圓形墊片沖壓課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)2</b></p><p>　?。ㄒ唬?零件工藝性分析2</p><p>　　1. 結(jié)構(gòu)與尺寸分析2</p><p><b>　　2. 材料分析2</b></p><

2、p><b>　　3. 精度分析2</b></p><p>　?。ǘ_裁工藝方案的確定3</p><p>　?。ㄈ┐_定模具總體結(jié)構(gòu)方案3</p><p><b>　　1．模具類型3</b></p><p>　　2．操作與定位方式3</p><p>　　3.

3、卸料與出件方式3</p><p>　　二、零件工藝計算4</p><p>　?。ㄒ唬┡艠釉O(shè)計與計算4</p><p>　?。ǘ┠＞呷锌诔叽缬嬎?</p><p>　?。ㄈ┰O(shè)計沖壓力和壓力中心，初選壓力機5</p><p>　　三、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定6</p><p><b

4、>　?。ㄒ唬┌寄ＴO(shè)計6</b></p><p><b>　?。ǘ┕潭ò?</b></p><p>　　1. 凸模固定板7</p><p>　　2. 凸凹模固定板8</p><p>　　（三）墊板的設(shè)計8</p><p>　?。ㄋ模┬读习宓脑O(shè)計10</p>

5、<p>　?。ㄎ澹┩鼓ＴO(shè)計10</p><p>　　（六）卸料裝置中彈性元件的計算11</p><p>　　（七）凸凹模設(shè)計12</p><p>　?。ò耍┻x擇緊固件和定位零件13</p><p>　?。ň牛┻x擇模架及其它安裝零件13</p><p>　?。ㄊ┠１脑O(shè)計14</p>

6、;<p><b>　　四、裝配圖14</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┳⑨?5</b></p><p>　?。ǘ┕ぷ髟?5</p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)：</b&g

7、t;</p><p>　　工件為墊圈，材料為Q235鋼，精度要求為IT11~IT12，尺寸如下圖所示，設(shè)計一套沖壓模具，大批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　圖1（工件）</b></p><p>　　（一） 零件工藝性分析：</p><p>　　1. 結(jié)構(gòu)與尺寸分析：</p><p>　　零件

8、結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，零件中部圓孔直徑為15.02mm，滿足沖裁最小孔徑的要求；孔與零件邊緣間的最小孔邊距為7.5mm，滿足沖裁件最小孔邊距的要求，因此，零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。</p><p><b>　　2. 材料分析：</b></p><p>　　Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。</p><p><b>　　3

9、. 精度分析：</b></p><p>　　零件的精度要求為IT11~IT12，取精度為IT11，模具按精度IT7~IT8計算，普通沖裁即可滿足圖樣要求。</p><p>　　由以上分析可知，該零件工藝性較好，可以進行沖裁加工。</p><p>　?。ǘ_裁工藝方案的確定</p><p>　　該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，有

10、以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔—落料級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，工

11、件的精度及生產(chǎn)效率都較高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只有一副模具，生產(chǎn)效率高，操作簡便，但零件的沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上安裝導正銷導正，故模具的制造安裝比較復雜，相對比較三種方案，選擇方案二復合模具比較合適。沖孔廢料用剛性卸料裝置卸除，落料件用彈性卸料裝置頂出。</p><p>　?。ㄈ┐_定模具總體結(jié)構(gòu)方案</p>&l

12、t;p><b>　　1．模具類型</b></p><p>　　根據(jù)之前確定的零件沖裁工藝方案，采用倒裝式復合沖裁模。</p><p><b>　　2．操作與定位方式</b></p><p>　　導向形式：縱向由滑動導柱導套導向，橫向由導料銷導向。</p><p>　　定位方式：該模具采用的是條

13、料，板料定位靠導料板和彈簧彈頂?shù)幕顒訐趿箱N完成，導料板控制條料的送進方向，擋料銷控制條料的送進步距。</p><p>　　3. 卸料與出件方式</p><p>　　凸模與凹凸模沖孔，沖孔廢料由凸凹模的孔中落下；凹凸模和落料凹模落料，利用推件塊將制件頂出。</p><p><b>　　二、零件工藝計算</b></p><p&g

14、t;　?。ㄒ唬┡艠釉O(shè)計與計算</p><p>　　1．分析零件形狀，并考慮到定位方便，采用單行直排；</p><p>　　2．搭邊值確定：查表2-9得，a=1.5mm b=2mm</p><p><b>　　圖2（排樣圖）</b></p><p>　　3. 定位采用擋料銷定位，無側(cè)壓裝置，板料采用斜刃剪床裁剪。條料寬度

15、 。其中 ，a=1mm,查表3-14得，導料版與條料間的最小間隙，查表3-12可得，條料寬度偏差 ，根據(jù)實際情況取料寬為35mm.</p><p>　?。ǘ┠＞呷锌诔叽缬嬎?lt;/p><p>　　由于零件為形狀簡單的圓形工件，采用凸、凹模分開加工。</p><p>　　由于零件對斷面質(zhì)量、尺寸精度要求一般（IT11~IT12），且為大批量生產(chǎn)，對模具壽命要求較高，宜

16、采用中等間隙（Ⅱ類）</p><p>　　查附表2（金屬材料沖裁間隙比值）得：</p><p><b>　　故取　</b></p><p><b>　　∴　</b></p><p>　?。?）落料件尺寸的基本計算公式為：</p><p>　　查表3-16得：系數(shù)x=0.5，=

17、0.25</p><p><b>　　故</b></p><p>　?。?）沖孔件尺寸的基本計算公式為：</p><p>　　查表2-5得：系數(shù)x=0.5，=0.25</p><p><b>　　故</b></p><p>　?。ㄈ┰O(shè)計沖壓力和壓力中心，初選壓力機</

18、p><p><b>　　零件周長：</b></p><p><b>　　材料厚度：</b></p><p>　　查表2-3，取條料抗剪強度：</p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　由于采用彈性卸料裝置和下出料方式，查表3-18有：=

19、0.040,=0.055, =0.060. 故：</p><p>　　查表2-40，根據(jù)材料厚度取凹模入口直壁h=6mm,</p><p><b>　　從而總的沖壓力：</b></p><p>　　根據(jù)總的沖壓力，選擇壓力機型號為J23-40(開式雙柱可傾式壓力機)，主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　標稱壓力

20、 400KN</p><p>　　滑塊行程 100mm</p><p>　　行程次數(shù) 80次/min</p><p>　　最大閉合高度 300mm</p><p>　　閉合高度調(diào)節(jié)量 80mm&

21、lt;/p><p>　　滑塊中心到機身距離 300mm</p><p>　　工作臺尺寸 前后520mm 左右 870mm </p><p>　　工作臺孔尺寸 150mm</p><p>　　模柄孔尺寸 直徑50mm 深度70mm</p

22、><p>　　電動機功率 4KW</p><p><b>　　壓力中心計算</b></p><p>　　由于零件為簡單對稱件，所以零件的壓力中心就是零件的幾何中心。</p><p>　　三、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定</p><p><b>　?。ㄒ唬┌寄ＴO(shè)計<

23、/b></p><p>　　查《簡明沖壓設(shè)計手冊》式2.16和2.17可得：</p><p>　　凹模高度 凹模壁厚</p><p>　　其中凹模刃口最大寬度b=30.02mm,由表3-21查得 K=0.35 所以：</p><p>　　C=(1.5~2)H=15.76~21.014，取C=20mm</p><

24、;p>　　由于工件形狀為圓形，故選用圓凹模</p><p><b>　　凹模直徑 </b></p><p><b>　　凹模直壁高度 </b></p><p>　　由以上算的凹模輪廓尺寸,查有關(guān)國家標準JB/T7643.4-2008，取標準尺寸 ,凹模材料選用Cr12MoV，熱處理淬硬（58-62）HRC。<

25、/p><p><b>　　凹模尺寸見下圖</b></p><p><b>　　圖3（凹模）</b></p><p><b>　　（二）固定板</b></p><p><b>　　1. 凸模固定板：</b></p><p>　　凸模固定板

26、的外形尺寸與凸模的外形尺寸一致，厚度根據(jù)標準件要求，選擇20mm，選取板的規(guī)格為 (JB/T7643.5-2008)</p><p><b>　　圖4（凸模固定板）</b></p><p>　　2. 凸凹模固定板：</p><p>　　凸凹模固定板的外形尺寸與墊板的外形尺寸一致，厚度根據(jù)標準件要求，選擇25mm， 選取板的規(guī)格為</p&g

27、t;<p>　　圖5（凸凹模固定板）</p><p><b>　　（三）墊板的設(shè)計</b></p><p>　　墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊翠英磨平的墊板。</p><p>　　1.凸模墊板的外形尺寸與凸模固定板相同，厚度取8mm，選取規(guī)格，詳細尺寸見下圖：</p

28、><p><b>　　圖6（凸模墊板）</b></p><p>　　2.凸凹模墊板的外形尺寸與凸凹模固定板相同，厚度取10mm，選取規(guī)格，詳細尺寸見下圖：</p><p><b>　　圖7（凸凹模墊板）</b></p><p><b>　?。ㄋ模┬读习宓脑O(shè)計</b></p&g

29、t;<p>　　用卸料板卸料，卸料板的平面外形與凸凹模板相同，取其厚度為9mm,即(表9-15) 卸料板材料為45號鋼。</p><p><b>　　圖8（卸料板）</b></p><p><b>　?。ㄎ澹┩鼓ＴO(shè)計</b></p><p>　　1.沖孔凸模采用B型圓凸模，凸模長度 </p>

30、<p>　　沖模材料選用普通碳素工具鋼，熱處理淬硬（58-62）HRC，[σt]=1000-1600MP。</p><p>　　凸模刃口基本尺寸見下圖。</p><p><b>　　圖9（凸模）</b></p><p><b>　　2.凸模強度校核：</b></p><p><b&g

31、t;　?。?）承壓應(yīng)力校驗</b></p><p>　　沖裁時凸模承受的壓應(yīng)力不超過σt凸模材料強度允許的壓應(yīng)力[σt]，對于圓形凸模 則 </p><p>　　故d = 15.145mm滿足要求</p><p>　?。?）彎曲應(yīng)力校核：</p><p>　　凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長度為，對于圓形凸模</p&g

32、t;<p>　　故L=36mm滿足要求</p><p>　　（六）卸料裝置中彈性元件的計算</p><p>　　模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下：</p><p>　　1.確定橡膠的橫截面積A</p><p>　　查得矩形橡膠在預壓縮量為10%-15%時的單位壓力是0.5Mp, 所以</p>

33、<p>　　2.確定橡膠的平面尺寸</p><p>　　根據(jù)零件的形狀特點，選擇圓形橡膠。由于要布置固定螺釘和銷釘，所以采用6塊圓形橡膠分別安裝在螺釘與銷釘中間則：</p><p><b>　　設(shè)橡膠直徑為D： </b></p><p>　　計算得，D=17.44mm,取D=20mm</p><p>　　3.確

34、定橡膠的自由高度</p><p>　　L是考慮修模最后的卸料或壓邊的工作行程L=t+1+2=4.22mm</p><p>　　故≥16.88mm 又∵，H=10~30mm，取H=20mm</p><p>　　4.計算橡膠裝模高度</p><p>　　橡膠墊的預壓縮量為15%，則橡膠的裝模高度約,所以選用的橡膠規(guī)格合理, 裝模高度H0取34

35、mm，工作高度H=43-t-1=30.78mm.</p><p><b>　?。ㄆ撸┩拱寄ＴO(shè)計</b></p><p>　　凸凹模的壁厚20mm，查表2-51最小壁厚=(2.0~2.5）t =2.44~3.05,所以滿足最小壁厚要求。</p><p>　　凸凹模高度H= , 具體各部分尺寸見下圖。</p><p>&l

36、t;b>　　圖10（凸凹模）</b></p><p>　?。ò耍┻x擇緊固件和定位零件</p><p>　　螺釘規(guī)格的選用：根據(jù)標準GB699選取材料為45號鋼，熱處理硬度值為HRC35-40，卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm，卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。</p><p>　　活動擋料銷：在卸料板上

37、固定了2個導料銷，用于條料送進的定位。</p><p>　?。ň牛┻x擇模架及其它安裝零件</p><p>　　根據(jù)GB/T 2851-2008, 由凹模周界及安裝要求，選取凹模周界：</p><p>　　上模座： GB/T 2855.1 出自《最新模具設(shè)計手冊》</p><p>　　下模座：

38、 GB/T 2855.2 出自《最新模具設(shè)計手冊》</p><p>　　導柱: GB/T 2861.1 出自《最新模具設(shè)計手冊》</p><p>　　導套: GB/T 2861.3 出自《最新模具設(shè)計手冊》</p><p><b>　　（十）模柄的設(shè)計：</b>&l

39、t;/p><p>　　由壓力機型號 JG23-40，可查的模柄孔的直徑為50mm，深度為70mm。即選模柄B20×70JB/T7646.1-2008。</p><p><b>　　四、裝配圖</b></p><p><b>　　圖11（裝配圖）</b></p><p><b>　?。?/p>

40、一）注釋：</b></p><p>　　下模座；2.導柱；3.圖凹模固定板；4.橡膠墊；5.卸料板；6.凹模；7.導套；8.推件塊；9.凸模固定板；10.推桿；11.墊板；12上模座；13推板；14.模柄；15.打桿；16.凸模；17.凸凹模；18.擋料銷；19.銷釘；20.條料。</p><p><b>　?。ǘ┕ぷ髟恚?lt;/b></p>

41、<p>　　該模具采用倒裝結(jié)構(gòu)的復合沖裁模，沖孔廢料可以從壓力機的工作臺孔中漏下進入廢料箱。當壓力機滑塊到達上死點時，沖出的工件靠剛性裝置15、13、10、8推出，和彈性卸料板連著的廢料靠橡膠塊的彈性卸料板推上去達到推出廢料的目的，當壓力機向下運動時，重復以上步驟完成零件的沖壓，沖孔凸模16的凸起部分采用間隙配合裝入9凸模固定板中。</p><p><b>　　參考文獻</b>&

42、lt;/p><p>　　[1]楊占堯主編 . 最新模具標準應(yīng)用手冊[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2011. </p><p>　　[2]楊占堯主編 . 沖壓模具圖冊[M] . 北京:高等教育出版社，2008.</p><p>　　[3]楊占堯主編 . 模具設(shè)計與制造[M] . 北京：人民郵電出版社，2009.</p><p>

43、　　[4]李集仁，翟建軍主編 .模具設(shè)計與制造[M] . 西安：西安電子科技大學出版社，2010.</p><p>　　[5]劉建超主編 . 沖壓模具設(shè)計與制造[M] . 北京：高等教育出版社，2004. </p><p>　　[6]王孝培主編 . 沖壓手冊[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[7]李碩本主編 . 沖壓工藝學[M] .

44、北京：機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[8]張榮清主編 . 模具設(shè)計與制造（第二版）[M] . 北京:高等教育出版社，2008.</p><p>　　[9]張信群主編 . 模具制造技術(shù)[M] . 北京：人民郵電出版社，2007.</p><p>　　[10]鄭 展主編 . 沖壓工藝與模具設(shè)計[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2008. &l