圓形墊片沖壓模具課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題： 圓環(huán)墊片沖壓模具 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 2013年 12月 21 日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 機(jī)電工程系 系 材料成型及控制工程 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 課程名稱： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 圓形墊片沖壓模具設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：（1）、設(shè)計(jì)模具零件圖若干份（a3或a4圖紙，建議a3） ；（2）、設(shè)計(jì)模具總裝圖一份（a2或a3圖紙，建議a2） ；（3）、模具設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（不少于10頁a4紙）；（4）、設(shè)計(jì)必須仔細(xì)認(rèn)真，允許討論，不允許抄襲或復(fù)制。設(shè)計(jì)（論文）開始日期

2、 2013年12月16日 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 2013年12月22日 2013年12月21日 年 月 日 指導(dǎo)教師 課 程 設(shè) 計(jì) 評 語 機(jī)電工程系 系 材料成型及控制工程 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 課程名稱： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 圓形墊片沖壓模具設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)篇幅：圖 紙 3 張說明書 15 頁指導(dǎo)教師評語：題 目： 墊圈的設(shè)計(jì) 內(nèi) 容：（一）沖壓件的工藝性分析 （二）確定工藝方案及模具機(jī)構(gòu)形式（三）模具設(shè)計(jì)計(jì)算 （四）模具總體設(shè)計(jì)（五）模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（六）沖壓設(shè)備的選擇（七）繪制模具總裝圖（八）拆畫零件圖（九）設(shè)計(jì)總結(jié)（十）參考文獻(xiàn)目 錄（一）.沖壓件

3、的工藝性分析6（二）.確定工藝方案模具機(jī)構(gòu)形式6（三）.模具設(shè)計(jì)計(jì)算7 （1）排樣方式的確定及其計(jì)算 ( 2) 計(jì)算凸.凹模刃口尺寸 （3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 （4）沖壓力的計(jì)算 （5）壓力中心的計(jì)算（四）.模具總體設(shè)計(jì)10（五）.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10 （1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （2）彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）模架的設(shè)計(jì)（六）.沖壓設(shè)備的選擇14（七）.繪制模具總裝圖15（八）.拆畫零件圖15（九）.參考文獻(xiàn)沖裁模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)如下：(一)沖壓件的工藝性分析該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為it11it14。凡產(chǎn)品圖樣上沒有標(biāo)注公差等

4、級或者公差的尺寸，其極限偏差數(shù)值通常按it14級處理。將以上精度與零件的精度要求相比較，可以為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為： 18-00.62mm 8+00.52mm (二)確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式該工件所需的沖壓工序包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以擬定出以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔,采用單工序模分兩次加工。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模加工。方案三：落料-沖孔級進(jìn)沖壓,采用級進(jìn)模加工。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)效率低，難以滿

5、足顧客的要求，而且工件的累積誤差大，操作不方便。由于該工件大批量生產(chǎn)，所以方案二和方案三更具優(yōu)越性。該零件8mm的孔與18mm的最小距離為10mm，大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm），可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級進(jìn)模，復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。(三)模具設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣方式的確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)

6、復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖，因該零件外形為圓形，可采用有廢料排樣的直排比較合適。參考沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2.8確定其排樣方式為直排畫出排樣圖排 樣 圖由于r=9mm查表2-12最小搭邊值可知：工藝搭邊值a(側(cè)面)=2mm a1(工件間)=1.5mm 。計(jì)算條料的寬度： b=18+22=22mm步距：s=18+1.5=19.5mm材料利用率的計(jì)算：計(jì)算沖壓件毛坯的面積：a=r2 =92 =254.34mm 2一個(gè)步距的材料利用率：=254.34/2219.5=59.3(2)計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-5得間隙值zmin=0.132mm，zmax=0.240mm。1）

7、沖孔8mm凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-7得8mm凸、凹模制造公差： 凸 =0.020mm 凹 =0.020mm校核： zmax-zmin =（0.240-0.132）=0.108mm 而凸+凹 =（0.020+0.020）=0.040mm滿足 zmax-zmin凸+凹的條件查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-6得：因?yàn)?.52mm0.20mm所以磨損系數(shù)x=0.5,按式（2-5） d凸=（8+0.50.52）-00.020=mm d凹=mm (3）外形落料凸、凹模刃口尺寸

8、的計(jì)算由于外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-7得凸、凹模制作公差 凸=0.020mm 凹 =0.020mm校核：zmax-zmin =（0.240-0.132）=0.108mm而凸+凹 =0.040mm滿足 zmax-zmin凸+凹的條件查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-6得：it14級時(shí)磨損系數(shù)x=0.5,按式（2.5） d凹=17.74-00.020mm d凹=17.872+00.030mm(4)沖壓力的計(jì)算落料力 f落 = ltb=（2r1.5450）n=38.151kn沖孔力 f沖 = ltb

9、=（2r1.5450）n=16.956kn沖孔時(shí)的推件力 f推=n k推f孔由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表3-2得h=6mm 則n=h/t=6mm/2=3個(gè)查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-11得k推=0.055 f推=n k推f孔=30.05516.956=2.798kn落料時(shí)的卸料力 f卸=k卸f落查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表2-11取k卸=0.04故 f卸=k卸f落=0.0438.151=1.526kn總沖壓力為：f總=f落+f孔+f推+f卸=（38.151+16.956+2.798+1.526）kn=59.572kn為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖f總=1.3f總=1.359

10、.572=77.445kn(5)壓力中心的計(jì)算 零件為規(guī)則的圓形墊片，所以壓力中心為其幾何中心。（四）.模具的總體設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個(gè)工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？斩粗?，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊，卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和

11、導(dǎo)料銷即可。為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。（五）.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括一下幾個(gè)方面：落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在落料凹模內(nèi)部，由于要放置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表3-2，取得刃口高度h=6mm,該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書中表3-3，得k=0.40即 凹模高度h=kb=0.4018mm=7.2mm765n雖彈簧的最大工作負(fù)荷符合要求，但其彈簧太長，會(huì)使模具的高度增加，所以選用最大工作負(fù)荷為1550n范圍內(nèi)

12、的彈簧。試選6872號中69號彈簧，校驗(yàn)彈簧最大許可壓縮量lmax大于彈簧實(shí)際總壓縮量l總。69號彈簧的具體參數(shù)是：彈簧外徑d=45mm，材料直徑d=9mm，自由高度h0=80mm,節(jié)距t=11.5mm，f1=1550n,極限載荷時(shí)彈簧高度h1=58.2mm。彈簧的最大的最大許可壓縮量lmax=（80-58.2）mm=21.8mm彈簧預(yù)壓縮量l/=lmaxf0/f1=76521.8/1550=10.76mm校核：卸料板工作行程t+h1+h2=1.5+1+1=3.5mm 凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量 h3=6mm 彈簧實(shí)際總壓縮量 l總=l/+t+h1+h2+h3=（11.13+3.5+6）mm =20.

13、63mm由于21.820.63，即lmaxl總,所以所選彈簧是合適的。69號彈簧規(guī)格為：外 徑: d=45mm鋼絲直徑： d=9mm自由高度： h0=80mm 裝配高度： h2= h0- l/=(80-10.76)=69.24mm彈簧的窩座深度：h= h0-lmax+ h卸料板+ t +1- h凸凹模- h修模=（80-21.8+14+1.5+1-58-6）mm=10.7mm彈簧外露高度：h3= h2-h- h卸料板窩深=（69.24-10.7-7）mm=51.54mm.(3)模架的設(shè)計(jì) 模架各零件標(biāo)記如下： 上模座：100mm100mm20mm 下模座：100mm100mm25mm 導(dǎo) 柱：

14、b32h5120mm35mm 導(dǎo) 套：b32h665mm23mm模 柄：38mm60mm墊板厚度：100mm100mm24mm卸料板厚度：100mm100mm14mm凸模固定板厚度：100mm100mm24mm模具的閉合高度：h閉= h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+ h凸凹模+h下模座 =（20+24+24+16+1.5+48+25）（mm） =158.5mm（六）.沖壓設(shè)備的選擇通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)j23-25能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。公稱壓力/kn 250滑塊行程/mm 60行程次數(shù)(不小于)(次/min) 100封閉高度/mm 300最大封閉高度調(diào)

15、節(jié)量/mm 70滑塊中心至機(jī)身距離/mm 180(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右前后)/mm 500350(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 150(標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)/mm 240模柄孔尺寸(直徑深度)/mm 3860工作臺板厚度/mm 55傾斜角(不小于)() 20電動(dòng)機(jī)/kw 2.2外形尺寸（前后左右高）/mm 11008002000總重量/公斤 1300（七）.繪制模具總裝圖工作原理：條料送進(jìn)時(shí)采用固定擋料銷進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料銷保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時(shí)，上模在壓力機(jī)的作用下下行，卸料板首先接觸條料。上模部分繼續(xù)下行，即可完成沖孔落料復(fù)合工序。當(dāng)沖壓完成時(shí)，在壓力機(jī)的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的條料由彈性卸料板卸下，當(dāng)模具上的打料桿碰到壓力機(jī)上的打料橫梁時(shí)，打料橫梁給模具打料桿一個(gè)作用力，在此作用力的作用下，將沖孔廢料推出來。而制件則有下模座的推件裝置推出，此時(shí)即完成