墊圈片沖裁模設(shè)計(全套含CAD圖紙),墊圈,片沖裁模,設(shè)計,全套,cad,圖紙
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摘 要
本次課題為墊圈片沖裁模設(shè)計,介紹了墊圈沖孔-落料級進模設(shè)計的一般方法及步驟。
沖裁模具的設(shè)計首先要通過對零件的工藝分析,確定工藝方案并通過必要的工藝計算,然后再進行模具設(shè)計,繪制模具總裝圖和零件圖。
關(guān)鍵詞:方法;零件;步驟;工藝計算
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 沖壓模具概述 2
1.1 沖壓模具概念 2
1.2 沖壓模具分類 2
1.2.1 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 2
1.2.2 根據(jù)工序組合程度分類 2
2 沖壓件的工藝分析 3
2.1 零件的工藝分析 3
2.1.1 零件的材料分析 3
2.1.2 零件的尺寸分析 3
2.1.3 結(jié)構(gòu)分析 3
3 零件成型工藝方案的確定 4
3.1 成型工序分析 4
3.2 成型方案確定 4
3.2.1 先落料后沖孔,采用兩套單工序模生產(chǎn) 4
3.2.2 落料-沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn) 4
3.2.3 沖孔-落料沖壓,采用級進模生產(chǎn) 4
4 工藝計算 5
4.1 搭邊值 5
4.2 采用橫排無側(cè)壓排樣設(shè)計 5
5 沖壓力 6
5.1 計算沖壓力 6
5.1.1 沖裁力 6
5.1.2 推件力 6
5.2 壓力機公稱壓力計算 6
6 沖裁間隙及刃口尺寸計算 7
6.1 沖裁間隙 7
6.2 刃口尺寸計算 7
7 凹凸模的尺寸計算 9
7.1 凸模裝置設(shè)計 9
7.2 凹模板結(jié)構(gòu)設(shè)計 9
7.3 其他零件 11
7.3.1 毛坯定位 11
7.3.2 卸料出件 11
8 模架的選取 11
9 模具總裝圖 12
9.1 凹模板 13
9.2 凸模 13
總 結(jié) 15
致 謝 16
參考文獻 17
前 言
模具在工業(yè)中被稱為是工業(yè)之母,也是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用高度發(fā)展的今天,各種各樣的商品被不斷的生產(chǎn)出來,其中大多數(shù)商品的生產(chǎn)都依賴于模具的多樣化。
模具在制造業(yè)中所具有的重要地位,使得模具的制造能力和技術(shù)水平已成為衡量國家制造業(yè)水平和創(chuàng)新能力的重要標志。沖壓模具技術(shù)作為模具制造業(yè)中最重要的組成部分,大批量的機械電子,輕工業(yè)乃至國防裝備方面,都大量使用了沖壓零件。所以沖壓模具水平的高低,發(fā)展前景的好壞會直接影響制造業(yè)的發(fā)展。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具制造業(yè)提出了越來越高的要求,也為其他發(fā)展提供了巨大的動力。如今模具的生產(chǎn)方式廣泛采用CAD/CAM等技術(shù),采用高速切削加工技術(shù),快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)的一系列的先進技術(shù)。
級進模,由多個工位組成,各工序按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工,在沖床的一次行程中完成一系列不同的沖壓加工。可以包括沖裁、彎曲成型和拉伸等多道工序,具有很高的生產(chǎn)效率。且級進模操作安全,易于自動化。多用于批量大、零件小、材料薄的產(chǎn)品。
通過對本課題的研究,增強對工藝步驟中難點解決的能力。但是由于自身的水平有限,而且缺乏經(jīng)驗,設(shè)計中難免會出現(xiàn)不妥疏漏之處,敬請各位老師指正。
1 沖壓模具概述
1.1 沖壓模具概念
利用安裝在沖壓設(shè)備(沖床)上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種加工方法。
1.2 沖壓模具分類
1.2.1 根據(jù)工藝性質(zhì)分類
沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等 。
彎曲模:使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產(chǎn)生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
拉深模:是把板料毛坯制成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
成形模:是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形。而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具,如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
1.2.2 根據(jù)工序組合程度分類
單工序模:在壓力機的一次行程中,只完成一道沖壓工序的模具。
復(fù)合模:只有一個工位,在壓力機的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
級進模(也稱連續(xù)模):在毛坯的送進方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
2 沖壓件的工藝分析
2.1 零件的工藝分析
該零件為墊圈片,如圖1-1所示,生產(chǎn)信息見表1-1。
圖1-1 墊圈片
表1-1 零件參數(shù)
產(chǎn)品名稱
沖件材料
沖件厚度
公差等級
生產(chǎn)批量
墊圈
Q235
1mm
IT12
大批量
2.1.1 零件的材料分析
Q235屬于低碳鋼,塑性良好,適于沖壓加工。
2.1.2 零件的尺寸分析
該零件最小孔尺寸是3.5mm。滿足沖裁最小孔徑dmin≥1.0t=2mm的要求??拙嚯x外形的最小孔距為5mm,滿足沖裁件最小孔邊距l(xiāng)min≥1.5t=3mm的要求。且該零件的公差等級為IT12,可用于沖壓完成。
2.1.3 結(jié)構(gòu)分析
該零件結(jié)構(gòu)簡單對稱,無尖角,對沖裁加工較為有利,所以此零件適合沖裁批量生產(chǎn)。
3 零件成型工藝方案的確定
3.1 成型工序分析
零件中直徑為3.5mm的孔可以用沖孔來實現(xiàn),中間直徑18mm的圓也可用沖孔完成,零件的外形用落料將其與金屬材料分開。
初步分析可得:該零件所涉及的工序有沖孔、落料兩個步驟。
3.2 成型方案確定
3.2.1 先落料后沖孔,采用兩套單工序模生產(chǎn)
單工序模模具結(jié)構(gòu)簡單,但是需要兩套工序,兩副模具,生產(chǎn)效率低,零件精度較差,在生產(chǎn)批量較大的情況下不合適用。
3.2.2 落料-沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)
該方案只需一副模具,沖壓件的形狀位置精度和尺寸精度易保證,且生產(chǎn)效率高。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但是由于零件結(jié)構(gòu)簡單,模具制造并不困難。
3.2.3 沖孔-落料沖壓,采用級進模生產(chǎn)
該方案只需一副模具,方便加工與生產(chǎn),滿足批量生產(chǎn)和減少成本。
由上述分析可知,零件成形方案采用沖孔-落料沖壓,級進模方式生產(chǎn)。
4 工藝計算
4.1 搭邊值
該零件為圓形墊片,查表2-19[1]確定搭邊值。兩制件之間的搭邊值a=1mm;側(cè)搭邊值a1=2mm。
4.2 采用橫排無側(cè)壓排樣設(shè)計
因側(cè)邊搭邊值取2mm,兩個工件之間的距離1mm,步距S=35mm,所以:
料寬 B0-△=(Dmax+2a+z)0-△
= (34+2×2+0.5)0-△
= 38.50-0.1mm
取料寬為38mm。
排樣圖如圖4-1所示。
圖4-1橫排排樣圖
5 沖壓力
5.1 計算沖壓力
5.1.1 沖裁力
凸模工作過程中擊穿金屬材料所需要的壓力就是沖裁力。K為安全系數(shù),一般取1.3。且Q235鋼材的抗剪強度為Tb=304MPa。該零件經(jīng)計算得周長為L總=L1+L2+L3=106.7+56.52+11=173.5,取174。
沖裁力:F=KLtTb=1.3×174×1×304=68764.8(N)≈69(KN)
5.1.2 推件力
推件力:(KT取0.55)
FT=nKTF=(11/1)×0.055×69=41.745≈42(KN)
n=h/t (h為凹模洞口直刃壁高度,t為材料厚度)
5.2 壓力機公稱壓力計算
該模具采用剛性卸料裝置,總沖壓力為:
推件力+沖裁力 =F∑= FT+F沖=42+69=111(KN)
且壓力機的公稱壓力比總沖壓力大1.1~1.3倍,則:
P≧(1.1~1.3)F∑=(1.1~1.3)×111=122~144(KN)
由表4-3[1]壓力機參數(shù)以及注意壓力機行程需大于工件高度兩倍的要求,因此選用J23-16F壓力機。其規(guī)格查附錄3-2[1]可得。具體參數(shù)為:
公稱壓力:160KN
滑塊行程:70mm
最大閉合高度:205mm
閉合高度調(diào)節(jié)量:45mm
工作臺尺寸:300mm×450mm
工作臺板厚度:40mm
模柄孔尺寸:40mm×60mm
6 沖裁間隙及刃口尺寸計算
6.1 沖裁間隙
查表2-7[1]可得:沖裁雙面間隙Zmin=0.24mm,Zmax=0.36mm ;Zmax -Zmin=0.12。IT12零件精度的磨損系數(shù)一般選X=0.75。
6.2 刃口尺寸計算
凹模凸模采用分開加工。
為保證間隙值,必須滿足下列條件
δp+δd≤Zmax-Zmin
其中凸模δp,凹模δd。
計算公式:
落料:設(shè)工件尺寸為 D0-Δ-
Dd=(Dmax-XΔ)0+δd
Dp=(Dd-Zmin)0-δp=(Dmax-XΔ-Zmin)0-δpd-
沖孔:設(shè)工件孔的尺寸為 d0+ΔD
dp=(dmin+ XΔ)0-δp d-
dd=(dp+Zmin)0+δd=(dmin+ XΔ+Zmin)0+δd
式中:dp,dd—沖孔時凸凹模直徑
Dp,Dd —落料時凸凹模尺寸
dmin—工件最小的孔徑
Dmax —工件最大的外徑
該材料料厚 t=1mm,墊圈的最小孔徑是f3.5,外圓直徑為f34,且Zmax-Zmin=0.12。
經(jīng)查表3-2[1]得:
落料時 δd=0.03 ,δp=0.02
δp+δd=0.05<Zmax-Zmin=0.12
沖孔時 δd=δp=0.02
δp+δd=0.04<Zmax-Zmin=0.12
落料時,凸凹刃口尺寸:
Dd=(Dmax-XΔ)0+δd=(34-0.75×0.24)+0.030=33.82+0.030
Dp=(Dd-Zmin)0-δp =(33.82-0.24)0-0.02=33.580-0.02
沖孔時刃口尺寸:
dp1=(dmin+ XΔ)0-δp=(3.5+0.75×0.24)0-0.02=3.680-0.02
dd1=(dp1+Zmin)0+δd=(3.68+0.24)+0.020=3.92+0.020
dp2=(dmin+ XΔ)0-δp=(18+0.75×0.24)0-0.02=18.180-0.02
dd2=(dp2+Zmin)0+δd=(18.18+0.24)+0.020=18.42+0.020
7 凹凸模的尺寸計算
7.1 凸模裝置設(shè)計
凸模裝置計算公式如下:
L=h1+h2+h3+h(取h為20mm)
與凸模固定板的配合按H6/m5,得高度L為66mm
圖7-1 凸模
7.2 凹模板結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模板刃口形式選擇直壁形刃口,落料選擇下漏料方式:
(1)計算凹模板厚度: H=KS2 (k取=0.42)
=0.42×34
=14.28 mm
取凹模板厚度16mm。
(2)計算凹模板寬度B: W1=2×16=32 mm
W2=2×16=32 mm
L=W1+S1+W2=32+34+32=98mm
取凹模板長度100mm。
(3)計算凹模板長度L: W1=2×16=32 mm
W2=2×16=32 mm
L=W1+S1+W2=32+94+32=158mm
取凹模板長度160mm。
故凹模板規(guī)格:160X100X16,如圖7-2所示。
圖7-2 凹模板
7.3 其他零件
7.3.1 毛坯定位
為便于送料操作,提高生產(chǎn)率,擬采用導(dǎo)料板(而非導(dǎo)料銷)和擋料板定位。
7.3.2 卸料出件
由于產(chǎn)品材料為Q235,料厚1mm,剛性較好,采用剛性卸料板,下出件的方式。
8 模架的選取
模架選用后側(cè)導(dǎo)柱模架,經(jīng)查表4-3[2]得:
凹模周界L=160mm、B=100mm、閉合高度H=160~195、I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架160*100*160~195 I GB/T2851.3。
技術(shù)條件:
按GB/T2854的規(guī)定代替GB2851.3-81
上模座選?。?60×100×40
下模座選取:160×100×50
9 模具總裝圖
1-圓柱銷;2-上模板;3-墊板;4-導(dǎo)套;5-導(dǎo)柱;6-下模板; 7-凹模板;8-導(dǎo)料板;9-卸料板;10-凸模;11-凸模固定板;12-螺釘;13-圓柱銷;14-圓柱銷;15-內(nèi)六角螺釘
圖9-1 裝配總圖
9.1 凹模板
圖9-1凹模板
9.2 凸模
圖9-2凸模1
圖9-2凸模2
圖9-3凸模3
總 結(jié)
確定本篇論文的題目后搜集了關(guān)于沖壓模具的大部分資料和信息。在本次設(shè)計中,該墊片零件采用級進模生產(chǎn),模具加工簡單,操作方便。選擇材料時,根據(jù)材料的性能挑選出Q235這種綜合性能較好的普通鋼,分析了該材料的工藝性,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點確定工藝方案。
1.尺寸性質(zhì)。落料時有時有沖孔性質(zhì)的尺寸,沖孔時有時有落料性質(zhì)的尺寸,即:落料凹模的部分刃口可能實質(zhì)上是沖孔凹模的刃口,計算公式不能用錯,并且要理解,這與刃口尺寸的計算原則(落料時以凹模為基準,沖孔時以凸模為基準)并不矛盾。
2.單向尺寸與雙向尺寸。當尺寸界線的基面之一為不可見幾何要素(如軸線)時,該尺寸為單向尺寸,間隙、偏差應(yīng)該取雙向值的一半。
由于自身能力的有限,缺乏了解部分知識,在此次設(shè)計中,老師給予了我許多幫助,其中每一次的修改,每一次的嘗試都是向前邁了一大步。因此,我會在之后的實踐中不斷完善信念。
致 謝
經(jīng)過這么長時間的努力,此次畢業(yè)設(shè)計終完成。在這次的設(shè)計中有自己難以克服的問題,但是在老師的幫助下,許多問題迎刃而解。在此,我要感謝老師對我的幫助以及指導(dǎo),使我這次的畢業(yè)設(shè)計能夠克服多個問題,順利完成。此次為我補習的知識令我受用很大,受益良多。在此,我要感謝老師對于我的指導(dǎo),感謝老師在我困難時給予我的幫助,感謝學校提供的學習環(huán)境,讓我可以順利的完成本次設(shè)計。
參考文獻
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[10]王樹勛.注塑模設(shè)計. 廣州:華南理工大學出版社,2005
17
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯審查及成績評定表
設(shè)計(論文)題目
墊圈片沖裁模設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯資格審查
以下各項,已完成的打“√”,否則打“×”
任務(wù)書、開題報告、評閱表等材料齊全
已完成任務(wù)書基本要求
無嚴重違紀現(xiàn)象(如:曠課達1/3者、論文檢測總文字復(fù)制比大于50%、違反規(guī)定造成重大損失者)
審查結(jié)果
指導(dǎo)教師意見:同意答辯 □
暫緩答辯 □
簽字: 年 月 日
評閱教師意見:同意答辯 □
暫緩答辯 □
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯成績
答辯小組評審意見:
成 績(百分制):
組長(簽字):
年 月 日
答辯委員會評定成績
組成部分
分值
比例
指導(dǎo)教師評閱分
30%
評閱教師評閱分
30%
答辯成績
40%
最終得分
畢業(yè)設(shè)計等第(五級分制):
答辯委員會主席(簽章):
年 月 日
蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計(論文)評價表
(評閱教師用)
學生: 設(shè)計(論文)題目:墊圈片沖裁模設(shè)計
評價
項目
評價要素
評價內(nèi)涵
成績評定
滿分
得分
檢查
選題
質(zhì)量
01
選題方向
和范圍
符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標,基本達到科學研究和實踐能力培養(yǎng)和鍛煉的目的。
6
02
難易度
滿足專業(yè)教學計劃中對素質(zhì)、能力和知識結(jié)構(gòu)的要求,有一定難度,工作量適當。
4
03
理論意義和實際應(yīng)用價值
選題符合本學科專業(yè)的發(fā)展,符合科技、經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要,解決理論或?qū)嶋H工作中的問題,并能理論聯(lián)系實際,具有一定的科技、應(yīng)用的參考價值。
5
能力
水平
04
查閱和應(yīng)用文獻資料能力
基本掌握檢索中外文獻資料的方法,對資料進行初步分析、綜合、歸納等整理,并能適當應(yīng)用。
13
05
綜合運用
知識能力
能夠綜合應(yīng)用所學知識,對課題所研究問題進行分析,研究目標明確,內(nèi)容具體,且具有一定的深度。
11
06
研究方法
與手段
較熟練運用本專業(yè)的方法、手段和工具開展課題的分析、設(shè)計和實施工作。
7
07
實驗技能和實踐能力
已基本掌握了專業(yè)技能和研究設(shè)計方法,實踐能力較強。
9
08
創(chuàng)新意識
能夠在前人工作的基礎(chǔ)上,進行科學的分析與綜合,提出問題,探索解決問題的方法、手段有一定的特色或新意,結(jié)論有新見解。
7
設(shè)計(論文)質(zhì)量
09
內(nèi)容與寫作
較完整地反映實際完成的工作,概念清楚,內(nèi)容基本正確,數(shù)據(jù)可靠,結(jié)果可信。
7
10
結(jié)構(gòu)與水平
結(jié)構(gòu)較嚴謹,語言通順,立論正確,論據(jù)充分,分析較深入,結(jié)論基本正確。
11
11
要求與規(guī)范
化程度
符合本院的畢設(shè)工作的規(guī)范要求,論文中的術(shù)語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、公式、引用、標注及參考文獻均符合規(guī)范。
12
12
成果與成效
有一定的實用價值;有實物作品、實際運行的原型系統(tǒng);初步得到應(yīng)用或具有應(yīng)用前景的成果。
8
綜合
意見
100
評閱教師簽字:
時間:
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