模具課程設(shè)計-雙耳止動墊圈模設(shè)計

1、<p><b>　　沖壓模具課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目：雙耳止動墊圈模設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院</p><p>　　班 級：機(jī)電141</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p>　　學(xué) 號：20

2、1410824124</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　提交日期：2017年1月3日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p><b>　　一、題目

3、要求2</b></p><p>　　二、制件的工藝分析2</p><p><b>　　1、材料分析2</b></p><p><b>　　2、結(jié)構(gòu)分析3</b></p><p><b>　　3、精度分析3</b></p><p>　

4、　三、工藝方案的確定3</p><p>　　四、排樣圖的確定3</p><p>　　1、材料利用率的計算及排樣圖的繪制4</p><p>　　五、壓力中心的計算4</p><p>　　1、壓力中心坐標(biāo)計算公式：4</p><p>　　2、各線段的重心坐標(biāo)：4</p><p>　　3、

5、壓力中心坐標(biāo)為：5</p><p>　　六、計算沖壓初選壓力機(jī)5</p><p>　　七、模具刃口尺寸計算5</p><p>　　1、落料件尺寸的計算5</p><p>　　2、沖孔尺寸計算：6</p><p>　　八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算7</p><p>　　1、凸、

6、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計7</p><p>　　2、定位零件的確定7</p><p>　　3、卸料裝置的確定與計算7</p><p>　　4、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計7</p><p>　　5、卸料橡膠的設(shè)計計算8</p><p>　　九、裝配圖與零件圖（見CAD圖）10</p><p>&l

7、t;b>　　十、總結(jié)10</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　模具課程設(shè)計是CAD/CAM專業(yè)教學(xué)計劃安排的非常重要的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)設(shè)計的首選內(nèi)容。其目的在于鞏固《模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計》所學(xué)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計思想，掌握正確的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力。通過模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，學(xué)生在工藝性分析、工藝

8、方案論證、工藝計算、模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫說明書和查閱參考文獻(xiàn)等方面受到一次綜合的訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新設(shè)計能力</p><p><b>　　一、題目要求</b></p><p>　　名稱：雙耳止動墊圈，</p><p><b>　　材料：20鋼 </b></p><p>　　生產(chǎn)批量：大

9、批量 </p><p>　　材料厚度：t＝1.5 mm</p><p><b>　　尺寸結(jié)構(gòu)如右圖</b></p><p><b>　　二、制件的工藝分析</b></p><p><b>　　1、材料分析</b></p><p>　　20鋼為普通碳素結(jié)

10、構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。</p><p><b>　　2、結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　雙耳止動墊圈是一般的沖裁件，其特點(diǎn)是：零件結(jié)構(gòu)簡單，工件尺寸小，尺寸精度低，材料強(qiáng)度不高，外形有圓弧連接過度，對沖裁加工較為有利，零件上一個孔其中最小孔徑為10mm，大于沖裁最小孔徑 dmin≥ t=1.5的要求。另外，經(jīng)計算直徑為φ10mm的孔距零件外形之間的孔邊距

11、為6mm，大于沖裁件最小孔邊距 Lmin≥1.5t=2.25mm 的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。</p><p><b>　　3、精度分析</b></p><p>　　零件上沒有尺寸標(biāo)注了公差要求，則其公差要求都屬于IT14。所以，普通沖裁可以滿足零件的精度要求。</p><p><b>　　三、工藝方案的確定</b

12、></p><p>　　雙耳止動墊圈一般有以下三種沖裁工藝方案 </p><p>　　方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　對三種方案進(jìn)行分析如下：

13、</p><p>　　1、方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。</p><p>　　2、方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位置精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。</p><p>　　3、方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與

14、方案二相比生產(chǎn)的零件精度稍差。需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，保證沖壓件的形狀位置精度。模具制造和裝配較復(fù)合模略復(fù)雜，沖孔落料復(fù)合?；窘Y(jié)構(gòu)。所以，比較三個方案，采用方案二生產(chǎn)更為合理。</p><p>　　現(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進(jìn)行校核（結(jié)構(gòu)見圖3）。查資料可知，當(dāng)材料厚度t為1.5mm時,凸凹模最小壁厚為4mm，而該零件上10的孔距零件外形之間的孔邊距6mm，能滿足復(fù)合模凸凹模最小壁厚的要求。因此，該零件可以采用復(fù)

15、合模生產(chǎn)。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　四、排樣圖的確定</b></p><p>　　1、材料利用率的計算及排樣圖的繪制</p><p>　　模具導(dǎo)料零件采用無側(cè)壓的導(dǎo)料板裝置</p><p><b>　　材料寬度：<

16、/b></p><p><b>　　導(dǎo)料板間距離：</b></p><p>　　查《模具設(shè)計與制造》得：取a1=2.2mm，a=2.5mm。</p><p>　　分析零件形狀，應(yīng)采用單直排或著雙直排的排樣方式，分析材料利用率，則確定零件的排樣方式有如圖4所示。</p><p><b>　　圖4</b

17、></p><p>　　現(xiàn)查資料，選用900mm×1800mm的鋼板，每張鋼板可剪成20張（44×1759）。搭邊取值2.5mm和2.2mm，條料寬度為44mm 步距為47.4mm</p><p>　　條料寬度B ：B=（D+2a）=（39+2×2.5）=44mm </p><p>　　步距S ：S=30+1

18、.2=31.2mm</p><p>　　一個步距的材料利用率η：η=×100%==×100%=70.6%</p><p>　　總利用率η=×100%==×100%=67.2%</p><p>　　其具體排樣圖如圖5所示。</p><p><b>　　圖5</b></p>

19、<p><b>　　五、壓力中心的計算</b></p><p>　　零件是一個非對稱的零件，所以零件的壓力中心如下計算（見圖6），則： </p><p>　　圓弧線段的中心壓力： </p><p>　　1、壓力中心坐標(biāo)計算公式：</p><p>　　L1=19.7mm L2=16mm</p>

20、;<p>　　L3=19.7mm L4=mm L5=5.8mm </p><p>　　L6=12mm L7=6.8mm L8=mm </p><p>　　L9=mm L10=mm</p><p>　　2、各線段的重心坐標(biāo)：</p><p>　　X1=-1

21、8.2，Y1=8 X2=-28，Y2=0</p><p>　　X3=-18.2，Y3=-8 X4=-8.9，Y4=-7.2 X5=-6，Y5=-13.1</p><p>　　X6=0，Y6=-16 X7=6，Y7=-12.6 X8=0，Y8=0</p><p>　　X9=4.8，Y9=3.6 X10=-7.6，Y1

22、0=8.1</p><p>　　3、壓力中心坐標(biāo)為：</p><p>　　六、計算沖壓初選壓力機(jī)</p><p>　　沖裁力基本計算公式為</p><p>　　此例中零件的周長為152.2 mm（落料周長為120.8mm，沖孔周長為31.4mm），材料厚度1.5mm，20鋼的抗剪強(qiáng)度取350MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為</p>

23、<p><b>　　F落</b></p><p><b>　　F沖</b></p><p>　　F= F落+ F沖104kN</p><p><b>　　根據(jù)資料，可求得：</b></p><p><b>　　卸料力為</b></p&g

24、t;<p><b>　　推件力為 F沖=</b></p><p>　　零件所需得公稱壓力為</p><p>　　一般沖裁時壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計算的沖壓力大30%</p><p><b>　　所以，公稱壓力</b></p><p>　　根據(jù)附表1，初選設(shè)備為開式壓力機(jī)JH23-25<

25、/p><p>　　七、模具刃口尺寸計算</p><p>　　1、落料件尺寸的計算</p><p>　　根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計算采用分開制造法。</p><p>　　落料件尺寸的計算，落料基本計算公式為：</p><p>　　查公差配合表，落料件尺寸都為IT14，所以x=0.5.</p><p>

26、;　　（1）、尺寸，經(jīng)查圖7得該零件凸、凹模最小間隙Zmin=0.21mm，最大間隙Zmax=0.25mm；查資料可知凸模制造公差，凹模制造公差，將以上各值代入≤，校驗是否成立，不成立，取=0.4*（Zmax-Zmin）=0.016 =0.6*（Zmax-Zmin）=0.024</p><p>　　校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立<

27、;/p><p>　?。?）、尺寸，查得其、、數(shù)值同上一尺寸，=0.020mm，則</p><p>　　校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立。滿足間隙公差條件, 故：，</p><p>　?。?）、尺寸，查得其、、、數(shù)值同上一尺寸，</p><p>　　校核：0.250mm+0

28、.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立，滿足間隙公差條件, 故：,</p><p>　?。?）、尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差，校驗是否成立，不成立，取=0.4*（Zmax-Zmin）=0.016 =0.6*（Zmax-Zmin）=0.024該尺寸為雙邊磨損尺寸，所以計算時取雙面間隙。</p><p>　　校核：0.250mm+0.21

29、mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立</p><p>　?。?）、尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差。且該尺寸為單邊磨損尺寸，則計算時取單面間隙。</p><p>　　校核：校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立</p><p><b>　　2

30、、沖孔尺寸計算：</b></p><p><b>　　沖孔基本公式為：，</b></p><p>　　尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差。驗證是否滿足≤，所以</p><p>　　校核：（滿足間隙公差條件）</p><p>　　八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算</p><p>　

31、　1、凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　采用復(fù)合模生產(chǎn)，直接同時沖孔和落料，采用常見非圓凸模的結(jié)構(gòu)形式，與凸模固定板采用過渡配合。凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，裝壓力中心與模柄中心線重合，其輪廓尺寸計算</p><p>　　凹模采用整體式，查資料可求得：</p><p><b>

32、;　　凹模高度：</b></p><p><b>　　凹模壁厚：</b></p><p>　　其中，倒裝復(fù)合模最小壁厚</p><p><b>　　所以，凹模的總長，</b></p><p><b>　　凹模的寬度。</b></p><p>

33、　　則，初選凹模板規(guī)格為</p><p><b>　　2、定位零件的確定</b></p><p>　　由以上分析已知，由于零件的料厚為1.5mm，所以可以采用彈性卸料，模具的定位零件采用導(dǎo)料銷與固定擋料銷配合使用。</p><p>　　3、卸料裝置的確定與計算</p><p>　　零件的材料厚度較厚，可以采用彈性卸料，并

34、在卸料板上面開設(shè)與零件形狀一致的凸模避讓孔。卸料板的外形尺寸與凹模周界相同（100mm×100mm），厚12mm。</p><p>　　4、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計</p><p>　　由計算已知，該凹模的外形尺寸為100mm×100mm，為了操作方便模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，可查設(shè)計手冊中的滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架，得100mm×100mm凹模周

35、界的閉合高度與初選壓力機(jī)的最大閉合高度不符合。所以，凹模板規(guī)格改為200mm×160mm×19mm</p><p><b>　　模架規(guī)格為：</b></p><p>　　上模座200mm×160mm×40mm；</p><p>　　下模座200mm×160mm×45mm；</p&

36、gt;<p>　　導(dǎo)柱28mm×170mm；</p><p>　　導(dǎo)套28mm×100mm×38mm。</p><p>　　該例中所需沖壓力計算為143.52KN，初選壓力機(jī)為J23—25。</p><p>　　模具中模柄采用凸緣模柄，選用規(guī)格的模柄。</p><p>　　模具中上模采用墊板以保護(hù)上

37、模座，墊板的外形尺寸同凹模周界，厚度取10mm；</p><p>　　凸模的固定采用了凸模固定板，其外形尺寸也為凹模的周界尺寸，厚度取16mm。</p><p>　　根據(jù)模具的尺寸，選用M6螺釘和φ10的圓柱銷。凸模采用非圓形直通式凸模。</p><p>　　5、卸料橡膠的設(shè)計計算</p><p>　　5.1、為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿

38、足預(yù)壓力要求：</p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力，N；</p><p><b>　　卸料力，N。</b></p><p>　　5.2、為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不應(yīng)超過其自由高度的45%，一般取 </p><

39、p>　　式中：橡膠允許的總壓縮量，mm；</p><p>　　橡膠的自由高度，mm。</p><p>　　橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%~15%。</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　式中為橡膠預(yù)壓縮量（mm）。</p><p><b>　　故

40、 </b></p><p><b>　　而 </b></p><p>　　式中：卸料板的工作行程，mm，=t+1，t為板料厚度；</p><p>　　凸模刃口修磨量，mm。</p><p>　　=1.5+1+5=7.5mm</p><p>　　橡膠的自由高度mm 取=25

41、mm</p><p>　　橡膠預(yù)壓縮量2.5mm 允許最大壓縮量10mm</p><p>　　5.3、根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能,性形狀和數(shù)量.沖裁卸料用較硬橡膠;拉伸壓料用較軟橡膠.</p><p>　　5.4、 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面尺寸。</p><p>　　橡膠產(chǎn)生的壓力按下式計算：</p><p>

42、;　　所以，橡膠橫截面積為</p><p>　　式中：橡膠所產(chǎn)生的壓力，設(shè)計時取大于或等于卸料力Fx（即Fo）：p橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力，與壓縮量有關(guān)，設(shè)計時取預(yù)壓量下的單位壓力：A橡膠橫截面積。附表1：橡膠壓縮量和單位壓力表</p><p>　　=20000（mm）=5200N =0.26 Mpa</p><p>　　用矩形橡膠200X160X25</p&

43、gt;<p>　　用公式b=校核；a=1600mm求的b=125mm小于200mm所選橡膠橫截面積S32000mm遠(yuǎn)大于模具安裝中所需橡膠面積A=20000mm，所以，所選橡膠橫截面積在扣除挖孔等工藝后仍遠(yuǎn)大于模具安裝中所需橡膠橫截面積，故該橡膠長×寬為200×100的規(guī)格合理。</p><p>　　所以，選用橡膠規(guī)格為200×160×25mm。</p&

44、gt;<p>　　5.5、沖孔凸模的長度計算</p><p>　　L凸=h1+h2+h3=16+10+16=42mm，查表，選沖孔凸模長度為45mm</p><p>　　式中：h1為凸模固定板厚度</p><p><b>　　h2為空心墊板厚度</b></p><p><b>　　h3為凹模板厚度

45、</b></p><p>　　5.6、凸凹模長度計算</p><p>　　L=h1+h2+h+t=16+10+1.5+20=47.5mm</p><p>　　h1為凸凹模固定板厚度</p><p>　　h2 為空心墊板厚度</p><p><b>　　t為材料厚度</b></p

46、><p>　　h為增加高度，取h為20mm</p><p>　　由以上結(jié)果可初選模具零件如下：</p><p>　　下墊板200x160x8</p><p>　　凸凹固定板200x160x16</p><p>　　卸料板200x160x10</p><p>　　上墊板200x160x10</p

47、><p>　　凸凹模固定板200x160x16</p><p>　　空心墊板200x160x10</p><p>　　凹模200x160x19 凸模10x45</p><p>　　模柄B 50 JB/T7646.3-2008</p><p>　　沖壓設(shè)備主要參數(shù)為：公稱壓力250KN，滑塊行程100次/秒，最大閉

48、合高度250，閉合高度調(diào)節(jié)量70mm，工作臺尺寸360×560</p><p>　　九、裝配圖與零件圖（見CAD圖）</p><p><b>　　十、總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計，是我的一次較全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，通過這次訓(xùn)練，我對模具基礎(chǔ)知識及工程力學(xué)、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、機(jī)械工程材料專業(yè)基礎(chǔ)課之間的

49、聯(lián)系有了一個較為系統(tǒng)全面的認(rèn)識，同時也加深了對所學(xué)知識的理解和運(yùn)用，將原來看來比較抽象的內(nèi)容實現(xiàn)為具體化。這次課程設(shè)計初步掊養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，鍛練了我綜合運(yùn)用模具設(shè)計和相關(guān)課程的理論，結(jié)合和生產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識。通過制訂設(shè)計方案，合理選擇傳動機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計算零件的工作能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達(dá)到了