墊圈沖壓模具設(shè)計

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1、 實驗實訓(xùn)（設(shè)計）報告 項目名稱： 墊圈沖壓工藝及模具設(shè)計 專 業(yè)：模具設(shè)計與制造 班 級： 模具141 企業(yè)指導(dǎo)老師： 校內(nèi)指導(dǎo)老師： 鄧老師 學(xué) 號： 201401091 姓 名： 江峰 地 點：綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 時 間： 2016.7 成績

2、 評定 二〇 一六 年 七 月 十三 日 綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院實驗實訓(xùn)（設(shè)計） 進度檢查及成績評定表 日期 內(nèi)容 執(zhí)行情況 指導(dǎo)教師簽名 2016.7.4 下達任務(wù)書，查閱相關(guān)資料 2016.7.5-7.7 編制工藝方案，填寫工藝卡 2016.7.8-7.13 設(shè)計沖壓模具，繪制裝配圖和零件圖 學(xué)生姓名 江峰 專業(yè)班級 模具141 學(xué)號 201401091 成績匯總 評分項目 評分 比例（％） 分數(shù) 總分 指導(dǎo)教師評分 40 評閱教師評分 30 答辯小組評分

3、30 指導(dǎo)教師 過程評語 評分 簽字： 年 月 日 評閱教師 報告評語 評分 簽字： 年 月 日 答辯小組 答辯評語 評分 簽字： 年 月 日 摘要 本次的課程設(shè)計是一個簡單的防滑墊圈及其復(fù)合模設(shè)計，此副模具是采用落料—沖孔兩道工序相結(jié)合的復(fù)合模，本人經(jīng)查閱相關(guān)書籍、資料以及對設(shè)計此副模具所要用到的相關(guān)公式、數(shù)據(jù)作出了一個準確的

4、依據(jù)。 本次課程設(shè)計一共分為兩部分，和其他模具的設(shè)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(fù)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(shè)計，選擇沖模類型以及結(jié)構(gòu)形式，定位方式，卸料方式，模具設(shè)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。 前言 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于采用模具進行生

5、產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低成本，并可保證一定的加工質(zhì)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快，對產(chǎn)品質(zhì)量外觀不斷提出新要求，對模具質(zhì)量要求也越來越高。模具的設(shè)計、制造工業(yè)部門肩負著為相關(guān)企業(yè)和部門提供產(chǎn)品的重任。如果模具設(shè)計及制造水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，制造周期長，必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品失去競爭能力，阻礙生產(chǎn)和經(jīng)濟的發(fā)展。因此，模具設(shè)計及制造技術(shù)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(chǎn)中應(yīng)用廣泛的加工形式之一，隨著市場競爭日趨加劇，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，對生產(chǎn)的安全性，操作的方便

6、性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設(shè)計制造技術(shù)受到普遍重視。因此學(xué)習模具課程，進行模具設(shè)計也是適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)要求的。 這次課程設(shè)計的內(nèi)容是利用CAD等系列軟件設(shè)計材料為H62-M的黃銅墊圈沖壓模具，說明書有四部分內(nèi)容，敘述了整個設(shè)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(jié)構(gòu)。然后進行模具零件的設(shè)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(dǎo)。 目錄 1、沖裁件工藝分析???????????????????????

7、??????????????????1 1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性?????????????????????????????????????1 1.2尺寸精度和斷面粗糙?????????????????????????????????????1 2、沖壓工藝方案的確定?????????????????????????????????????2 3、沖壓工藝計算???????????????????????????????????????????4 3.1排樣圖設(shè)計，材料利用率計算?????????????????????????????4 3.2計算凹凸模尺寸????????????

8、?????????????????????????????5 4、沖裁力計算及壓力中心計算，初選壓力機???????????????????6 4.1沖裁力計算及初選壓力機?????????????????????????????????6 4.2壓力中心的計算?????????????????????????????????????????7 5、模具結(jié)構(gòu)型式的確定?????????????????????????????????????8 5.1模具結(jié)構(gòu)型式???????????????????????????????????????????8 5.2定位裝置?????????

9、??????????????????????????????????????8 5.3推件裝置???????????????????????????????????????????????8 5.4卸料裝置???????????????????????????????????????????????9 5.5 導(dǎo)向裝置??????????????????????????????????????????????9 6、模具零部件設(shè)計????????????????????????????????????????10 6.1落料凹模????????????????????????????

10、??????????????????10 6.2沖孔凸模??????????????????????????????????????????????10 6.3凸凹模????????????????????????????????????????????????11 6.4其他主要零件結(jié)構(gòu)??????????????????????????????????????11 7、零件及壓力機校核???????????????????????????????????????12 7.1墊板的校核????????????????????????????????????????????12 7

11、.2壓力機的校核??????????????????????????????????????????12 總結(jié)??????????????????????????????????????????????????????13 參考文獻??????????????????????????????????????????????????14 設(shè)計任務(wù)書 如圖墊圈零件沖裁圖，材料H62銅片，料厚t=1.5mm,大批量生產(chǎn)，試確定沖裁工藝性， 設(shè)計沖裁模。 圖1-1 零件圖 1、沖裁件工藝分析 1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 表1

12、-1沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析表 工藝性質(zhì) 沖裁件工藝項目 工藝性允許值 工藝性評價 1.零件結(jié)構(gòu) 該零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，厚度適中，適合沖裁 2.落料圓角半徑 R0.5 0.18t 符合工藝性 3.沖裁件孔的最小尺寸 φ7 0.9t/0.35t 符合工藝性 4.最小孔邊距 3.75 1t 符合工藝性 5.材料 H62 t=1.5mm σs=196MPa σb=412MPa δ=10% 具有良好的沖壓性能 1.2尺寸精度與斷面粗糙度 尺寸精度：該制件所有尺寸都未標注公差，按IT14級確定工件的公差。一

13、般的沖壓均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，各尺寸公差分別為： 22.3-0.520；6-0.30；?14-0.430；?6.50+0.36 表面粗糙度：零件圖上所有未標注表面粗糙度，考慮為12.5μm。適合沖裁。 結(jié)論：該制件符合沖裁工藝性，適合冷沖裁加工，其加工工藝性好。 2、沖壓工藝方案確定 該零件包括沖孔和落料兩個基本工序，有以下三種方案可以采用 方案一：先沖孔，后落料，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔—落料復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用 級進模生產(chǎn)。 圖2-1 方案一 圖2-2方案二 圖2-3方案三

14、 表2-1沖壓工藝方案比較表 項目 方案一 方案二 方案三 模具結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 復(fù)雜 模具數(shù)量 二套 一套 一套 模具壽命 低 較高 不高 制件質(zhì)量 精度低 精度高 精度不高 生產(chǎn)率 低 高 較高 根據(jù)表1-2，確定方案二 倒裝復(fù)合模，沖孔廢料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及時清理。安全性相對較低。但工件精度較高,同軸度,對稱度及位置度誤差較小,生產(chǎn)效率較高,對材料要求不嚴,可用邊角料. 正裝復(fù)合模，沖孔廢料和工件都落在下模表面，安全性更差。 綜合以上分析比較結(jié)果說明，本零件采用倒裝復(fù)合模

15、最為合適。 3、沖壓工藝計算 3.1 排樣圖設(shè)計，材料利用率計算 （1）為了提高材料利用率選用直排查表6-1-9工件間搭邊值a1=1.8，邊緣搭邊值a=2.2，條料寬度偏差查表6-1-11，取Δ=0.5，導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙，查表6-1-13，取Z=0.5 （2）計算送料步距A：經(jīng)計算求得A=14+a1=15.8mm （3）計算料條寬度B：經(jīng)計算求得 B-?0=（Dmax+2a+Z）-?0=（22.3+4.4+0.5）-0.50=27.2-0.50 導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+

16、Z=27.2+0.5=27.8mm 以上式中：B―條料的寬度，單位mm Dmax―沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mm a―側(cè)搭邊值 Z―導(dǎo)料板于最寬條料之間的間隙 ?―條料寬度的單向（負向）公差 查表7-3-1選擇板料規(guī)則為200010001.5 縱裁： 下條料數(shù)：n=[AB]=100027.2=36(條) 單個條料制件數(shù)：m=[L-a1l+a1]=[2000-1.814+1.8]=126（個） 材料利用率：η縱=nmA0LA100%=36126173.

17、2022000500100%=39.3% 橫裁： 下條料數(shù)：n=[AB]=200027.2=73(條) 單個條料制件數(shù)：m=[L-a1l+a1]=[1000-1.814+1.8]=63（個） 材料利用率：η縱=nmA0LA100%=7363173.20220001000100%=39.8% 由于縱裁與橫裁利用率相差不大，優(yōu)先選用縱裁 圖3-1 縱裁 圖3-2 排樣圖 3.2 計算凹凸模尺寸 (1)凹模磨損后變大的尺寸：A1、A2、A3 查表3-5得：X1=X2=X3=0.5 A1=（6-0.

18、50.3）0+140.3mm=5.850+0.325mm A2=（22.3-0.50.52）0+140.52mm=22.040+0.13mm A3=（14-0.50.43）0+140.43mm=13.7850+0.108mm (2) 凹模磨損后變小的尺寸：B1 查表3-5得：X1=0.5 B1=（6.5+0.50.36）-140.360mm=6.68-0.090mm 查表6-1-1得 Zmin=0.090 Zmin=0.120 凸模刃口尺寸按凹模實際刃口尺寸配制，保證最小合理間隙值Zmin=0.090 4、沖裁力計算及壓力中心計算，初選壓力機 4.1 沖裁力計算及初選

19、壓力機 該制件厚度t=1.5mm，初步考慮采用彈性性卸料裝置，因此完成本制件所需的沖壓力有沖裁力、頂件力、卸料力。 由表 得σb=412MPa 沖孔力：F沖=Ltσb=20.41.5412=12.61KN 落料力：F落=Ltσb=61.51.5412=18.45KN 沖裁力：F=F沖+F落 F=12.61+18.45=31.06KN 卸料力：查表3-15得K卸=0.06 F卸=K卸F=0.0631.06=1.86KN 頂件力：查表3-15得K頂=0.09 F頂=K頂F=0.0931.06=2.80KN F總=F+F卸+F頂=31.06+1.86+2.80=35

20、.72KN F總=F總1.3=46.45KN 從滿足沖壓力的要求來看由國家標準初選J23-6.3壓力機 表4-1 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 立柱距離/mm 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm J23-6.3 63 35 150 200310 150 35 4.2 壓力中心的確定 圖4-1 因為該工件是一個關(guān)于x軸和y軸對稱的圖形，所以該工件的中心點O點為壓力中心。 5、模具結(jié)構(gòu)型式的選擇 確定沖壓工藝方案后，

21、應(yīng)通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式，使其盡量滿足以下要求： （1）能沖出符合技術(shù)要求的工件； （2）能提高生產(chǎn)率； （3）模具制造和維修方便； （4）模具有足夠的壽命； （5）模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。 5.1 模具結(jié)構(gòu)型式 在確定采用復(fù)合模后，便要考慮采用正裝式還是倒裝式復(fù)合模。大多數(shù)情況優(yōu)先采用倒裝式復(fù)合模，這是因為倒裝式復(fù)合模的蟲孔廢料可以通過凸凹模從壓力機工作臺孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后，由推薦裝置推出，再由壓力機附上的接件裝置接走。條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全，能保證較高的生產(chǎn)率。而正裝式復(fù)合模，沖孔廢料由上模帶上，再由推料裝置推出

22、，工件則由下模的推件裝置向上推出，條料由上模卸料裝置脫出，三者混雜在一起，如果萬一來不及排出廢料或工件而進行下一次沖壓，就容易崩裂模具刃口。 故本零件采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。 5.2 定位裝置 為了使條料送料時有準確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。 　　因為板料厚度t=1.5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個固定擋料銷定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個彈簧擋料裝置的活動擋料銷. 5.3 推件裝置 在倒裝式復(fù)合模中，沖裁后工件嵌在上模部分的

23、落料凹模內(nèi)，需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當?shù)赝瞥霭寄?。但在沖裁時，剛性推件裝置對工件不起壓平作用，故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時要低些。 由于剛性推件裝置已能保證工件所有尺寸精度，又考慮到剛性推件裝置結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，故這套模具采用剛性結(jié)構(gòu)。為兼顧工件的平整度和尺寸精度，可在剛性推件裝置和凸模固定板之間鑲嵌橡膠。 5.4 卸料裝置 復(fù)合模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。 在下模的彈性卸料裝置一般有兩種形式：一種是將彈性零件（如橡膠），裝設(shè)在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將彈性零件裝設(shè)在下模板下。由于該零件的條料

24、卸料力不大，故采用前一種結(jié)構(gòu)，并且使用橡膠作為彈性零件。 5.5 導(dǎo)向裝置 采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架。 6、沖裁模零部件結(jié)構(gòu) 6.1 落料凹模外形尺寸H的確定 凹模采用板狀結(jié)構(gòu)通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)。 圖6-1 凹模厚度 H=kb=22.30.5=11.15<15取為20 凹模壁厚 C=(1.5~2)H=1.520=30mm 凹模寬度 B=s+2c=14+60=74mm 凹模長度 A=b+2c=2

25、2.3+60=82.3mm 式中 b—凹模刃口的最大尺寸 K—系數(shù)，查表3-19 S—垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 查表7-10-2，確定凹模的外形尺寸為1008020mm 6.2 沖孔凸模長度的確定 沖孔凸模在復(fù)合模中長度主要由凸模固定板厚度與落料凹模厚度確定，并保證合理間隙Zmin=0.090mm Zmin=0.120mm 圖6-2 L=H+h1=20+14=34mm 6.3 凸凹模外形尺寸的確定 凸凹模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修模量、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定，并保證合理間隙Zmin

26、=0.090mm Zmin=0.120mm 圖6-3 采用彈壓卸料板時其長度為 L=h1+h2+t+h=14+10+1.5+7.5=32 式中 L—凸凹模長度，mm h1—固定板厚度，mm h2—卸料板厚度，mm t—材料厚度，mm h—增加長度 6.4 其他主要零件結(jié)構(gòu) 上模座1008025 下模座1008030 導(dǎo)套 6523 導(dǎo)柱 20120 模具所需其余結(jié)構(gòu)根據(jù)需要從表7-9-1中選取 7、零件及壓力機校核 7.1墊板的校核 由ρ=FZA得 凸模 ρ=1261

27、033.2=379.82MPa>140MPa 因此凸模需要加裝墊板以降低模座所受的單位壓力 凸凹模 ρ=18450173.2=106.52MPa 因 90<106.52<140滿足模座要求，因此下模座不需加裝墊板 查表7-9-1選用墊板尺寸1008014 7.2壓力機的校核 選用J23-6.3型壓力機，采用固定臺式，工作臺尺寸為200X310mm，其最大閉合高度為150mm 調(diào)節(jié)高度為35mm。 模具閉合高度為：H模=上模座厚度+下模座厚度+凸模固定板厚度+凹模板厚度+卸料板厚度+墊板厚度+安全距離=25+30+14+20+10+4+20=123滿足: Hmax-5≥H模≥

28、Hmin要求 總結(jié) 歷經(jīng)近兩周的沖壓模具課程設(shè)計即將結(jié)束，在這次課程設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具設(shè)計方面的資料，請教各位老師有關(guān)方面的問題，使我對沖壓模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進一步的理解和掌握。在這次課程設(shè)計過程中我學(xué)會了許多書本之外的東西，那就是遇事多動腦，密切與其他同學(xué)的合作。并且注意學(xué)習其他人的長處，吸收老師和教導(dǎo)者的經(jīng)驗。在實際過程中，遇到許多攔路虎，各種各樣的困難擺在眼前，從中煅煉自己遇到問題時處理問題的能力，使自己在下一次遇到新事物時能更快、更好地熟悉它。 這次設(shè)計得到鄧老師悉心的幫助和輔導(dǎo)。在這里，我向所有指導(dǎo)過我的鄧老師和幫助過我的同學(xué)們表示衷心的感謝和敬意。有了克服設(shè)計期間的種種困難和艱辛的經(jīng)歷，我想，在今后的學(xué)習和工作中一定會兢兢業(yè)業(yè)，奮發(fā)向上的拼搏！ 參考文獻 1.《冷沖模設(shè)計指導(dǎo)教程與簡明手冊》,機械工業(yè)出版社 ,主編：周理 2.《沖壓工藝與模具設(shè)計》, 中南大學(xué)出版社,主編：魏春雷、徐慧民 3.《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》,北京理工大學(xué)出版社 , 主編：王芳