墊片沖孔落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)（精編版）

1、模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)課題：墊片沖孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)系部：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師完成時(shí)間：學(xué) 校：前言沖壓加工作為一種零件成型工藝技術(shù)，在產(chǎn)品制造中應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛。全世界的鋼材，有 60% 70% 是板材，其中大部分是經(jīng)過(guò)沖壓制成產(chǎn)品的。在沖壓加工中，沖壓工藝與模具的合理性和先進(jìn)性決定了沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量和沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性。國(guó)內(nèi)模具技術(shù)水平正飛速的發(fā)展，隨著沖壓工藝與模具技術(shù)的深入研究和發(fā)展，新技術(shù)、新工藝得到了大量的應(yīng)用。在模具行業(yè)中，級(jí)進(jìn)模（也叫連續(xù)模）由多個(gè)工位組成，各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成后，由沖床送料機(jī)按照一個(gè)

2、固定的步距將材料向前移動(dòng)，這樣在一副模具上就可以完成多個(gè)工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，拉伸等等。通過(guò)本次設(shè)計(jì)的級(jí)進(jìn)模具，可以鞏固模具理論知識(shí)，訓(xùn)練我的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、知識(shí)綜合應(yīng)用能力，全面提高我的綜合素質(zhì)。在本設(shè)計(jì)報(bào)告中，可以清晰的看到每次設(shè)計(jì)的步驟和結(jié)果，不斷地討論和學(xué)習(xí)，給我的級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的幫助。全面的設(shè)計(jì)都有自己的不斷努力的結(jié)果，相信在今后的設(shè)計(jì)中，能夠給自己更大的幫助。本設(shè)計(jì)報(bào)告中有系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)、完整的典型模具設(shè)計(jì)、充足的設(shè)計(jì)步驟、清晰的設(shè)計(jì)繪圖技巧、一定的設(shè)計(jì)資料的查詢，可方便學(xué)者依據(jù)自己的知識(shí)基礎(chǔ)和興趣在不同的資料中查找到相關(guān)的理論。本設(shè)計(jì)也采用了合適的

3、設(shè)計(jì)手段完成一套模具設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容淺顯易懂，圖文并茂，既有簡(jiǎn)單的理論指導(dǎo)，又有實(shí)用性。目錄一、沖壓件 4 二、成形工藝分析 4 三、沖壓模具總體的相關(guān)設(shè)計(jì) 5 1.排樣設(shè)計(jì) 5 2.材料利用率 6 3.沖壓力的計(jì)算 6 4.壓力中心的確定 7 5.工作零件刃口尺寸的計(jì)算 7 6.沖裁模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 7.設(shè)計(jì)和選用卸料板及卸料螺釘 11 8.橡膠彈性元件的選用及計(jì)算 13 9.選擇模架及其他模具零件 13 四、壓力機(jī)的校核 15 五、級(jí)進(jìn)模具的總裝配圖 16 六、總結(jié) 18 七、參考文獻(xiàn) 19 一、沖壓件沖壓件圖如下所示：沖壓技術(shù)要求：1、材料： 08 鋼 2 、料厚： t=

4、0.8mm 二、成型工藝分析墊圈的沖裁件產(chǎn)品見(jiàn)任務(wù)書所示，墊圈的技術(shù)要求為：材料為t08a 。厚度為 t=0.8mm。外圈的直徑為 26mm ，內(nèi)孔的直徑為 10mm ，其余的尺寸按為注公差等級(jí) it14 設(shè)置。根據(jù)墊圈零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零件的沖裁成型工藝包括沖孔和落料兩個(gè)基本工序，可以采用單工序形式，也可以采用復(fù)合工序的形式，以及連續(xù)模具的工序形式。具體的工藝方案如下：方案一：先落料，后沖孔，單工序模具結(jié)構(gòu)形式。方案二：落料和沖孔同時(shí)進(jìn)行。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)形式。方案三：先沖孔、后落料的連續(xù)模具結(jié)構(gòu)形式。三種方案中，單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，制造成本低，易于加工和模具的維修，但需要使用兩幅模

5、具，也適用于小批量或試制件生產(chǎn)。其中所需工藝力相對(duì)較小，易于保證零件的精度，單個(gè)模具的制造成本低，但會(huì)導(dǎo)致綜合工序的模具數(shù)量過(guò)多，生產(chǎn)分序過(guò)多而導(dǎo)致總成本增加，降低生產(chǎn)率。級(jí)進(jìn)模具（也叫連續(xù)模具）由多個(gè)工位組成，各工位按順序并聯(lián)完成不同的加工，在沖床上的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工，一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)按照一個(gè)固定的步距將材料向前移動(dòng)，這樣在一副模具中就可以完成多個(gè)工序，具有很高的生產(chǎn)效率。同時(shí)，級(jí)進(jìn)模具操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少?zèng)_床場(chǎng)地面積，減少半成品的運(yùn)輸和倉(cāng)庫(kù)占用等。復(fù)合模具可以把落料和沖孔兩個(gè)工序組合在一副模具上，一次性完成沖裁。但在模具零部件加工制造上比較的困難

6、，成本較高。并且凹凸模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與邊緣間距較小的下件不宜采用。根據(jù)墊圈的生產(chǎn)批量，材料的厚度，尺寸的精度要求等，選擇使用級(jí)進(jìn)模具比較的合理。其模具結(jié)構(gòu)成本都比較的合適，以墊圈級(jí)進(jìn)模具為載體的項(xiàng)目較為全面的將沖裁基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了應(yīng)用。合理的組合了項(xiàng)目理論知識(shí)并基于級(jí)進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)單工序的沖孔、落料模具知識(shí)。三、沖壓模具總體的相關(guān)設(shè)計(jì)1、排樣設(shè)計(jì)設(shè)在先沖孔后落料的級(jí)進(jìn)模具時(shí)，要先進(jìn)行條料的排樣圖設(shè)計(jì)。根據(jù)安裝板工件的結(jié)構(gòu)形狀，可采用下圖所示的排樣方法。由于08 鋼為及軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低。而韌性和塑性極高，但存在時(shí)效敏感性，淬硬性極低，同時(shí)考慮生產(chǎn)用原

7、材料條料的取值特點(diǎn), 查表 2-8【沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)】可取a1為 1.0 ，a 為 1.2 ：條料的寬度 b=d+2a= （26+2x1.2）mm=28.4mm 其中： b為條料寬度的基本尺寸； d為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸；模具的結(jié)構(gòu)采用有側(cè)壓裝置進(jìn)行送料，選取工件與條料之間的搭邊值為1.2mm ，沖裁件之間的搭邊值為1.0mm （因?yàn)闆_小孔時(shí)，凸模易折斷，間隙應(yīng)取大值）。2、材料利用率=a/(bs)100%=60.5% 其中： a為一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；s 為送料步距（相鄰兩個(gè)沖裁件對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離）； b為條料的寬度。3、沖壓力的計(jì)算該模具采用級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，采用彈性卸料、打

8、桿出件的結(jié)構(gòu)形式，沖裁力的相關(guān)計(jì)算如下：（1）沖裁力： f=klt=1.3（26+10）3.14 0.8 360n 32.6kn k 為系數(shù) 1.3 ；l 為沖裁件的周邊長(zhǎng)度，即刃口周長(zhǎng)（mm ）；t 為材料的厚度；為材料的抗剪強(qiáng)度（mpa ），查表 1-1 可得。（2）卸料力： fx=kx f=0.0432.6 1.3kn （3）推薦力： ft=kt f=0.0532.6=1.6kn （4）頂件力： fd=kd f=0.0632.6 2.0kn 其中 kx 、kt、kd表示系數(shù)，其值查表1-13 可得。因?yàn)椴捎脧椥孕读涎b置和下出料方式，壓力機(jī)的公稱壓力fz=f+fx+ft=37.5kn. 在

9、上述計(jì)算中，沖裁力計(jì)算公式中的l 值為落料周邊的刃口長(zhǎng)度與兩個(gè)沖孔刃口周邊的總和，同時(shí)依據(jù)計(jì)算出的沖裁力并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)及外形尺寸，初選壓力機(jī)設(shè)備為 j23-6.3 。其主要工藝參數(shù)如下：最大壓力為 63kn ，滑塊行程 35mm ，最大閉合高度 150mm ，閉合高度調(diào)節(jié)量35mm ，工作臺(tái)尺寸（前后左右）200mm 310mm ，模柄尺寸 2540mm 。壓力機(jī)的選擇冷沖壓成型常用設(shè)備選取。4、壓力中心的確定墊圈零件為對(duì)稱性的規(guī)則形狀，其級(jí)進(jìn)模具中的刃口形狀，所以，模具的沖裁壓力中心與幾何中心重合。5、工作零件刃口尺寸的計(jì)算在進(jìn)行零件刃口計(jì)算之前，先要考慮工作零件的加工方法及模具的裝配方法。

10、根據(jù)模具結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，比較合適采用配合加工的制造方法，這樣易于保證沖裁的刃口間隙，降低制造成本，簡(jiǎn)化模具裝配工作，所以工作零件的刃口尺寸按照配合加工的方法進(jìn)行計(jì)算。安裝板級(jí)進(jìn)模具的刃口零件主要尺寸計(jì)算（單位： mm ）如下：根據(jù)圖樣尺寸的精度和技術(shù)要求，因?yàn)閳D中未標(biāo)注尺寸公差，所以都選用it14，查互換性與測(cè)量技術(shù)可得到以下結(jié)果：基本尺寸 /mm 標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)it6 it7 大于至um 6 10 9 15 18 30 13 21 其中，凸模的設(shè)計(jì)按it6，凹模的設(shè)計(jì)按it7 選用，零件的主要尺寸為：260.26mm ，100.18mm 。凹凸模刃口尺寸計(jì)算中x=0.5，因?yàn)闆_裁件的公差

11、等級(jí)低于 it14 或小批量生產(chǎn)時(shí)，取x=0.5。由于安裝板材料的塑性較大，材質(zhì)偏軟，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)考慮，刃口間隙值取12.5%t=0.225mm ，通常刃口間隙的經(jīng)驗(yàn)值取值范圍為（10% 12.5%）t ，該間隙查閱資料沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)可得：當(dāng)t=0.9mm時(shí)，zmax=0.126mm，zmin=0.09mm ，所以符合模具的設(shè)計(jì)要求。1)對(duì)于落料的公稱尺寸dd= （dmax-x ）=（26.26-0.5 0.52 ）=26mm ，上偏差為 +0.021mm ，下偏差為 0；dp= （dd-zmax ）=（26-0.090 ）=25.91mm ，上偏差為 0，下偏差為 -0.013mm 。經(jīng)

12、 p+dzmax-zmin校核，滿足模具的設(shè)計(jì)要求。2)對(duì)于沖孔的公稱尺寸dp=（dmin+x）=(9.92+0.5 0.36)=10mm; dd=（dp+zmin）=（10+0.09）=10.09mm 。經(jīng) p+dzmax-zmin校核，滿足模具的設(shè)計(jì)要求。6、沖裁模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作零件的設(shè)計(jì)（1） 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式主要由沖裁件的形狀、尺寸及加工工藝等條件決定，凸模刃口截面輪廓形狀通常為規(guī)則和不規(guī)則的，其結(jié)構(gòu)形式有整體式，鑲拼式，臺(tái)肩式，直通式和護(hù)套式等。由于凸模直接成型產(chǎn)品零件，所以凸模本身有較高的加工精度要求，其與固定板安裝通常采用h7/m6的過(guò)度配合或較小的間隙

13、配合形式。1)沖孔凸模（臺(tái)肩式凸模）h1=12為凸模固定板的厚度； h2=12為卸料板的厚度； h3=8為到料板的厚度；h=15為附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離，一般為1530mm 。查閱相關(guān)資料可知： h1=（60% 80% ）h;h2=（80% 100% ）h; h3 取 68mm 。h為凹模的設(shè)計(jì)。d=10mm ；d1= d+（35）=14mm ；d= d1+(35)=18mm 。2)落料凸模： d=26mm ；d1=30mm；d=34mm。（2） 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖裁時(shí)凹模受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用，由于凹模各結(jié)構(gòu)形式的固定方法不同，受力情況

14、又比較的復(fù)雜，目前還不能用理論方法確定凹模的輪廓尺寸。查表 1-18（系數(shù) k 值）可得： k=0.35mm a、凹模的厚度 h（15mm ）=kb1=260.35=9.1mm，所以 h=15mm。其中 b1 為凹模寬度方向上刃口孔壁間的最大距離。b、凹模寬度 b的計(jì)算公式為b=b1+ （2.5 4）h=26+3 15=71mm c、凹模長(zhǎng)度 l 的計(jì)算公式為l=l1+2c=35+2 22=79mm 。其中 l1 為凹模長(zhǎng)度方向刃口孔壁間的最大間隙；c為凹模長(zhǎng)度方向上孔壁間與凹模邊緣最小，可查表1-19 凹模孔壁至邊緣的距離得c=22mm。凹模結(jié)構(gòu)如下圖：(3) 、擋料銷的設(shè)計(jì)擋料銷起定位作用

15、，用它擋住搭邊或沖裁件輪廓以限定條料送進(jìn)距離。查表 1-23（固定擋料銷）可得基本尺寸：7、設(shè)計(jì)和選用卸料板及卸料螺釘（1） 卸料板：卸料以卸料板卸料，固定卸料板的平面尺寸一般與凹模板相同，其厚度由上面的設(shè)計(jì)可得h2=12mm ，固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。根據(jù)以上信息可設(shè)計(jì)得出卸料板的結(jié)構(gòu)如下圖所示：（2） 卸料螺釘：選用 45 鋼，熱處理硬度 hrc35 40 的圓柱內(nèi)六角卸料螺釘，卸料板上設(shè)置 4 個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為8mm ，卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，卸料螺釘擰緊后應(yīng)使卸料板超出凹模端面1mm ，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。8、橡膠彈性元件的選用及計(jì)算橡膠

16、的壓縮量不能過(guò)大，否則會(huì)影響其壓力和壽命。壓縮量 l=l 工作+l修磨 mm=1+7mm=8mm。其中， l 工作為卸料板的工作行程，l 修磨為凸模總修磨量，一般取510mm 。橡膠的厚度 h=l/(0.25 0.3)mm=29mm。（取 0.25 0.3 得平均值 0.275）9、選擇模架及其它模具零件（1） 選擇模架：根據(jù) gb/t2861.5-90，由凹模周界 78mm 70mm ，厚度 15mm ，及安裝要求，選取凹模周界： lb=（8080）mm ，閉合高度 h=125mm145mm ，上模座：（808030）mm ，下模座：（ 808040）mm ，導(dǎo)柱：（ 3280）mm ，導(dǎo)套

17、（324050）mm 。由以上可得模架如下圖所示：（2） 模柄：由于壓力機(jī)的型號(hào)j23-6.3 ?？刹榈哪１椎闹睆綖?0，深度為 55，根據(jù)裝配的要求，模柄與模柄孔的配合為h7/m6的過(guò)渡配合并加防轉(zhuǎn)銷釘，模柄長(zhǎng)度比模柄孔深度小510mm ，由于采用固定卸料裝置，上模座回程時(shí)受力較大，因此選用壓入式模柄比較的合理，所以根據(jù)模具零件材料及熱處理的選用可查的模柄的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示：（3） 墊板：墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板。墊板的外形尺寸與凸模固定板相同，厚度可取 310mm ，此處設(shè)計(jì)選取規(guī)格為lbh=78mm70m

18、m 8mm ；（4） 凸模固定板：凸模固定板的外形尺寸與凸模的外形尺寸一致，厚度為12mm ，選取的規(guī)格為 lbh=78mm70mm 12mm 。四、壓力機(jī)的校核（1） 公稱壓力根據(jù)公稱壓力選取的壓力機(jī)型號(hào)為j23-6.3 ，它的壓力為63kn fz=37.5kn.所以壓力得以校核；（2） 閉合高度由于壓力機(jī)型號(hào)可得hmax=150mm，m=35mm，h1=30mm hmin=hmax-m=150mm-35mm=115mm。（m為閉合高度的調(diào)節(jié)量； h1為墊板的厚度，可查表開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格得到）；根據(jù)gb/t 2851.3-90 得模具的閉合高度為 105mm h130mm ，根據(jù)公

19、稱壓力選用的壓力機(jī)比和高度為115mm h 150mm ，h墊=30mm ，因?yàn)?hmin+10mmhhmax-5mm，即： 125mm h 145mm ，所以 h=129mm，選預(yù)定壓力機(jī) j23-6.3 符合要求。h=h上+h下+h凹+h凸+h墊-18=30mm+40mm+47mm+30mm-18=129mm。五、根據(jù)以上的設(shè)計(jì)分析，可以得出級(jí)進(jìn)模具的總裝配圖1、內(nèi)六角螺釘 2 、 墊板 3 、圓柱銷 4 、內(nèi)六角螺釘 5 、下模座 6、橡膠 7、圓柱銷 8、卸料板 9、凸模固定板 10、上模座 11、墊板 12、落料凸模 13、模柄 14、打桿 15、內(nèi)六角螺釘 16、打料板 17、沖孔凸模 18、導(dǎo)套19、墊板 20、凹模 21、導(dǎo)柱總結(jié)項(xiàng)目化的教育給我最大的觸動(dòng)就是我能夠通過(guò)自己的努力去設(shè)計(jì)一套完整的工藝裝備。在這里，能夠找到自己的自信，同時(shí)，項(xiàng)目化的教育是一個(gè)很好的展現(xiàn)自我的平臺(tái)。針對(duì)本次的沖壓模具設(shè)計(jì)，