模具課程設(shè)計-雙耳止動墊圈模設(shè)計

1、 沖壓模具課程設(shè)計題 目：雙耳止動墊圈模設(shè)計專 業(yè)：機電工程學(xué)院班 級：機電141姓 名： 學(xué) 號：201410824124指導(dǎo)教師：提交日期：2017年1月3日 目錄前言2一、題目要求2二、制件的工藝分析21、材料分析22、結(jié)構(gòu)分析33、精度分析3三、工藝方案的確定3四、排樣圖的確定31、材料利用率的計算及排樣圖的繪制4五、壓力中心的計算41、壓力中心坐標(biāo)計算公式：42、各線段的重心坐標(biāo)：43、壓力中心坐標(biāo)為：5六、計算沖壓初選壓力機5七、模具刃口尺寸計算51、落料件尺寸的計算52、沖孔尺寸計算：6八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算71、凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計72、定位零件的確定73、卸料裝置的

2、確定與計算74、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計75、卸料橡膠的設(shè)計計算8九、裝配圖與零件圖（見cad圖）10十、總結(jié)10前言模具課程設(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等方面受到一次綜合的訓(xùn)練，增強學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新設(shè)計能力一、題目要求名稱：雙耳止動墊圈，材料：20鋼 生產(chǎn)批量：大批量 材料厚度：t1.5 mm尺寸結(jié)構(gòu)如右圖二、制件

3、的工藝分析1、材料分析20鋼為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。2、結(jié)構(gòu)分析雙耳止動墊圈是一般的沖裁件，其特點是：零件結(jié)構(gòu)簡單，工件尺寸小，尺寸精度低，材料強度不高，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10mm的孔距零件外形之間的孔邊距為6mm，大于沖裁件最小孔邊距 lmin1.5t=2.25mm 的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。3、精度分析零件上沒有尺寸標(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。圖 1三、工藝方案的確定雙耳止動墊圈一般

4、有以下三種沖裁工藝方案 方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。對三種方案進行分析如下：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。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。3、方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二相比生產(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

5、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?，F(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進行校核（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)合模生產(chǎn)。圖3四、排樣圖的確定1、材料利用率的計算及排樣圖的繪制模具導(dǎo)料零件采用無側(cè)壓的導(dǎo)料板裝置材料寬度：導(dǎo)料板間距離：查模具設(shè)計與制造得：取a1=2.2mm，a=2.5mm。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。 圖4現(xiàn)查資料，選用900mm1800mm的鋼板，

6、每張鋼板可剪成20張（441759）。搭邊取值2.5mm和2.2mm，條料寬度為44mm 步距為47.4mm條料寬度b ：b=（d+2a）=（39+22.5）=44mm 步距s ：s=30+1.2=31.2mm一個步距的材料利用率：=100%=100%=70.6%總利用率=100%=100%=67.2%其具體排樣圖如圖5所示。圖5 五、壓力中心的計算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： 圓弧線段的中心壓力： 1、壓力中心坐標(biāo)計算公式： l1=19.7mm l2=16mml3=19.7mm l4=mm l5=5.8mm l6=12mm l7=6.8mm l8=mm

7、l9=mm l10=mm2、各線段的重心坐標(biāo)：x1=-18.2，y1=8 x2=-28，y2=0x3=-18.2，y3=-8 x4=-8.9，y4=-7.2 x5=-6，y5=-13.1x6=0，y6=-16 x7=6，y7=-12.6 x8=0，y8=0x9=4.8，y9=3.6 x10=-7.6，y10=8.13、壓力中心坐標(biāo)為：六、計算沖壓初選壓力機沖裁力基本計算公式為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鋼的抗剪強度取350mpa，則沖裁該零件所需沖裁力為f落f沖f= f落+ f沖104kn根據(jù)資料，可求得：卸料

8、力為推件力為 f沖=零件所需得公稱壓力為一般沖裁時壓力機的噸位應(yīng)比計算的沖壓力大30%所以，公稱壓力根據(jù)附表1，初選設(shè)備為開式壓力機jh23-25七、模具刃口尺寸計算1、落料件尺寸的計算根據(jù)零件形狀特點，刃口尺寸計算采用分開制造法。落料件尺寸的計算，落料基本計算公式為：查公差配合表，落料件尺寸都為it14，所以x=0.5.（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校核：

9、0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立（2）、尺寸，查得其、數(shù)值同上一尺寸，=0.020mm，則校核：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：，（3）、尺寸，查得其、數(shù)值同上一尺寸，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：,（4）、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*（z

10、max-zmin）=0.024該尺寸為雙邊磨損尺寸，所以計算時取雙面間隙。校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立（5）、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。校核：校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm校核不等式成立2、沖孔尺寸計算：沖孔基本公式為：，尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差。驗證是否滿足，所以 校核：（滿足間隙公差條件）圖7八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算1、凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計采用復(fù)合模生產(chǎn)，直接同時沖孔和落料

11、，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，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，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，其輪廓尺寸計算凹模采用整體式，查資料可求得：凹模高度：凹模壁厚：其中，倒裝復(fù)合模最小壁厚所以，凹模的總長，凹模的寬度。則，初選凹模板規(guī)格為2、定位零件的確定由以上分析已知，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。3、卸料裝置的確定與計算零件的材料厚度較厚，可以采用彈性卸料，并在卸料板上面開設(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（1

12、00mm100mm），厚12mm。4、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計由計算已知，該凹模的外形尺寸為100mm100mm，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100mm100mm凹模周界的閉合高度與初選壓力機的最大閉合高度不符合。所以，凹模板規(guī)格改為200mm160mm19mm模架規(guī)格為：上模座200mm160mm40mm；下模座200mm160mm45mm；導(dǎo)柱28mm170mm；導(dǎo)套28mm100mm38mm。該例中所需沖壓力計算為143.52kn，初選壓力機為j2325。模具中模柄采用凸緣模柄，選用規(guī)格的模柄。模具中上模采用墊板以保護上模

13、座，墊板的外形尺寸同凹模周界，厚度取10mm；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。根據(jù)模具的尺寸，選用m6螺釘和10的圓柱銷。凸模采用非圓形直通式凸模。5、卸料橡膠的設(shè)計計算5.1、為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求：式中: 橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力，n；卸料力，n。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 式中：橡膠允許的總壓縮量，mm；橡膠的自由高度，mm。橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%15%。即 式中為橡膠預(yù)壓縮量（mm）。故 而 式中：卸料板的工作行程，mm，=t+1，t為板料厚度；凸模刃口修磨

14、量，mm。=1.5+1+5=7.5mm橡膠的自由高度mm 取=25mm橡膠預(yù)壓縮量2.5mm 允許最大壓縮量10mm5.3、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.5.4、 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面尺寸。橡膠產(chǎn)生的壓力按下式計算：所以，橡膠橫截面積為式中：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橡膠壓縮量(%)單位壓力/mpa100.26150.5200.74251.06301.52352.1=20000（mm）=

15、5200n =0.26 mpa用矩形橡膠200x160x25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大于模具安裝中所需橡膠橫截面積，故該橡膠長寬為200100的規(guī)格合理。所以，選用橡膠規(guī)格為20016025mm。5.5、沖孔凸模的長度計算l凸=h1+h2+h3=16+10+16=42mm，查表，選沖孔凸模長度為45mm式中：h1為凸模固定板厚度h2為空心墊板厚度h3為凹模板厚度5.6、凸凹模長度計算l=h1+h2+h+t=16+10+1.5+20=

16、47.5mmh1為凸凹模固定板厚度h2 為空心墊板厚度t為材料厚度h為增加高度，取h為20mm由以上結(jié)果可初選模具零件如下：下墊板200x160x8凸凹固定板200x160x16卸料板200x160x10上墊板200x160x10凸凹模固定板200x160x16空心墊板200x160x10凹模200x160x19 凸模10x45模柄b 50 jb/t7646.3-2008沖壓設(shè)備主要參數(shù)為：公稱壓力250kn，滑塊行程100次/秒，最大閉合高度250，閉合高度調(diào)節(jié)量70mm，工作臺尺寸360560九、裝配圖與零件圖（見cad圖）十、總結(jié)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)、機械制圖、金屬工藝學(xué)、機械工程材料專業(yè)基礎(chǔ)課之間的聯(lián)系有了一個較為系統(tǒng)全面的認識，同時也加深了對所學(xué)知識的理解和運用，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、加深和擴展了有關(guān)機械設(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、使用和維護等要求，之后進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到了解和掌握模具零件、機械傳動裝置和簡單模具的設(shè)計過程和方法，對