墊圈零件機械制造工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計課程設(shè)計

1、 表8-3廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院課程設(shè)計（論文）任務(wù)書題目名稱墊圈零件機械制造工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計學(xué)生學(xué)部（系）機電與信息工程學(xué)部專業(yè)班級材料成型及其控制工程一、課程設(shè)計（論文）的內(nèi)容墊圈零件機械制造工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計（大批量生產(chǎn)）二、課程設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)1、繪制產(chǎn)品零件圖（須嚴(yán)格按國標(biāo)要求）。2、確定毛坯的種類及制造方法，繪制毛坯圖。3、針對零件的特點，制訂工藝規(guī)程文件（機械加工的工藝過程卡及工序卡片）。4、設(shè)計機床夾具（保證零件加工精度要求）。5、編寫課程設(shè)計說明書（5000字，規(guī)范說明書書寫格式）。三、課程設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作1、零件圖1張2、毛坯圖1張3、機械加工工藝過

2、程卡片1份4、機械加工工序卡片1套5、夾具設(shè)計裝配圖1張6、課程設(shè)計說明書1份四、課程設(shè)計（論文）進程安排序號設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容地點起止日期1下達(dá)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)11052013.11.42熟悉零件圖，準(zhǔn)備各種資料11052013.11.83繪制零件圖，制定工藝規(guī)程11052013.11.154工藝裝備設(shè)計11052013.11.225撰寫設(shè)計說明書11052013.11.296上交所有資料11052013.12.13五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻1 王宛山、邢敏主編，機械制造手冊，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002。2 陳宏鈞主編, 實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，2003。

3、3 陳錫渠、彭曉南主編，金屬切削原理與刀具，北京出版社，2006。4 吳宗澤、羅圣國主編，機械設(shè)計手冊（第3版），高等教育出版社，2006。5 王光斗、王春福主編，機床夾具設(shè)計手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2000。發(fā)出任務(wù)書日期：2013年 11 月 1 日 指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期： 2013年 12 月 13 日 教學(xué)單位責(zé)任人簽章：廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課 程 設(shè) 計（論文）課程名稱 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 2013 年 12 月 13 日摘要本設(shè)計為一墊圈的冷沖壓模具設(shè)計，根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計計

4、算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。并在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析。關(guān)鍵詞 沖壓模 凸凹模 工藝分析abstractthe design for thecoldstamping die design,a washer,according to thedesign of partssize,material,batch production. other requirements,first of allparts of the pr

5、ocess analysis,to determine theplan of stamping processand diestructure,and then through theprocess design and calculation,determine the layoutandcutting plate,and calculate the stamping forceand center of pressure,the primary election press,computing convex,concavedie cutting edgesize and tolerance

6、,finallydesignthe selection of parts,checking thepress,drawing dieassemblydrawings,and processing technology on themainparts of the diefor thepreparation.and in the structuredesign at the same time,some partsoftheprocess analysis.key word ： stamping die punch and die process analysis目錄第一章 緒論.71.1沖壓的

7、優(yōu)勢71.2沖壓的缺點7第二章 零件的分析.82.1 零件的作用.82.2 零件的工藝分析.92.3 確定沖裁方案9第三章 沖壓力的計算.103.1 落料力103.2 沖孔力103.3 沖裁力103.4 推件力103.5 卸料力103.6 沖壓力11第四章 沖壓機的選取12第五章 模具工作尺寸的計算13第六章 整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設(shè)計與校核146.1 凹模的外形尺寸設(shè)計與形狀的選擇146.2 凸模外形尺寸的設(shè)計與形狀的選擇156.3凸模強度的校核16第七章 模具其它零件的設(shè)計與計算167.1凸模固定板的設(shè)計167.2卸料板外形尺寸的確定177.3導(dǎo)料板的確定177.4墊板的確定17

8、7.5上、下模座的設(shè)計177.6導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計17第八章 壓力機相關(guān)參數(shù)的校核18第九章 工藝圖表及裝配圖18結(jié)束語21參考文獻22體會心得23第1章 緒 論 沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室溫下進行，是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型技術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件

9、的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。1.1沖壓的優(yōu)勢與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精

10、度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。1.2沖壓的缺點當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現(xiàn)在沖壓加工時產(chǎn)生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發(fā)生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，隨著機電一體化技術(shù)的進步，這些問題一定會盡快而完善的得到解決。第二章 零件的分析 2.1.

11、12.1 零件的作用墊圈一般用在連接件中一個是軟質(zhì)地的，一個是硬質(zhì)地較脆的，其主要作用不僅是增大接觸面積，使壓力分散，防止把質(zhì)地軟的壓壞，還可以實現(xiàn)粗的裝配精度。2.2 零件的工藝分析（1）由查表可知，該零件可以選用h62-m（黃銅）作為加工材料，黃銅材含銅量62%。與其他銅材相比導(dǎo)電性能比較差，材質(zhì)相對較硬，氧化速度相對較慢，具有良好的沖壓性能。（2）由零件圖可知，該零件是以r3.25的圓孔為中心，形狀簡單，對稱。再加上孔邊距遠(yuǎn)大于凸凹模允許的最小壁厚，因此可以考慮使用復(fù)合沖壓工序。（3）由零件圖可知，該零件的均未標(biāo)注公差，屬于自由尺寸，可按it10級確定工件尺寸的公差,經(jīng)查表得,各尺寸公差

12、分別為：零件外形：12，20，r0.5，6，4.52零件內(nèi)形：6該零件可以利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣要求。2.3 確定沖裁方案(a)先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；(b)用沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。分析：方案(a)需要兩套模具和兩道工序來完成，花的功夫跟時間相對較多，生產(chǎn)效率低；方案(b)采用的是沖孔加落料的復(fù)合沖裁，生產(chǎn)效率較高?？傆嫞阂虼嗽跊_裁此零件時選擇方案(b)。2.4 排樣圖2.4.1第三章 沖壓力的計算 3.1 落料力由零件圖可知：零件的外形總周長：l=8+4.52*4+6*2=46.08 零件的內(nèi)形總周長：l=6=18.84 由查表可知：材料的抗剪強度=420mp

13、a 系數(shù)k=1.3 落料力：f=klt=15429.96n 3.2 沖孔力 沖孔力f=klt=37739.52n 3.3 沖裁力 由3.12和3.13可知：f=15429.96n f=37739.52n 故f= f+f=53169.48n 3.4 推件力 f=n kf=4*0.055*53169.48=11697.3n 由查表可知，式中n= h由冷沖模設(shè)計表3-14可查得 3.5 卸料力 f=kf=0.05*53169.48=2658.5n 由查表3-4可知 k=0.05 3.6 沖壓力 f=f+f+f=53169.48+11697.3+2658.5=67525.28n 故公稱壓力p=（1.1

14、1.3）f=74277.8n=74.2778kn第四章 壓力機的選取4.1.1從滿足沖壓力的要求看由國家標(biāo)準(zhǔn)初選j23-10型號壓力機。型號j23-10公稱壓力/kn100滑塊行程/mm45滑塊行程次數(shù)/（次/min）145最大封閉高度/mm180封閉高度調(diào)節(jié)量/mm35滑塊中心線至床身距離/mm130立柱距離/mm180工作臺尺寸前后240左右370工作臺孔尺寸/mm前后130左右200直徑170墊板尺寸/mm厚度35直徑模柄孔尺寸/mm深度55直徑30滑塊底面尺寸前后左右床身最大可傾角35第五章 模具工作尺寸的計算1.由制件圖可知，該制件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。 （1）由于內(nèi)外形尺

15、寸都屬于自由公差，按it10級計算，取x=0.75 由差冷沖模設(shè)計表3-33得，z=0.090mm z=0.12mm 則 z- z=0.03mm （2）沖孔6屬于孔類尺寸，公差按it10級，經(jīng)查公差表得，6mm；凸模按it6級加工制造，凹模按it7級加工制造，查表得 =0.009 =0.015 d= (d+x*)=（6+0.75*0.15)=6.1125mm d=(d+ x*+z)=（6+0.75*0.15+0.09）=6.2025mm 校核：+z- z 0.009+0.0150.12-0.09 0.0240.03（經(jīng)校核，滿足間隙公差條件） （3）落料： a=12，a=20，a=6，a=r=

16、0.5，屬于軸類尺寸；a=6屬于孔公差，公差按it10級，經(jīng)查公差表得： a=12，a=20，a=6，a=r=0.5，a=6；x=0.75； =0.12，=0.10，=0.10，=0.08，=0.12 凸模按it6級加工制造，凹模按it7級加工制造 a：=0.011；=0.012 d=（d-x*）=（12-0.75*0.01）=11.9925mm d=（d- x*-d）=（12-0.75*0.01-0.09）=11.9025mm 校核：+z- z 0.011+0.0120.12-0.09 ， 0.0230.03（滿足公差間隙要求） a：=0.013；=0.001 d=（d-x*）=（20-0.

17、75*0.012）=19.991mm d=（d- x*-d）=（20-0.75*0.012-0.09）=19.901mm 校核：+z- z 0.013+0.010.12-0.09 ， 0.0230.03（滿足公差間隙要求） a：=0.008；=0.01 d=（d-x*）=（6-0.75*0.01）=5.925mm d=（d- x*-d）=（20-0.75*0.012-0.09）=5.835mm 校核：+z- z 0.008+0.010.12-0.09 ，0.0180.03（滿足公差間隙要求） a：=0.006；=0.008 d=（d-x*）=（0.5-0.75*0.008）=0.494mm d

18、=（d- x*-d）=（0.5-0.75*0.008-0.09）=0.485mm 校核：+z- z 0.006+0.0080.12-0.09 ，0.0140.03（滿足公差間隙要求） a：=0.01；=0.012 d=（d-x*）=（6-0.75*0.012）=5.991mm d=（d- x*-d）=（6-0.75*0.012-0.09）=0.482mm 校核：+z- z 0.01+0.0120.12-0.09 ，0.0220.03（滿足公差間隙要求） 式中：d，d落料凹凸模尺寸，單位mm d,d沖孔凸凹模尺寸，單位mm d落料件的最大極限尺寸，單位mm d沖孔件的最小極限尺寸，單位mm 工件

19、制造公差z最小合理間隙，單位mmx磨損系數(shù)，凹、凸模制造公差第六章 整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設(shè)計與校核6.1 凹模的外形尺寸設(shè)計與形狀的選擇凹模厚度：h=kb（15mm）=0.4*30=12 由公式查冷沖模設(shè)計（3-33）可知h不能小于15mm，所以h值適當(dāng)放大為15mm。凹模壁厚：c=（1.52）h（3040mm）=（2030）mm 由公式查冷沖模設(shè)計（3-34）可得 取c=30mm式中：b-凹模刃口的最大尺寸，單位mm k系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表3-15得k=0.350.5，取k=0.4 凹模外形尺寸的計算：長度：a=b+2c=20+2*30=80mm 寬度：b=12+2c=

20、12+2*30=72mm由于直壁式凹模的刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變，所以凹模形狀采用直壁式的。選擇后側(cè)式導(dǎo)柱模架，經(jīng)模架確定凹模的尺寸為a=100b=80h=156.1.16.1.26.2 凸模外形尺寸的設(shè)計與形狀的選擇凸模長度的計算：由于采用彈壓卸料板l=h+h+t + h=10.5+9+1.5+10=31mm;式中：l凸模長度，單位mm h凸模固定板厚度，單位mm h卸料板厚度，單位mm t材料厚度，單位mm h增加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.51）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取1020mm，取h=10mm6.3凸模強度的校核 承壓能力的校核

21、凸模承壓能力按下式校核： = 式中：凸模最小截面的壓應(yīng)力，單位mpa a凸模最小面積，單位mm f凸?？v向所承受的壓力，它包括沖裁力和推件力 單位n 凸模材料的許抗壓強度，單位mpa 模具材料的許用抗壓強度大小取決于凸模材料及熱處理，選用時，一般可參考下列數(shù)值，對于t8a；t10a；cr12mov;gcr15等工具鋼，淬火硬度為5862hrc時，可取=（1.01.6）*10mpa 確定t10a為凸模材料 f=f+f=53169.48+11697.3=64866.78n，a=32 mm = 2.1*10mpa采用階梯式凸模增加強度，以保證強度足夠。第七章 模具其它零件的設(shè)計與計算7.1凸模固定板

22、的設(shè)計材料q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，,但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢茫浜穸热“寄：穸鹊?.60.8，取中間值0.7，落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：100*80*10.5，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合h7/m6.7.2卸料板外形尺寸的確定材料q235鋼，長和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8，卸料板外形尺寸為100*80*9卸料板凸臺部分高度為：h=h-（0.10.3）t取h=5.7,h為導(dǎo)料板高度。7.3導(dǎo)料板的確定材料t8鋼，長和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，導(dǎo)料板的外形尺寸為：100*80*6，厚度h=6查冷沖模設(shè)計表3

23、-17，由此表還可知擋料銷高度h=3。7.4墊板的確定材料45，長和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：100*80*57.5上、下模座的設(shè)計上、下模材料選用ht250鋼，選用矩形模座，外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大4070mm，厚度為凹模厚度的11.5倍。選標(biāo)準(zhǔn)模架：上模座選gb/t2855.5外形尺寸為100*80*25下模座選gb/t2855.6外行尺寸為100*80*307.6導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計采用滑動導(dǎo)柱，導(dǎo)套，材料20鋼，為了增加表面硬度和耐磨性,應(yīng)進行表面滲碳處理,滲碳后的淬火硬度為hrc5862，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)柱選用：gb/t2861.1外形尺寸為：20*120第八章 壓力機相關(guān)參數(shù)的校核模具的閉合高度h應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度h與最小裝模高度h之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為h+10mmhh-5mm 135180-5=175mm(滿足閉合高度要求)但135h=135+10=14