墊片沖壓模設(shè)計改后要點(diǎn)

1、墊片沖壓模具課程設(shè)計墊片沖壓模具課程設(shè)計*工程大學(xué)班級:專業(yè):學(xué)號:姓名:I本次設(shè)計了一套落料、沖孔的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進(jìn)行工 藝分析。經(jīng)過工藝分析和對比，采用落料、沖孔工序。通過沖裁力、頂件力、 卸料力等計算，確定壓力機(jī)的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇 所需設(shè)計的模具。得出將設(shè)計的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計過程表 達(dá)出來。沖壓是當(dāng)今機(jī)械行業(yè)中用的較多的加工方法，它利用沖壓模具把板料分離 或者成形而得到制件。與切削加工相比，它具有材料利用率高、制品力學(xué)性能 好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槟＞叩纳a(chǎn)主要是大批量生產(chǎn)，而模具可以保證 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，所以

2、模具的設(shè)計和制造就直接影響制件的質(zhì) 量。因此要更好更快地加工出合格的零件，就需要設(shè)計者不斷改良，以達(dá)到精 益求精。本文設(shè)計的是平面墊圈模具， 墊圈內(nèi)徑8mm外徑18mm材料為Q195 厚度為1.5mm加工方法為沖孔、落料，綜合各種加工方案，采用級進(jìn)模沖裁， 生產(chǎn)效率高，操作簡便，通過合理的設(shè)計可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量。關(guān)鍵詞：沖壓；級進(jìn)模；墊圈II墊片沖壓模具課程設(shè)計目錄前言錯誤！未定義書簽第一章制件的工藝分析錯誤！未定義書簽第二章設(shè)計過程錯誤！未定義書簽第三章 沖壓工藝方案的確定 錯誤！未定義書簽第四章 沖裁模間隙值的確定 錯誤！未定義書簽第五章 沖壓工藝的主要計算 錯誤！未定義書簽5.1排樣

3、方式的確定及其計算 錯誤！未定義書簽5.2沖壓力的計算 錯誤！未定義書簽5.3確定模具壓力中心 錯誤！未定義書簽5.4工作零件刃口尺寸的計算 錯誤！未定義書簽第六章沖壓設(shè)備選定錯誤！未定義書簽第七章 沖裁模的總體設(shè)計 錯誤！未定義書簽第八章模具零件設(shè)計錯誤！未定義書簽8.1工作零件的設(shè)計 錯誤！未定義書簽8.2固定零件錯誤！未定義書簽8.3卸料部件的設(shè)計錯誤！未定義書簽總結(jié)錯誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽III第1章緒論1.1沖壓的概念靠壓力機(jī)和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形 或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛 造同屬塑性加

4、工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的 鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有 6070%是板材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成 品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機(jī)、電 器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、 生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。1.2沖壓的優(yōu)勢與機(jī)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(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。 這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù) 為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力

5、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) 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表 的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)， 沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。(4) 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。由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍相 當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航

6、空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道， 郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。 不但整個產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身， 車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，自行車，縫 紉機(jī)，手表里有80%是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具 的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技

7、術(shù)要求高，是技術(shù)密 集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn) 才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。1.3 沖壓的問題和缺點(diǎn)當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點(diǎn)。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(jìn)步，特別是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問題一定會盡快而完善 的得到解決12第2章零件的工藝性分析及沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1零件工藝分析零件名稱：墊片材料：Q195外形尺寸：如圖2-1所示

8、厚度：1.5mm大批量生產(chǎn)此工件只有沖孔和落料兩個工序，材料為Q195,具有良好的沖壓性，工件結(jié)構(gòu)簡單而且對稱，工件尺寸全部為自由公差。2.2擬定沖壓工藝方案該工件包括沖孔、落料兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，再沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔一落料復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：先沖孔，后落料。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但是有兩道工序，則需要兩套模具，成本高且效率 低，難以滿足大批量生產(chǎn)。方案二，只需要一套模具，生產(chǎn)效率高，不過精度要求也高，制造難度大， 且成品件容易留在模具上，即是使用推出機(jī)構(gòu)把成品推出，也需要人手把成品移 走，影響生產(chǎn)速度。方案三，

9、同樣需要一套模具，生產(chǎn)效率也高，操作方便，成品和廢料都自動 落下，減少了人工的操作。根據(jù)以上的分析和比較，要滿足大批量生產(chǎn)，僅有方案三滿足，所以采用級 進(jìn)模。2.3沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級進(jìn)沖裁模。2操作與定位方式零件大批量生產(chǎn)，安排手工送料可以達(dá)到要求且降低模具成本，因此采用手工送料方式。而定位方式就采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、導(dǎo)正銷導(dǎo)正，擋料銷定位。3卸料和出件方式因?yàn)榱慵虾?.5mm,可采用剛性卸料，沖件和廢料都采用直接從凹模洞口 推下的出方式，這樣便可提高生產(chǎn)效率。4導(dǎo)向方式采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小， 因此采用I級模架

10、精度。第3章設(shè)計計算3.1排樣設(shè)計與計算該沖裁件形狀對稱且簡單，因此排樣如圖 3-1所示:圖3-1排樣圖查表所得，a=1.2mm, ai=1mm條料寬度偏差 =0.5mm條料與導(dǎo)料板之間的間隙bo=O.5mm當(dāng)條料在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時，條料寬度B按下式計算：B = L 2a bo(3-1)式中 B條料寬度，單位mm；L沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位mm；a沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，單位 mm；條料下料時的下偏差值，單位mm；bo條料與導(dǎo)料板之間的間隙，單位mm。根據(jù)公式3-1，條料的寬度為：=(18+2".2 +0.5) =20.9；.5mm導(dǎo)板間距為 Bo=B+

11、bo=2O.9+O.5=21.4mm模具每沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距或步距。當(dāng)單個進(jìn)距內(nèi)只沖裁一個零件時，送料進(jìn)距的大小等于條料上兩個零件對應(yīng)點(diǎn)之間的距 離。A=D+ai(3-2)式中 A送料進(jìn)距，單位 mm；D平行于送料方向的沖裁件寬度，單位 mm ；ai沖裁件之間的搭邊值，單位 mm。根據(jù)式3-2,送料進(jìn)距A=18+仁19mm材料利用率計算公式：=§ 100%=旦 100%(3-3)SoAB式中 S1 一個進(jìn)距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，單位 mm2；S0 一個進(jìn)距內(nèi)所需毛坯面積，單位 mm2；A送料進(jìn)距，單位mm；B 條料寬度，單位mm根據(jù)式3-3，材料利用率AB2

12、2嚴(yán)（9一4）100% =51.4%19 20.93.2設(shè)計沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī)3.2.1 沖壓力1.沖裁力F=KLt t(3-4)式中 F沖裁力，單位N ;L沖裁件周邊長度，單位 mm；K系數(shù)，取K=1.3；t材料抗剪強(qiáng)度，單位 MPa；t材料厚度，單位 mm。在一般情況下，材料©=1.3 t為計算方便，也可以用下式計算沖裁力F=Lt ob(3-5)式中o材料的抗拉強(qiáng)度，單位MPa取o=350Mpa，根據(jù)式3-5得：F 二叭。d)t；b =3.14 (18 8) 1.5 350 =42861N2.卸料力、推料力、頂料力的計算（1）卸料力是將箍在凸模上的材料卸下時所需的力；（

13、2）推料力是將落料件順著沖裁方向從凹模洞口推出時所需的力;(3-6)(3-7)F缷=K卸FF推=nK推F式中 K 卸卸料力系數(shù)；K推推料力系數(shù)；n同時卡在凹模口內(nèi)的沖裁件 卸料力、推料力系數(shù)，其值如表3.1所示 表3.1卸料力、推料力和頂料力系數(shù)表料厚K.0-06-0,090,1>0.1-0.50-04-0.070.0650,08>0.5-2,50.025M0.050.Q6>2.5-6.50.02 0.050.0450.05>6 50.013 -0.04Q 0250.030,03-0,0800.03-0.07純耦、董詢0U.03 - 0.09查表 3.1 得，K 卸=0

14、.045, K 推=0.05, n 取 5卸料力 F缷=K卸 F=0.045 X 42861=1929N推件力 F推孫 推F=5X 0.05 X 4286仁10715N3.2.2壓力機(jī)選擇由于采用固定卸料和下出件方式,所以FX = F+ F推=42861+10715=5357®因此可選壓力機(jī)型號為JD23-25，參數(shù)如表3.2所示表3.2壓力機(jī)參數(shù)型號：JD23-25最大圭寸閉高度mm： 270工作臺尺寸（前后X左右）mm : 370X 560公稱壓力KN : 250最大裝模高度mm:220墊板尺寸（厚度X直徑）mm 50X 200滑塊行程mm : 65連桿調(diào)節(jié)長度mm:55 模柄孔

15、尺寸（直徑/深度）mm : 40/60最大傾斜角度：30度3.2.3壓力中心計算通過壓力中心計算公式可得壓力中心處于0點(diǎn)，如圖3-2所示圖3-2壓力中心位置圖第4章凹凸模設(shè)計計算4.1凸凹模刃口尺寸及公差由于工件是圓形等簡單規(guī)則形狀，因此選用互換加工。刃口尺寸計算按分開 加工的方法計算。© 18和© 8按IT14級選取，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為如8；43、08皐36(1)落料D廠 Dmax - X ；d(4-1)Dp 二 Dd 一 Zmin _.p 二 Dmax 一 x - Zmin _；,p(4-2)沖孔dp 二 dm in x _0p(4-3)dp Zmin= d

16、m,- XZm,(4-4)式中Dp、Dd落料凸、凹模刃口尺寸，單位 mm；dp、dd沖孔凸、凹模刃口尺寸，單位 mm；A工件公差，單位 mm；G、凸、凹模制造公差，單位 mm；x磨損系數(shù)。查表得知:Zmax=0.15， Zmin=0.19， X=0.5根據(jù)式4-14-4，得：(1)落料Dd 二 DmaxX' 0d = (18 0.5 0.43)0°018 = 17.785o°018Dp =(Dd - Zmin)_&=(17.785 - 0.19 )q018 = 17.595_0.018沖孔dp = dmi n X 二二(8 0.5 0.36),0 0 9二

17、8.18紜.0 09dd =(dp +Zmin 貯=(8.18+0.190009 = 8.37 J009(3) 孔中心距Ld =L 一 0.12 =19 一0.12由于 6 p 十 6 蘭 Zmax Zmin =0.018+0.015 蘭 0.19 0.15 = 0.033 蘭 0.04 , 所以滿足要求。4.2凹模機(jī)構(gòu)設(shè)計由于零件形狀簡單，故采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床 加工。安排凹模具在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心 盡量與模柄的中心線靠近。其輪廓尺寸如下：查表得模具的高度和壁厚分別為 H=22 mm C=35 mm凹模的寬度 B=D+2C=18+7

18、0=88 故取 B=100mm沿進(jìn)料方向凹模長度 L=R+r+L+2C=9+4+19+70=102故取L=105mm凹模的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-1所示，爭e °。I圖4-1凹模零件圖4.3凸模機(jī)構(gòu)設(shè)計4.3.1沖孔凸模設(shè)計因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用圓柱頭直桿圓凸模，加工簡單，便于安裝與更換。其計算如下：凸模長度 L=h 什h2+h3+h4+h(4-5)式中 hi 一一凸模固定板厚度，單位 mm；h2 一一卸料板厚度，單位 mm；iih3一一導(dǎo)板厚度，單位 mm；h4 一一凸模進(jìn)入凹模厚度，單位 mm；h 一一根據(jù)安全因素增加的長度，單位 mm。

19、取 hi=20mm, h2=14mm, h3=5mm, h4=1mm，h=15mm 根據(jù)式 4-5 可得 L= h什h2+h3+h4+h =20+14+5+1+15=55mm 沖孔凸模結(jié)構(gòu)如圖4-2所示，圖4-2沖孔凸模零件圖4.3.2落料凸模設(shè)計結(jié)合工件外形并考慮加工，講落料凸模設(shè)計成臺階式，采用線切割機(jī)床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6,落料凸模長度與沖孔凸模長度相同，均為55mm。落料凸模結(jié)構(gòu)如圖 4-3所示，圖4-3落料凸模零件圖4.4其他零件設(shè)計4.4.1導(dǎo)正銷設(shè)計落料凸模下部設(shè)置一個導(dǎo)正銷，借用工件直徑8mm的孔作為導(dǎo)正孔，導(dǎo)正銷與落料凸模端面的配合選用 H7/n6。導(dǎo)正銷導(dǎo)正

20、部分直徑尺寸應(yīng)略小于制件沖孔直徑，貝d=d 孔-2a=8-0.12=7.88mm(4-6)式中 d 一一導(dǎo)正銷的直徑，單位 mm；d孔孔的直徑，單位mm；a 一一導(dǎo)正銷和孔間的空隙，查表得為0.06，單位mm。查表得，導(dǎo)正高度h=1mm導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)如圖 4-4所示，圖4-4 導(dǎo)正銷零件圖4.4.2擋料銷設(shè)計導(dǎo)正銷安裝在落料凸模的工作端面上，落料前導(dǎo)正銷先插入已沖好的孔中，確定內(nèi)孔與外形的相對位置，消除送料和導(dǎo)向中產(chǎn)生的誤差。擋料銷的位置，應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動的可能。貝U：e=A-D/2+d/2+0.1mm(4-7)式中A送料進(jìn)距；D落料凸模直徑；d擋料銷頭部直徑；0.1導(dǎo)正銷往前

21、推的活動余量。根據(jù)式 4-7 得，L=19-18/2+6/2+0.1=13.1mm為了方便第一次沖孔時定位，在導(dǎo)料板上增加一個活動擋料銷。4.4.3導(dǎo)料板設(shè)計導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取0.5mm， 這樣就可以確定了導(dǎo)料板的寬度為，導(dǎo)料板厚度取 5mm,采用45鋼制作，熱處 理硬度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。444卸料板設(shè)計卸料以固定板卸料，出件是以凸模往下沖即可，因此不用設(shè)計出件零件固定 卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度取8mm。采用45鋼制造，淬火 硬度為40-45HRC。結(jié)構(gòu)如圖4-5所示，iji 諒 IQ©圖4-5卸料版

22、零件圖4.4.5模架與其他零部件設(shè)計該模具采用中間導(dǎo)柱模座，模柄選標(biāo)準(zhǔn)模柄A40 X 100,導(dǎo)柱選© 28X130,導(dǎo)套選© 28X © 42X 85。上模座厚度為30mm，上墊板厚度為10mm,固定板厚度為20mm,材料選用45鋼制造，調(diào)質(zhì)處理，固定板結(jié)構(gòu)如圖4-6所示，下模(4-8)座厚度為35mm,那么該模具的閉合高度：式中：h 一一凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h=1mm；L 一一凸模長度，L=55mm;H 凹模厚度，H=22mm。H 閉=H 上+H 墊+L+H+H 下-h根據(jù)式 4-8 得，H 閉=30+10+55+22+35-1=151mm?？梢娫撃＞唛]

23、合高度小于所選壓力機(jī)的最大裝模高度（220mm），可以使用4.5© 8X © 18墊圈級進(jìn)模裝配圖© 8X © 18墊圈級進(jìn)模主視圖如圖4-7所示，B-B剖面圖如圖4-8所示，A-A剖面圖如圖4-9所示A圖4-7 主視圖1-上模架；2-導(dǎo)套；3-導(dǎo)柱；4-模柄；5-上墊板；6-固定板；20-活動擋料銷；21-導(dǎo)料板1； 22-導(dǎo)料板220圖4-8 B-B剖面圖圖4-9 A-A剖面圖7-內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M8X 45; 8-圓柱銷© 6X 55; 9-圓柱銷© 6X 12; 10-沖 孔凸模；11-落料凸模；12-卸料板；13-導(dǎo)正銷；

24、14-擋料銷；15-凹模；16-下模 架；17-圓柱銷© 8X 70；18-內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M8X 40； 19 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M8X 16第5章總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)最后的一個課程，也是對大學(xué)生活所學(xué)習(xí)的知識的概括。 在 這里沖壓模具設(shè)計中，我綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)的課程的理論進(jìn)行了一次冷沖壓 模具設(shè)計，為以后設(shè)計模具奠定了基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我明白到一項(xiàng)設(shè)計不是想象那么簡單， 即是是墊圈這么 簡單的零件，設(shè)計中也有很多需要注意的細(xì)節(jié)。 從一開始不知道如何入手，接著 到借鑒別人的設(shè)計，到后來加入自己的設(shè)想，最后從有經(jīng)驗(yàn)的人士中學(xué)到一些未 接觸過的知識。一步一步地走來，從中提高了我的獨(dú)立工作能力，鞏固和擴(kuò)充了 模具的知識，熟悉了模具的基本結(jié)構(gòu)，熟悉了模具規(guī)范和便準(zhǔn)，提高了計算能力 和繪圖能力，我明白到設(shè)計要依靠很多學(xué)科的知識和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)。雖