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畢 業(yè) 設 計 說 明 書
橢圓墊片沖壓模具設計
學 號
姓 名
班 級
專 業(yè)
系 部
指導老師
完成時間 2016 年 11月 22日至 2017 年 4 月 22 日
目 錄
引言………………………………………………………………………………1
第1章零件的結構工藝性分……………………………………………………2
1.1零件結構的形狀分析………………………………………………………2
1.2零件的選材分析……………………………………………………………2
1.3零件精度的分析……………………………………………………………2
第2章 沖裁方案的選定…………………………………………………………3
第3章零件相應尺寸的計算……………………………………………………4
3.1刃口尺寸的計算……………………………………………………………4
3.2排樣方法的比較與選澤……………………………………………………5
3.3沖裁力的計算………………………………………………………………5
3.4零件壓力中心的選擇………………………………………………………6
第4章沖裁設備的選擇與了解…………………………………………………7
第5章工作零件的設計以及模架的挑選………………………………………8
5.1主要零件的設計模架選 ……………………………………………………8
5.2模架的選擇…………………………………………………………………10
5.3卸料零件的計算與設計……………………………………………………10
5.4固定零件的計算與設計……………………………………………………11
5.5推件塊、推桿及打桿的設計………………………………………………13
5.6卸料裝置中彈性元件的設計………………………………………………14
5.7上下模座的計算與設計……………………………………………………15
第6章模具裝配圖………………………………………………………………17
結束語……………………………………………………………………………18
參考文獻…………………………………………………………………………19
引 言
模具制造與我們生活息息相關，模具制造是產品批量生產不可缺少的工具。只有擁有高水平的模具，才會有高質量的產品。而沖壓模具又是當下制造業(yè)不可或缺的重要組成部分，可以說我們的生活離不開模具制品，離不開模具制造。隨著社會地不斷發(fā)展，生產者和消費者都對產品質量有了更高的要求，這也是近年來我國模具行業(yè)一直有著穩(wěn)固地發(fā)展的原因之一。在這其中特別是塑料模具的發(fā)展更為迅速，在很多制造業(yè)大國大型塑料模具設計造與制造是衡量一個國家工業(yè)化發(fā)展地標尺。而我國的模具發(fā)展水平與一些制造業(yè)大國仍有著很大地差距，無論是在技術上，還是質量上仍然有著很大地進步空間。我國的模具制造地發(fā)展仍然需要大力發(fā)展，不僅要在長三角，珠三角等地有模具制造基地，將來在任何一個城市都要看到有一定實力的模具制造業(yè)，只有這樣我國的制造業(yè)才會有跟好的發(fā)展，國家才會更加強大。
合理使用模具進行加工生產不僅可以大大地降低生產成本，還能有效地提高生產效率。當下的生產制造業(yè)發(fā)展的特點是產品種類繁多，更新?lián)Q代較快，市場競爭激烈，這也就使許多模具制造者不斷研發(fā)適用于生產的新型模具，這也有效加速了模具制造業(yè)的發(fā)展。
人們日常生活中使用的各種東西無不與模具有關。由于人們對不同產品性能要求的不同，各種模具的性能也就存在著一定的差異。所以也就有了模具的分類，模具大致可以分為沖壓模具、塑料成形模具、壓鑄模、鍛造成形模具等等，而用到比較多的模具也就是沖壓模具和塑料成形模具。在沒有模具情況下的制造業(yè)，生產效率會大大降低，而且工件的精度質量的也會參差不齊?？偟膩碚f就是生產與制造離不開模具制造。
第1章 零件的結構工藝性分
1.1零件的結構形狀分析
該零件結構比較簡單，中心對稱，便于加工。零件兩邊有兩個圓孔10mm，兩個圓孔之間的距離為56mm，零件寬20mm，厚度2mm。另外，根據(jù)計算孔距零件邊的距離為5mm，滿足，所以該零件符合沖裁要求。
圖1.1塑件三維圖
1.2零件的選材分析
綜合考慮之后，我認為Q235鋼是加工該零件選的較合適材料。又因為Q235鋼是常見碳素結構鋼，擁有良好的沖裁成形性能，便于大批量生產并且價格實惠。所以就選擇Q235鋼作為加工該零件的材料。
1.3 零件的精度分析
零件上有3個尺寸有公差尺寸要求，mm，mm，mm根據(jù)查資料可以得到零件的尺寸要求為,所以通過一般的沖裁就會達到墊片的精度要求。
第2章 沖裁方案的確定
該零件是一種落料沖孔零件，可以有如下兩種加工方法：
方法一：首先進行沖孔，然后再落料，采用級進模進行加工；
方法二：將落料沖孔復合沖壓，采用復合模進行生產加工。
分析：方案一生產效率可以，但是與方案二比較之后就會發(fā)現(xiàn)前者的生產的墊的 精度沒有后者的精度高。而且方案一和方案二的生產效率相差并不大。換一句話說也就是方案二易加工且零件精度有一定保證，所以選用方案二來進行模具加工。
第3章 零件相應尺寸的計算
3.1刃口尺寸計算
（1） 落料尺寸的基本計算公式
尺寸R10mm，根據(jù)資料可以查到凹、凸模的間隙分別為：mm，mm，凸凹模制造公差分別為mm，mm。又不等式成立，所以可得
=
= mm
（2）沖孔尺寸的基本計算公式
尺寸mm，根據(jù)借閱的資料可以查到零件的凹凸模制造公差為，兩者相等都是0.02mm,而且不等式成立，所以根據(jù)公式計算如下
=(10+0.75×0.18)=10.135 mm
= =10.258 mm
(3) 中心距計算
尺寸560.2mm
L=560.2/4=560.05 mm
3.2 排樣方法比較與選擇
根據(jù)墊片外形，可以通過單一直排的排樣方式來進行排樣，一種是縱向直排方法一，還有一種是橫向直排方法二，如下圖3.1。
圖3.1墊片排樣圖
通過計算和實際情況考慮決定采用方法一，方法二是細長板材易斷且不方便放置，并且通過計算以后發(fā)現(xiàn)方法二比方法一更浪費材料，所以我決定采用方法一縱向直排的排樣方法來進行排樣，如下圖3.2。
3.3 沖裁力的計算
查資料可得沖裁力計算公式如下：
墊片的具體如下圖3.2所示
圖3.2墊片排樣圖
零件的周長計算如下：
=2×56+2×3.14×10+3.14×20=237.6≈240 mm
經(jīng)過以上計算這個墊片的周長237.6mm,為了便于計算取零件周長 240mm。所加工的零件的厚度 2mm，又因為該材料抗剪強度為 350。所以沖裁力的計算如下：
=1.3×240×2×350=218.4 ≈220
、的計算如下:
==0.05×220=11
3×0.055×220=36
（為卸料力、為推件力）
所以加工零件所需的沖裁力為：
=++=267
查詢資料可以發(fā)現(xiàn)為開式壓力機的=350≥=267，
所以就選擇壓力機作為該模具的壓力機。
3.4 壓力中心的確定
由下圖3.3可知這個零件為中心對稱的圖形，零件各部分在受力方面也差不多。所以這個零件的壓力中心就是零件圖橫向、縱向對稱線的交點O，坐標為。
圖3.3壓力中心
第4章 沖裁設備的選用
根據(jù)前面沖裁壓力的計算可得=267，查閱資料后發(fā)現(xiàn)開式雙柱可傾式壓力機JH23-35符合條件（=350≥=267符合≥），所以就選用這個壓力機。
資料上顯示壓力機的主要參數(shù)如下：
公稱壓力： 350KN
滑塊行程： 80mm
最大閉合高度： 280mm
閉合高可度調節(jié)量： 60mm
立柱距離： 300mm
工作臺的尺寸： 380mm×610mm
墊板尺寸： 60mm×150mm
模柄孔尺寸： 50mm×70mm
滑塊底面尺寸： 190mm×210mm
第5章 模具主要零件的設計及模架的選擇
5.1 主要零件的設計
（1）落料凹模的設計
查資料可得： =0.28×77≈ 22 mm
=(1.5~2)=1.8×22≈ 40 mm
→ =77+2×40=157mm≈ 160 mm
根據(jù)上面的計算可以知道凹模尺寸為160mm×116mm×25mm，凹模具體尺寸以及結構如下圖5.1，5.2所示。
圖5.1凹模二維圖
圖5.2凹模三維圖
（2）沖孔凸模的設計
沖孔凸模采用直筒式的結構，與凸模固定板采用的配合。凸模高度取40mm，其具體尺寸和形狀如下圖5.3所示。
圖5.3凸模
（3） 凹凸模的設計
凹凸模選擇直通式的結構，采用線切割加工方法進行加工，凹凸模外形及尺寸如下圖5.4所示。
圖5.4凹凸模
5.2 模架的選擇
根據(jù)實際情況考慮我決定選擇后置導柱模架來作為加工零件復合的模架，又結合前面的設計與計算，可得凹模尺寸160mm×116mm×25mm,規(guī)定模具模架選擇后置導柱模架，然后從相關資料中查得模架規(guī)標準如下。
上模座
下模座
導柱
導套
5.3 卸料裝置的計算及設計
(1) 卸料板的設計
卸料板的形狀和凹模形狀一樣，厚度為10mm，=160mm×116mm×10mm。
卸料板材料選擇為45鋼，調質處理的硬度為HRC42~45,具體的形狀和尺寸如下圖5.5所示。
圖5.5卸料板
（2） 卸料螺釘?shù)倪x用及安放
由上面的圖5-5可以看出有4個螺釘，這4個螺釘就是M8的卸料螺釘。在裝配發(fā)生誤差的時候，可以通過在卸料板和螺釘之間放置墊片來進行調整它們之間的間隙。
（3） 導料銷的設計
在加工過程中主要靠導料銷來保證進料的方向，而該部件對制作材料的要求并不高，為了便于加工所以我決定直接采用圓柱型毛坯來制作導料銷。導料銷的具體形狀如下圖5.6所示 。
圖5.6導料銷
5.4 固定板的計算及設計
固定板分為凸凹模固定板和凸模固定板
（1）凸凹模固定板
查閱資料后結合實際情況將凸凹模固定板厚度定為25mm， 凹凸模的外形尺寸為=。凸凹模固定板具體結構形狀與細節(jié)如下圖5.7所示。
圖5.7凸凹模固定板
（2） 凸模固定板
凸模固定板的外形尺寸為=， 查閱資料得凸模固定板厚度定為15mm，凸模固定板結構形狀與細節(jié)如下圖5.8所示。
圖5.8凸模固定板
5.5 推件塊、推桿及打桿的設計
（1）推件塊的計算與設計
通過查閱資料推件塊計算可得推件塊大致外形尺寸為=81mm×24mm×14mm，具體結構與細節(jié)如下圖5.9所示。
圖5.9推件塊
（2） 推桿及打桿的選擇與設計
根據(jù)模架的選擇可以得出推件塊與計算可得推桿及打桿的外形尺寸與細節(jié)如下圖
5.10,5.11。
圖5.10推桿
圖5.11打桿
5.6 卸料裝置中彈性元件的設計
結合實際情況考慮后決定選擇彈性卸料裝置作為模具的卸料設備，橡膠是彈性卸料裝置的主要材料，相應的結構尺寸計算如下。
（1） 計算橡膠的自由高度
=（3.5~4）
==+1+（5~10）=10 mm
（綜合考慮后，取為40mm）
（2） 計算橡膠的橫截面積
≈16400
（3） 核對橡膠平面尺寸
根據(jù)零件的尺寸與模架的結構的一系列要求，我覺得橡膠墊中間的避讓尺寸定為80mm×22mm,根據(jù)前面的計算設計可得橡膠的外形尺寸160mm×115mm×40mm。
5.7上下模座的計算與設計
根據(jù)落料凹模的計算及設計以及所選用的后置導柱模架，用過前文的查資料可以得到上下模座的外形尺寸如下。
上模座
下模座
（1） 上下模座具體形狀結構如下圖5.12，5.13，5.14，5.15所示。
圖5.12上模座二維圖
圖5.13上模座三維圖
圖5.14下模座二維圖
圖5.15下模座三維圖
第6章 復合模具裝配圖
根據(jù)前面的計算及查詢資料可以得到模具的各個零件，然后通過UG這個制圖軟件來進行裝配導出的復合模具裝配圖如下圖6.1,6.2。
圖6.1裝配二維圖
圖6.2裝配三維圖
結束語
在高老師的細心指導以及同學們的幫助下，經(jīng)過十幾天的努力這份墊片沖裁模具畢業(yè)設計終于快完成了。在這十幾天的時間里，我更加感受到了老師和身邊同學的對我的幫助，說句實話這份設計任務書不是單靠一個人就可以完成的。不僅需要查閱資料，而且需要在老師認真的指導和同學詳細交流討論中才可以一步步完成。時光匆匆一去不復返，眼看馬上就要離開學校出去實習，心中不免感慨萬分，特別是在做這份畢業(yè)設計期間?？偠灾浅８兄x老師和同學們，在這三年學習生活中對我的的悉心指導與幫助。
參考文獻
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