機(jī)械工程及自動(dòng)化課程方案拖拉機(jī)用墊片成型工藝與模具方案

1、山東建筑大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題 目拖拉機(jī)用墊片的成型工藝與模具設(shè)計(jì)課 程：沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)院（部）： 機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)本04成型學(xué)生姓名：劉世超學(xué)號(hào)：43指導(dǎo)教師：王芳完成日期：2007年1月18日目錄摘要31零件的工藝性分析32確定工藝方案33工藝計(jì)算3.1計(jì)算工藝力43.2 確定排樣形式和裁板 53.3材料利用率64壓力中心確定，壓力機(jī)選擇4.1壓力中心確定64.2壓力機(jī)選擇5 模具設(shè)計(jì)5.1確定模具結(jié)構(gòu) 65.2模具零件尺寸計(jì)算與確定 66 模具其他零件的選用6.1卸料彈簧的選擇 66.2選擇上下模板及模柄66.3墊板凸模固定板 66.4閉合高度66.5 導(dǎo)柱、

2、導(dǎo)套66.6 卸料螺釘67 參考資料11摘要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑 性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 沖壓模具在冷沖壓加工中， 將材料（金 屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷 沖模）。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、 生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的 高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的 質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。1 零件的工藝性分析該零件是拖拉機(jī)用的墊片， 要對(duì)零件

3、進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。 該件屬于隱蔽件， 被完全遮 蔽，外觀上要求不高，只需平整，中心圓孔是該零件需要保證的重點(diǎn)。2 確定工藝方案首先根據(jù)零件的形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有落料、沖孔。方案一：先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料和沖孔復(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(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低， 難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù) 合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。復(fù)合模能在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔等多道工序，所沖壓的工件精度較高

4、， 不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置重復(fù)性好，表面較為平直。為了便于操作，所以復(fù) 合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模具。通過對(duì)比，故采用方案二，比較適合該零件。3工藝計(jì)算3. 1計(jì)算工藝力平刃口模具沖裁力，F(xiàn) = KL.t式中一般材料的cb =13，所以F二Lt；b，式中二b -材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）。由表 2-18，查得 10 鋼的二b =294L 432Mpa，取二400Mpa。所以上式墊圈沖孔力 F1=Mdt6=H 1.5 400 =15.1KN由表 3-12 查得 K卸=，K推二 0.055，K頂二 0.06。F卸二 K卸F =0.05 97.2 = 4.86KN，h為凹模孔口直壁的高度，t為材

5、料厚度，則工件數(shù)n二h/t，由表查得h 一 6 , n = 6"1.5 = 4。F推 二 nK推F4 0.055 15.1 = 3.32KN。總力3. 2確定排樣形式和裁板方法采用有廢料排樣，沿制件全部外形沖裁。排邊的大小，因主體輪廓為圓形，材料厚度t=1.5,由表3-18查得如下圖所示。圖1.1計(jì)算板料寬度因?yàn)椴捎昧擞袕U料排樣，沿制件部分外形沖裁，所以條料寬度為42mm.確定板料規(guī)格選用了熱軋普通薄板，查資料采用板料的長度為1000,寬度為500,采用橫裁的方法。圖1.13. 3材料利用率計(jì)算。材料利用率單個(gè)零件的材料利用率niA 100% ,BhA 一沖裁件面積B -條料寬度20

6、96式中，i-096100% =82.3%h -送料進(jìn)距（mm）49漢50.15n1 一一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)4壓力中心確定，壓力機(jī)的選擇4. 1壓力機(jī)的確定壓力中心的確定用作圖法確定圖1.14. 2壓力機(jī)的選擇因?yàn)樵搲|片需要大批量生產(chǎn)，故采用高速壓力機(jī)，采用機(jī)器的型號(hào)為J75G-30表3高速壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)送料長度/mm公稱壓力/kN厚度/mm滑快行程次數(shù)/（次min -1）寬度/mm滑快行程/mm主電動(dòng)機(jī)功率/kW最大封閉咼度/mm生產(chǎn)廠家封閉咼度調(diào)節(jié)量/mm5模具設(shè)計(jì)5.1確定模具結(jié)構(gòu)因?yàn)閴|圈是大批量生產(chǎn)，故可以采用復(fù)合模，復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式可采用典型的倒裝 結(jié)構(gòu)，此時(shí)墊圈孔的廢料可從臺(tái)面

7、孔漏下，制件可采用剛性推件裝置推出，卸料采用彈 簧卸料板，采用帶導(dǎo)柱后側(cè)式模架。5.2模具零件尺寸計(jì)算及確定沖裁模間隙及凹模、凸模刃口尺寸公差計(jì)算由表 2-5 所示因?yàn)?t =1.2 , Zmin =0.132, Zmax =0.240落料部分因?yàn)?一 50，所以凸模偏差0.020,凹模偏差“ =0.030沖孔部分因?yàn)橐?8，所以凸模偏差0.020，凹模偏差“ =0.020由表2-11查得x =0.75pj)d = 0.020 0.030 = 0.05mm， Zmax - Zmin =0.180-0.126 = 0.054 滿足 Zmax - Zmin - '：p故凸、凹模采用分別制造

8、的方法落料凸凹模沖孔凸凹模凹模高度Dd =(D x. J。'凹=(50.1 0.75 0.1)。0.030 = 50.0250°.030Dp =(D -x®°凸=(50.025 -0.126)；02。=49.899；02。dp =(d凸 =(8 0.75 0.1)°0= 8.075°00dd =(d Zmin)。'凹=(8.075 0.126)。0.020 = 8.201。0.020H 二K|_b(亠 15mm)=0.35 50=17.5mm，.,b-沖裁件最大外形尺寸，mm式屮 k-系數(shù)，一般取0.35凹模邊壁厚-2 17.5

9、 =35( 一 30 _ 40 mm)，凹模板邊長查標(biāo)準(zhǔn) JB/T-6743.1-94:凹模板寬 B=125mm故確定凹模板外形為：125 125 18(mm).將凹模板做成薄型形式并加空心墊板后實(shí)取為：125 125 14(mm)凸模采用固定板固定，固定部分厚度取25mm,采用落料和沖孔同時(shí)進(jìn)行(便于修磨 刃口)，故凸模全長凸凹模尺寸凸凹模長度：L 二 0 h2 0 =16 10 24=50(mm)h-凸凹模固定板厚度式中h> -彈性卸料板厚度h 一增加長度(包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性元件安裝高度等)凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為7mm,根據(jù)強(qiáng)度要求查

10、沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表，該壁厚為4.9mm即可，故該凸凹模側(cè)壁強(qiáng)度足夠。沖孔凸模尺寸：凸模長度：L凸=h h2=14 12 14 = 40mmhi -凸模固定板厚式中h2 -空心墊板厚h3 -凹模板厚凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠。6模具其他零件的選用6. 1卸料彈簧的選擇沖裁時(shí)卸料板平面外形尺寸 (t 1)m1.5 2.5，考慮凸模修磨量 館=5mm。6.2選擇上下模板及模柄采用GB2855.6-81后側(cè)帶導(dǎo)柱形式的模板,根據(jù)最大輪廓尺寸156mm 142mm選項(xiàng)進(jìn)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)模板，L B為160mm 160mm，上模板厚45mm下模板厚55mm按GB2855.6-81選B50 100

11、帶凸緣形式的模柄。其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。6.3墊板、凸模固定板墊板、凸模固定板：考慮推薦裝置在上模內(nèi)挖窩，采用墊板加固，墊板厚度取10mm, 固定板厚度取25mm，固定板與墊板直徑均取110mm(與凹模直徑相同)。6.4閉合高度閉合高度：模具閉合高度應(yīng)為上下模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、墊板等厚度的總和。即所選壓力機(jī)閉合高度 Hmax =260， Hmin = (260 - 50)mm = 210mm。滿足Hmax5mm- H°- Hm 1n0 m m6.5導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)柱、導(dǎo)套：按GB2861.2-81選d=25mm,其中導(dǎo)柱長度有110 180mm ,模具閉合高度H。=201.5，選最長導(dǎo)柱l = 180mm按 GB2861.6-81選d =25mm導(dǎo)套，其中長度有 80、85、90、95mm,可選較大的 90mm.6.6卸料螺釘卸料螺釘：按GB2867.6-81選d =10mm的帶肩卸料螺釘，螺柱長I = 60mm。卸料螺釘窩深應(yīng)滿足h=（下模板厚+凸凹模厚+0.5mm）-卸料板厚-螺釘桿長 對(duì)螺釘進(jìn)行驗(yàn)算，二（55+41+0.5 J-12-60 丨 mm = 24.5mm故所選螺釘長度滿足 要求，定卸料螺釘窩深h= 24