圓形缺口墊片課程設(shè)計(jì)說明書

1、前言沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位：是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平地提高，在很大程度上取決于模具

2、工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。一般采用壓力機(jī)進(jìn)行零件加工，一臺普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，而高速壓力機(jī)的生產(chǎn)效率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60左右的零件是利用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，90左右的零件是利用模具生產(chǎn)出來的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生產(chǎn)基本上也是靠模具來進(jìn)行生產(chǎn)的。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的作用和地位正日趨上升。在這次設(shè)計(jì)中根據(jù)所給題目的要求，首先對沖壓件進(jìn)行了分析，分析該

3、零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。根據(jù)對零件的綜合分析，在這次設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)的模具是正裝下頂出單工序落料模，主要介紹的是沖裁工藝、沖裁模的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、沖裁模的組件加工與安裝、調(diào)試等。希望能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識和技能，圓滿完成此次的課程設(shè)計(jì)。前 言 1第一章沖裁工藝設(shè)計(jì)1第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)5第二節(jié)沖壓工藝性分析51.2.1 沖壓件材料61.2.2 沖壓件結(jié)構(gòu)61.2.3 沖壓件尺寸精度6第三節(jié)沖壓工藝方案6第四節(jié)工藝計(jì)算61.4.1 沖裁力71.4.2 卸料力71.4.3 頂件力71.4.4 總沖壓力7第五節(jié)壓力機(jī)的

4、選擇7第六節(jié)排樣設(shè)計(jì)及材料利用率分析81.6.1 排樣方法81.6.2 排樣基本參數(shù)81.6.3 條料及板料的利用8第七節(jié)壓力中心的確定8第二章沖裁模設(shè)計(jì)8第一節(jié)模具結(jié)構(gòu)形式的確定8第二節(jié)凸凹模刃口尺寸計(jì)算92.2.1 沖裁間隙 102.2.2 刃口尺寸計(jì)算 10第三章 模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用11第一節(jié)凹模外形尺寸計(jì)算113.1.1 確定凹模外形尺寸113.1.2 判斷送料方向113.1.3 選擇典型組合11第二節(jié)凹模設(shè)計(jì)113.2.1 型孔位置、尺寸113.2.2 刃口形式123.2.3 螺孔、銷孔123.2.4 材料及技術(shù)要求123.2.5 凹模零件圖13第三節(jié)凸模設(shè)計(jì)133.3.1

5、凸模的結(jié)構(gòu)形式133.3.2 凸模工作部分尺寸133.3.3 凸模長度的計(jì)算133.3.4 材料及技術(shù)要求133.3.5 凸模零件圖14第四節(jié)定位零件的設(shè)計(jì)143.4.1 定位方式的選擇143.4.2 結(jié)構(gòu)形式及規(guī)格14第五節(jié)卸料裝置的選擇143.5.1 卸料類型的選擇143.5.2 卸料螺釘?shù)倪x擇153.5.3 卸料板設(shè)計(jì)153.5.4 彈性元件的選用15第六節(jié)導(dǎo)料板的選擇153.6.1 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)153.6.2 導(dǎo)料板的間距163.6.3 導(dǎo)料板的寬度16第七節(jié)模架的選擇163.7.1 模架類型的選擇163.7.2 模架規(guī)格163.7.3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套規(guī)格16第八節(jié)連接與固定零件的設(shè)計(jì)16

6、3.8.1 模柄163.8.2 上墊板17第九節(jié)模具裝配圖17第四章模具的裝配19第一節(jié)組件的裝配194.1.1 模架的裝配194.1.2 模柄的裝配194.1.3 凸模組件裝配19第二節(jié)模具總裝配19第五章模具的安裝與調(diào)試20第一節(jié)安裝前的準(zhǔn)備205.1.1 沖模的檢查205.1.2 壓力機(jī)的檢查215.1.3 試模材料的檢查21第二節(jié)沖裁模的安裝21第三節(jié)沖裁模的試沖21參考文獻(xiàn)22第一章沖裁工藝設(shè)計(jì)第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)零件圖（續(xù)）工件名稱：圓形缺口墊片材料：65Mn 料厚：0.5mm 年產(chǎn)量：未知第二節(jié)沖壓工藝性分析1.2.1沖壓件材料材料為0.5mm厚的65Mn高碳鋼板，強(qiáng)度較強(qiáng)，硬度良好，

7、具有良好的沖壓性能，可以沖裁。1.2.2沖壓件結(jié)構(gòu)該零件形狀簡單，結(jié)構(gòu)對稱，內(nèi)、外形無尖角，適合沖裁加工。1.2.3沖壓件尺寸精度零件所有尺寸均未注公差，可按ST07級加工，一般沖裁可滿足其尺寸精度要求。結(jié)論：該零件沖裁工藝性良好，可以沖裁加工。第三節(jié)沖壓工藝方案從零件的形狀、尺寸標(biāo)注來看，該零件只需一次落料即可，故采用單工序落料模進(jìn)行加工第四節(jié)工藝計(jì)算該模具為正裝下定出單工序落料模，采用彈性卸料裝置，將廢料從凸模上卸下，同時(shí)由裝在模座之下的頂出裝置實(shí)現(xiàn)上出件。故總沖壓力為沖裁力、卸料力和頂件力的總和。表：卸料力、推件力和頂件力系數(shù)鋼料厚K卸K推K頂0.10.060.0750.10.140.1

8、0.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.031.4.1沖裁力根據(jù)沖裁力的計(jì)算公式 F=Ltb，查表沖壓常用黑色金屬材料的力學(xué)性能取b=750MPa，L=250+412+16=198.27(mm)，得：F=Ltb=198.270.5750N=74.4(KN)1.4.2卸料力卸料力的計(jì)算公式F卸=K卸F查表卸料力、推件力和頂件力系數(shù)取Kx=0.050，得：F卸=0.05074.4=3.72(KN)1.4.3頂件力推件力的計(jì)算公式F頂=K頂F查表卸料力、推件力和頂件力系數(shù)

9、取Kt=0.08，得：F頂=K頂F=0.0874.4=5.95(KN)1.4.4總沖壓力總沖壓力：F總=F+F卸+F頂 =74.4+3.72+5.95 =84.07(KN) 85(KN)第五節(jié)壓力機(jī)的選擇根據(jù)總沖壓力F總選擇壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力，因?yàn)?5KN160KN80%,所以初選J23-16型開式雙柱可傾曲柄壓力機(jī)。壓力機(jī)的主要參數(shù)：公稱力 160KN滑塊行程 55mm最大封閉高度 220mm封閉高度調(diào)節(jié)量 45mm滑塊中心至機(jī)身距離 160mm工作臺尺寸（前后左右） 300mm450mm立柱間距離 270mm墊板尺寸 40mm模柄孔尺寸 4060第六節(jié)排樣設(shè)計(jì)及材料利用率分析1.6.1排樣方

10、法有廢料排樣，因零件為簡單的矩形，并考慮操作方便與模具結(jié)構(gòu)尺寸等因素，采用直排。1.6.2 排樣基本參數(shù)1.6.2.1 搭邊值 查實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表3-9，確定搭邊值兩工件間的搭邊：a1=1.8mm工件邊緣的搭邊：a=2.0mm1.6.2.2 送料步距S S=D+a1=40+1.8=41.8mm1.6.2.3 條料寬度B-0=Dmax+2a+Z- 0=50+22.0+0.5-0.340 0=54-0.340 0(mm)，1.6.2.4 板料規(guī)格 選用2000mm800mm0.5mm1.6.2.5 條料長度 L=800mm1.6.3 條料的利用1.6.3.1 每張板料可剪裁的條料數(shù)：200

11、054=37，余2mm1.6.3.2 每條條料可沖裁的零件數(shù)：N1=80041.8191.6.3.3 每張板料可沖裁的零件數(shù)： N2=1937=7031.6.3.4 一條條料的材料利用率1=N1A0/A1100%=195040/(54800)100%88.0%1.6.3.5 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)材料的利用率為A=5040-88=1798.94mm22=nABh100%=1798.94(5041.8)=79.7%1.6.3.6 一整張板料的利用率為3=19371798.948002000100%=79.0%排樣圖：第七節(jié)壓力中心的確定從沖裁零件形狀和尺寸來看，該工件屬于中心中心對稱圖形，所以壓力中心在她的

12、幾何中心上，故無需計(jì)算該零件的壓力中心第二章復(fù)合沖裁模設(shè)計(jì)第一節(jié)模具結(jié)構(gòu)形式的確定沖件由單一的落料工序獲得。沖件厚度較小，但材料65Mn的鋼性較好，強(qiáng)度牢靠，故選擇正裝下頂出落料模，其組合參考國家標(biāo)準(zhǔn)SJ3089-88形式。第二節(jié)凸凹模刃口尺寸計(jì)算2.2.1沖裁間隙材料厚度t=0.5mm，查表沖裁模初始雙面間隙值Z取Zmin=0.040mm，Zmax=0.060mm。材料厚度08、10、3509Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.5極小間隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.06

13、00.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0722.2.2刃口尺寸計(jì)算主尺寸由落料而得，以凹模為基準(zhǔn)件，分析凸、凹模刃口的磨損情況。由公差表查得：未注公差尺寸尺寸按sST07級各分別為50-0.380 0mm，40-0.340 0mm，R8 0+0.150mm。均取磨損系數(shù)=1根據(jù)零件的形狀，凹模磨損后其尺寸變化有兩種情況。 凹模磨損后，尺寸A1d和A2d增大，即需按一般落料凹模尺寸公式計(jì)算：A1d=(A1-) 014=(50-10.380) 0+0.250.380=49.62 0+0.095A2d=(A2-) 014=(40-10.340) 0+0.2

14、50.340=39.66 0+0.085 凹模磨損后，尺寸Bd見笑，它在凹模上相當(dāng)于沖孔凸模的尺寸，故按一般沖孔凸模尺寸公式計(jì)算Bd=(B+)-14 0=(40+10.150)-0.250.150 0=8.150-0.0375 0凸模的刃口尺寸按凹模的實(shí)際尺寸配制，并保證雙面間隙為0.040mm0.060mm。第三章模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用第一節(jié)凹模外形尺寸計(jì)算3.1.1確定凹模外形尺寸查表：孔寬b/mm材料厚度t/mm0.51233500.300.350.420.500.60501000.200.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.10

15、0.120.150.180.22得系數(shù)k=0.30凹模厚度Hd Hd=kb=0.3050=15.0（mm）凹模壁厚(即凹模刃口與外邊緣的距離)C=23H=2315=(3045)mm由于C30mm，故取C=35mm。凹模寬度B B=b+2c =40+235=110(mm)凹模長度L L=l+2c= 50+235=120(mm)將計(jì)算出尺寸按國家標(biāo)準(zhǔn)SJ2634.4-85，最終確定其外形尺寸為140mm120mm25mm3.1.2判斷送料方向由排樣圖知平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸，所以為縱向送料。3.1.3選擇典型組合采用彈壓卸料，且凹模外形尺寸為140mm120mm25mm，故選擇典

16、型組合為：140120135160 SJ3089-88。第二節(jié)凹模設(shè)計(jì)3.2.1型孔位置、尺寸位置可從排樣圖上被沖切的位置獲得。型孔尺寸由刃口尺寸決定3.2.2刃口形式采用直壁式，反面擴(kuò)孔，直壁高度查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表1-26取6mm。3.2.3螺孔、銷孔各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型組合標(biāo)準(zhǔn)SJ3089-88中查得。3.2.4材料及技術(shù)要求材料選用CrWMn，熱處理硬度6064HRC。凹模零件圖：第三節(jié)凸模設(shè)計(jì)3.3.1凸模的結(jié)構(gòu)形式采用直通式，形狀從排樣圖上被沖切的位置獲得，采用螺釘、固定板固定法。3.3.2凸模工作部分尺寸由刃口尺寸計(jì)算決定凸模工作部分尺寸。3.3.3凸模長

17、度的計(jì)算查標(biāo)準(zhǔn)典型組合140120135160 SJ3089-88得凸模固定板h1=18mm，固定卸料板h2=14mm，導(dǎo)料板厚度h3=6mm，h取15mm，故凸模長度為：L=h1+h2+h3+h=18+14+6+15=53（mm）3.3.4材料及技術(shù)要求材料選用Cr12，熱處理硬度5862HRC。3.3.5凸模零件圖：第四節(jié) 定位零件的設(shè)計(jì)3.4.1 定位方式的選擇選擇固定導(dǎo)料銷、擋料銷。第五節(jié) 卸料裝置的選擇3.5.1卸料類型的選擇選用彈性卸料方式3.5.2卸料螺釘?shù)倪x擇由典型組合標(biāo)準(zhǔn)SJ3089-88查得1038，數(shù)量為4個(gè)3.5.3卸料板設(shè)計(jì)卸料板與凸模的間隙取雙邊0.2mm，與擋料銷

18、、導(dǎo)料銷的配合為H8/d9。卸料板的外形尺寸由典型組合標(biāo)準(zhǔn)SJ3089-88查得為14012014。卸料板的材料可選擇45號鋼。卸料板的螺孔孔徑、孔距均可參考典型組合標(biāo)準(zhǔn)SJ3089-88選取。卸料板零件圖：3.5.4彈性元件的選用彈性元件類型的選擇：采用圓筒形聚氨酯彈性體。第六節(jié) 卸料裝置的選擇3.6.1 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的總長和厚度及孔距均可以從典型組合SJ3089-88中查得：14012063.6.2 導(dǎo)料板的間距間距A=B+Z=54.0+0.5=54.53.6.3 導(dǎo)料板的寬度由于垂直于送料方向的壓力中心與凹模幾何中心重合，則兩邊導(dǎo)料板的寬度相等第七節(jié) 模架的選擇3.7.1模架類型的

19、選擇因沖裁件尺寸不大，精度一般，為了送料及操作方便，選用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱的模架。3.7.2模架規(guī)格由標(biāo)準(zhǔn)查得：上模座14012035，下模座14012045.3.7.3導(dǎo)柱、導(dǎo)套規(guī)格由標(biāo)準(zhǔn)查得導(dǎo)柱A22h6130，導(dǎo)套A22H78033第八節(jié) 連接與固定零件的設(shè)計(jì)3.8.1模柄3.8.1.1 模柄形式選用B型旋入式的模柄3.8.1.2模柄規(guī)格因選用的J23-16型壓力機(jī)的模柄孔尺寸為4060，故查標(biāo)準(zhǔn)得模柄的規(guī)格為B4085，材料為Q235.3.8.2上墊板3.8.2.1上墊板的外形尺寸由典型組合查得為14012053.8.2.2上墊板的螺釘、銷釘過孔的直徑比螺釘、銷釘?shù)闹睆酱?mm左右，孔距

20、可由典型標(biāo)準(zhǔn)查得。3.8.2.3上墊板的材料選取45號鋼，淬火硬度4348HRC。第九節(jié) 模具裝配圖1模柄；2上模座；3凸模固定板；4凸模；5卸料板；6凹模；7下模座；8擋料銷；9導(dǎo)套；10導(dǎo)柱；11頂桿；12橡膠；13托板；14螺母第四章 模具的裝配第一節(jié) 組件的裝配4.1.1模架的裝配壓入導(dǎo)柱：利用壓力機(jī)，將導(dǎo)柱壓入下模座。壓導(dǎo)柱時(shí)將壓塊頂在導(dǎo)柱中心孔上。在壓入過程中，測量與校正導(dǎo)柱的垂直度。裝導(dǎo)套：將上模座反置套在導(dǎo)柱上，然后套上導(dǎo)套，用千分表檢查導(dǎo)套壓配部分內(nèi)、外圓的同軸度，并將最大偏差放在兩導(dǎo)套中心連線的垂直位置，這樣可減小由于不同軸而引起的中心距變化。壓入導(dǎo)套：用帽形塊放在導(dǎo)套上，

21、將導(dǎo)套壓入上模座一部分取走模座及導(dǎo)柱，仍用帽形墊鐵將導(dǎo)套全部壓入上模座，測量與校正導(dǎo)套的垂直度。檢驗(yàn)：將上、下模座對合，中間墊以墊鐵，放在平臺上分別測量模架的平行度與垂直度。4.1.2模柄的裝配先將模柄旋入上模座內(nèi)，檢查模柄圓柱面和上模座的垂直度，保證誤差小于0.05mm，然后鉆騎縫銷孔，壓入騎縫銷。4.1.3凸模組件裝配先將凸模固定板型孔臺階向上，放在兩塊等高墊鐵上，將凸模工作端面向下放入型孔對正，用壓力機(jī)慢慢壓入，邊壓入邊檢查凸模與固定板的垂直度，直壓至凸模臺階面與固定板孔的臺階面相接觸，最后將凸模尾端磨平。4.1.4凸凹模組件裝配在凸凹模下端部抹紅丹粉，將凸凹模輕輕壓入固定板的淺凹槽內(nèi)，

22、使螺釘孔位置復(fù)印在固定板上，取下凸凹模，在固定板上鉆出螺釘過孔及锪沉孔，用螺釘將凸凹模固定。第二節(jié) 模具總裝配確定裝配基準(zhǔn)：以凸凹模為基準(zhǔn)件，裝配時(shí)首先確定凸凹模在模架中的位置。安裝下模：確定凸凹模組件在下模座上的位置，然后用平行夾板將凸凹模組件和下模座夾緊，在下模座上劃出漏料孔線；加工下模座的漏料孔，下模座漏料孔尺寸應(yīng)比凸凹模漏料孔尺寸單邊大0.51mm。將凸凹模組件放在下模座上重新找正定位，用平行夾板夾緊，利用凸模固定板上的螺孔，在下模座上鉆出螺釘過孔窩，拆開后鉆孔、锪孔；將凸凹模組件用緊固螺釘固定在下模座上；在下模上鉆、鉸銷孔，裝入定位銷。安裝上模：用平行夾板將凹模、中間墊板、凸模組件、

23、上墊板和上模座輕輕夾緊，然后調(diào)整沖孔凸模與凸凹模中沖孔凹模的沖裁間隙，調(diào)整落料凹模與凸凹模中落料凸模的沖裁間隙，直至間隙均勻，再用平行夾板將上模各板夾緊；鉆、鉸上模部分銷孔和螺孔，在鉆床上以凹模上的銷孔和螺孔作為引鉆孔，鉆、鉸銷釘孔和螺孔；拆掉平行夾板，將打桿、推板裝于上模座和模柄孔內(nèi)，利用定位銷先將上模座、上墊板與凸模組件初步固定；在中間墊板、凹模與凸模組件間裝入推桿、推件塊，打入定位銷，再用緊固螺釘擰緊。安裝彈壓卸料裝置：將彈壓卸料板套在凸凹模上，用平行夾板將彈壓卸料板和下模座夾緊，然后在鉆床上鉆出卸料螺釘孔，拆掉平行夾板，將下模部分各板的卸料螺孔加工到規(guī)定尺寸；將卸料板套在凸凹模上，裝上

24、橡膠和卸料螺釘，裝配后要求卸料板運(yùn)動靈活并保證在非工作狀態(tài)時(shí)，卸料板上端面高出凸凹上端面0.30.5mm。檢驗(yàn)：模具裝配完畢后，應(yīng)對模具各部分做一次全面檢查，如模具閉合高度，是否有錯裝、漏裝組件，以及螺釘是否擰緊等現(xiàn)象。第五章 模具的安裝與調(diào)試第一節(jié) 安裝前的準(zhǔn)備5.1.1沖模的檢查檢查模具零件是否齊全和凸、凹模有無裂紋，壓傷和缺陷；檢查沖床與沖模的閉合高度是否適應(yīng)；檢查沖模上的卸料裝置同沖床是否配套合用；檢查模具各部分活動部位，在裝模前應(yīng)加潤滑油潤滑；檢查沖模的上下模板是否擦拭干凈。5.1.2壓力機(jī)的檢查檢查沖床的壓力和功率是否足夠；檢查壓力機(jī)的行程是否滿足沖壓生產(chǎn)要求；檢查壓力機(jī)的滑塊孔徑、工作臺形狀及尺寸、清潔度是否符合模具要求；檢查壓力機(jī)是否能正常工作。5.1.3試模材料的檢查檢查試模用的材料牌號、厚度及表面質(zhì)量與工藝要求是否