念 「抗建 抗拉強度 仲K率 屈般強度 普通碳篇 鋼 Q195 260720 320 -44)0 覆~33 023s 未退火 :MOySfl 380 -470 21 ?25 24。 Q27S 未退火 400 5(H) 3U0、任10 15-19 280 優(yōu)質(zhì)琪素 結(jié)構(gòu)誘 08F 已退火 220 31。 2SU、390 32 1WJ 解 口退火 260 7fto 330-4^0 32 20U 10 已退火1 2前7卻 300-44()

5、 29 214] 20 已退火1 2KO-4OO :懈0710 25 25C 45 己退火 M0-560 550-700 16 刑 M aw助壓技術(shù)手朧彷冢體主輸 (2)制件的精度與粗糙度 零件圖上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差，為自由尺寸，選定 IT14 確定尺寸的公差。制件的公差等級不高于IT11級，一般落料公差 等級最好低于IT10級。厚度在1?2mm勺制件剪斷面表面粗糙度 為6.3Ra/ pm該工件的尺寸精度為IT14,則滿足工藝要求。 2 .分析比較和確定工藝方案 根據(jù)制件的機構(gòu)特點，零件的沖裁成型工藝包括沖孔和落料 兩個基本工序，采用單工序形式，

6、也可以采用復(fù)合工序的形式， 以及連續(xù)模具的工序形式。具體方案如下： 方案一：先落料，后沖孔，單工序模具機構(gòu)形式。 方案二：落料、沖孔，復(fù)合工序模具機構(gòu)形式。 方案三：沖孔、落料的連續(xù)模具機構(gòu)形式。 3、確定沖模類型及機構(gòu)形式 三種方案中，單工序模具機構(gòu)簡單，但需要使用兩副模具， 增加了模具總費用的成本，同時生產(chǎn)率有所下降。連續(xù)模具的機 構(gòu)比較復(fù)雜，針對墊圈的精度及生產(chǎn)批量等要求，采用連續(xù)模具 可提高生產(chǎn)率，但增加了成本，模具機構(gòu)與沖裁件產(chǎn)品的要求相 比有些浪費。復(fù)合模具可把落料、沖孔兩個工序組合在一副模具 上，一次性完成沖裁。根據(jù)墊圈零件的生產(chǎn)批量、尺寸精度要求 等，選

7、擇復(fù)合模具比較合理，其模具機構(gòu)復(fù)雜程度介于單工序模 具和連續(xù)模具之間，成本低于連續(xù)模具和兩套單工序模具。綜合 考慮選用復(fù)合模具。 三、排樣設(shè)計與計算 1 、排樣方式的確定 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度,排樣方法可以分為有愎料、少廢料和無廢料排樣三種， 根據(jù)制件在條料上的布置形式.排樣乂可以分為宜排、斜排、對排，混合排、多排等 多重形式. 因此排樣方式有下列三種方案： 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全 由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低0 方案二：少廢料排樣 因受的切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量總，模具壽命 較方案一低，但材料

8、利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低T,但材料利用率最制. 通過上面三種方案的比較，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。 2、間隙計算 確定合理的間隙方法有經(jīng)驗法、 理論確定法和查表法。由于理論 法在生產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來確定間隙值。根據(jù)表 1-9《沖壓模具設(shè)計項目教程》P13制件尺寸精度和表面要求不高、 當(dāng)料厚w 1.0mm時，各類間隙取下限值等3方面的綜合考慮得：初始 間隙 Z= 0.2mm 3、搭邊值得確定 搭邊值通常根據(jù)經(jīng)驗值確定，表1-11《沖壓模具設(shè)計項目教程》 P22：工件間搭邊值a1 = 1mm側(cè)搭邊值a=1.2mm

9、4、條料寬度的確定 其確定的原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭 邊值；最大條料寬度能在沖裁時勝利地將條料送進(jìn)導(dǎo)料板之間， 并有 一定的間隙。有側(cè)壓裝置時條料的寬度：B=D+2a B=25+1.2 x 2=27.4mm 通常把條料寬度圓整為28mm 5、材料利用率的計算 N=(A/BS)X100% N=(4.9-0.785)/7.28 乂 100%=56.5% 6、繪制排樣圖 四、計算沖壓力，確定壓力中心 1、 計算沖壓力 ⑴沖裁力 F=KLtT F=1.3X (78.5+31.4) X 1X 300=43.9KN K一系數(shù)，取k=1.3 L

10、一沖裁件周邊長度，及刃口周長 mm t一材料的厚度 mm 〒一材料的抗剪強度 MPa 〒=0.8Rm Rm-被沖材料白^抗拉強度 MPa(表5-1《模具課程設(shè)計指導(dǎo)》P112) (2)卸料力 Fx=KxF Fx=0.03 X4.3=1.3KN （ 3） 推件力 Ft=nKtF Ft=2 X0.05 X4.3=4.3KN （ 4） 頂件力 Fd=KdF Fd=0.06X4.3=2.6KN Fx, Ft, Fd一卸料力、推件力和頂件力 N Fx, Ft, Fd一卸料力、推件力和頂件力的系數(shù)，其值見表 1-14《沖 壓模具設(shè)計項目教程》 P27 n-同時卡在凹?？趦?nèi)的沖

11、裁件的數(shù)量 （ 5） 總壓力 Fz=F+Fx+Ft（下出料） Fz=43.9+1.3+4.3=49.5KN 2、 確定壓力中心 根據(jù)本次制件形狀發(fā)現(xiàn)： 該制件為對稱形狀零件， 其壓力中心在 圖形的幾何中心上，也就是制件的圓心處。 3、 選擇沖壓設(shè)備 冷沖壓成型常用設(shè)備見表 5-10《模具課程設(shè)計指導(dǎo)》P118,通 過上面求得的總壓力選擇設(shè)備為 J23-6.3 五、凸模，凹模和凸凹模的設(shè)計 (1)刃口的計算 在沖裁過程中，凸、凹模的刃口尺寸及制造公差直接影響沖裁件 的尺寸精度。合理的沖裁間隙也要依靠凹、凸模刃口尺寸的準(zhǔn)確性來 保證。因此，正確的確定沖裁模刃口尺寸及

12、制造公差，是沖裁模設(shè)計 的一項關(guān)鍵性工作。 根據(jù)落料尺寸 A=25mm沖孔尺寸B=10mm厚度C=1mmE模具工 作手冊得最小雙面間隙Zmin=0.1mm最大雙面間隙Zmax=0.14mm 對于沖孔有：dt= (dmin+xA) 01= (9.82+0.5*0.36 )009 =1000.009 mm a +0.015 +0.015 da= (dt+Zmin) 0 = (10+0.1) 0 =10.10 mm 校核：ItI+IaI < Zmin+Zmax 0.009+0.015 <0.04 滿足要求。 對于落料有：Da=（Dmax-X\） a = （25.26-0.5*0.52 ）

13、 +0.021 =25+0.021 mm Dt= （ Da-Zmin） t0 =（25-0.1 ） -0.013 =24.9 -0.013 mm 校核：ItI+IaI < Zmin+Zmax 0.013+0.021 <0.04 滿足要求。 查表 5-14 （模具課程設(shè)計指導(dǎo) P121） Da-落料凹模公稱尺寸 Dmax落料件上極限尺寸 dmin=沖孔件的下極限尺寸 La- 同一工步中凹?？拙喙Q尺寸 Lmin- 制件上孔中心距的最小尺寸 Zmin-凸、凹模最小雙面間隙 Zmax-fl、凹模最大雙面間隙 a- 凹模上極限偏差，按 IT6~IT7 選取 t- 凸模下極限偏差

14、，按 IT6~IT7 選取 x- 磨損系數(shù)，按刃口尺寸計算原則 2）中所述選?。ɑ虿楸?1-12 ） Dt- 落料凸模公稱尺寸 dt- 沖孔凸模公稱尺寸 da-沖孔凹模公稱尺寸 △-制件公差 （ 2） 結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ① 凹模設(shè)計 材料選擇T10A,熱處理硬度為50-60HRC查《沖壓模具設(shè)計項 目教程》P34可得：凹模的高度H=Klb,凹模的寬度B=b+(2.5~4) H,凹模長度 L=Li+2C.其中凹模寬度方向刃口孔壁間最大距離 b1=25mm制件材料厚度t=1查表1-18《沖壓模具設(shè)計項目教程》 P35得K=0.35,所以：H=0.35*25=8.75mm根據(jù)設(shè)計要求我

15、們?nèi)? H=15mmL=25+2*22=69mm(查表 1-19 的 C=22)我彳門取 L=70 便于 加工，B=25+(2.5~4)*15=64mmi 材料選擇T10A,熱處理硬度為50-60HRC?？傮w高度 H=15+15+8=38mrig合考慮各因素確定其具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 015 CO 010 ②凸凹模設(shè)計 材料選擇T10A,熱處理的硬度為50-60HRCo高度為 H=15+20+8=43mm綜合考慮各因素確定其具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 六、主要的零件設(shè)計 1定位零件的設(shè)計 七、校核模具閉合高度及壓力機的相關(guān)參數(shù) 2 卸料部件的設(shè)計 3

16、 模架及其他零部件設(shè)計 八、模具的總體設(shè)計 1 模具總體結(jié)構(gòu)方案 （ 1）模具類型的選擇 根據(jù)上面分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，且 孔間距大，可采用倒裝復(fù)合模具。 （ 2）定位方式的選擇 應(yīng)該制件采用倒裝復(fù)合模，采用的是條料所以直接用擋料銷 定距，倒料銷倒料。 （ 3）送料、卸料、出件方式的選擇 可直接利用壓力機的打桿裝置進(jìn)行推件， 卸料可靠， 便于操作。 工件留在落料凹?？锥粗校?應(yīng)在

17、凹模孔內(nèi)設(shè)置推件塊。 卡于凸 凹模的廢料可由卸料板推出。 而沖孔廢料則可以在下模座中開 設(shè)通槽， 使廢料從空洞中落下。 由于在模具中壓料是由落料凸 模與卸料板一起配合來實現(xiàn)的， 所以卸料板應(yīng)該還具有壓料作 用，應(yīng)采用彈性卸料板來卸下廢料。因是中批量生產(chǎn)，采用手 動送料裝置，從前向后送料。 （ 4）導(dǎo)向方式的選擇 為確定零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于零件 的導(dǎo)向尺寸較大，且精度要求較高，所以采用中間導(dǎo)柱模架 2 裝配圖的繪制 九、小結(jié)及參考文獻(xiàn) 個人小結(jié) 本次墊圈落料沖孔復(fù)合模具總算圓滿完成， 也是我第一次設(shè)計出 一套沖壓模具。 要說這是結(jié)束還不如說這是新

18、的開始， 因為這次設(shè)計 是我們第一項任務(wù)，以后還有更多的設(shè)計任務(wù)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺， 設(shè)計中 暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。 比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的 能力， 對模具的不了解， 對具體設(shè)計涉及到的規(guī)范要求的不熟悉等等， 需要在做的過程中需要去不斷的翻閱相關(guān)的資料和書籍， 這降低了自 己的速度和設(shè)計的進(jìn)程， 但這個過程對我來說是對自己知識的不足處 的一個很好的補充和對已學(xué)過知識的一個鞏固。 這個過程雖然是有一 定的難度但還是通過自己的慢慢的摸索和老師的指導(dǎo)下從熟悉到上 手， 經(jīng)過這次努力對自己的信心很好的提高。 通過這樣的一個自己從 開

19、始到結(jié)束全程自己參與的設(shè)計來說對知識的了解和掌握是純理論 的學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的效果。 通過這次設(shè)計， 我才明白學(xué)習(xí)是一個長期 積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自 己知識和綜合素質(zhì)。 總之， 不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多， 真是萬事 開頭難，不知道如何入手。 最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺，也 對自己的信心有一定的提升。 但是在以后的設(shè)計中我會更加努力完成 各項任務(wù)，不會再困難面前低頭。 參考文獻(xiàn) 1】 洪慎章． 實用沖模設(shè)計與制造． 北京： 機械工業(yè)出版社． 2010． 4 【 2】袁小江，劉進(jìn)明．沖壓模具設(shè)計項目教程．北京：機械工業(yè)出 版社． 2012.6 【3】梅伶．模具課程設(shè)計指導(dǎo)．北京：機械工業(yè)出版社． 2006.12 【 4】熊建武．模具零件材料與熱處理的選用．北京：化學(xué)工業(yè)出版 社， 2011.1 【 5】周文玲．互換性與測量技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社， 2005， 8 【 6】 【7】