河北工程大學(xué)考試設(shè)計(jì)制造說明書1

1、河北工程大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：花孔墊圈零件沖壓設(shè)計(jì)學(xué)院：科信學(xué)院專 業(yè)：材料成型及控制工程班級：0821 班姓名：李燕霞學(xué)號：080012132指導(dǎo)教師：高術(shù)振完成時間：2011 年 12 月通過本專業(yè)的課程設(shè)計(jì)， 綜合應(yīng)用和鞏固沖壓模具設(shè)計(jì)課程及相關(guān)課程的基 礎(chǔ)理論和專業(yè)知識， 系統(tǒng)的掌握產(chǎn)品零件的成形工藝分析、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本 方法和步驟、模具零件的加工規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)零件的正確選用和非標(biāo)準(zhǔn)零件的計(jì)算。本次課程設(shè)計(jì)是在完成沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)和模具制造工藝學(xué)以及 相關(guān)專業(yè)課程后， 在指導(dǎo)老師給定的設(shè)計(jì)課程題目下， 結(jié)合自己查閱的各項(xiàng)參考 資料并加以分析、推理、計(jì)算，從而得出這套設(shè)計(jì)說明書。這幅模具

2、屬于典型的 復(fù)合模.由于我的設(shè)計(jì)水平有限 , 難免會有設(shè)計(jì)不足的地方，還請各位不吝指出 .目錄前言 01. 沖壓件工藝性分析 . 12。沖壓工藝方案的確定. 23必要工藝計(jì)算 . 23。1 排樣方式的確定及計(jì)算 23。2 沖壓力的計(jì)算 . 41 平 刃 沖 裁 力 的 計(jì) 算43.2。2 卸料力、 推件力和頂件力的計(jì)算43.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 53.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算 63.5 卸料橡膠的設(shè)計(jì)74。模具總體設(shè)計(jì) . 84.1 模具類型的選擇 84。2 定位方式的選擇 84.3 送料、卸料、出件方式的選擇 84.4 導(dǎo)向方式的選擇 85。主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 85.1 落料凹模

3、、凸模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 85。1.1 落料凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 85.1 。 2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 95.1。3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 105。 2 定位零件的的設(shè)計(jì) 115.2.1 導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)115 。 2 。 2 擋 料 銷 的 設(shè) 計(jì)115。 3 卸料部件的設(shè)計(jì) 125.3 。 1 卸料板的設(shè)計(jì) 125.3 2 卸料螺釘?shù)倪x用 125.4 模架及其他零部件設(shè)計(jì) 136。模具總裝圖 . 137. 沖壓設(shè)備的選定 148模具的裝配 . 159。參考文獻(xiàn) . 1610. 結(jié)束語 171.沖壓件工藝性分析生產(chǎn)批量：大批量材料：08 材料厚度：t=0.8mm 工件精度IT9該零件形狀簡單，全是由圓弧組

4、成且對稱。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精 度為IT11 IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為+0。5。將以上精度與零件的精 度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證讓，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加 工。08 鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要成分含碳0.05 %-0.12 %,用于制造受力不 大的焊接件、沖壓件、鍛件和心部強(qiáng)度要求不高滲碳件。如角片、支臂、帽蓋、 墊圈、鎖片、銷釘、小軸等.退火后可作電磁鐵或電磁吸盤等磁性零件。2沖壓工藝方案的確定該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種工藝方案 : 方案一：用簡單模分兩次加工，

5、即落料沖孔。方案二：沖孔、落料復(fù)合模。方案三：沖孔、落料級進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)率低 , 工件的累積誤差大，操作不方便，由于該工件為大 批量生產(chǎn)，方案二方案三更具有優(yōu)越性。該零件的花圈與外緣之間的最小距離為 15.5mm大于此零件要求的最小 壁厚，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級進(jìn)模 . 復(fù)合模具的行為精度和 尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高 , 盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何 形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 級進(jìn)模雖然生產(chǎn)率也高， 但零件的沖裁精度 稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、 安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過對上述三種方案的分析比較， 該零

6、件的沖壓生產(chǎn)采用方 案二的復(fù)合模為佳 .3必要的工藝計(jì)算3.1 排樣方式的確定及計(jì)算(1 )排樣設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)復(fù)合模時， 首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。 該零件具有圓形的特點(diǎn)， 可直接采用直接排列的排樣方案。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表 ；確定搭邊值 ;兩工件間的搭邊a = 1mm工件邊緣搭邊a1 = 1.2mm步距為 :s=(60+1 )=61mm；排樣圖表1條料的相關(guān)計(jì)算項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注排樣沖裁件面積AA=11304-242.985 189。602 1。306X4=2356。 87572356。8757條料寬度BB=60+2x1.2+0.5=62。962。9mm查表面25。2得，最小搭邊 值a =1

7、mma1 =1。2mm;采用無側(cè)壓裝 置，條料與導(dǎo) 料板間間隙Cmm =0.5mm.步距SS=30+30+161mm一個步 距的材 料利用 率nH = n A/BS X100%=2356。8757*0.8/62.9/61 衣 100%49.14%查板料標(biāo)準(zhǔn)，宜選750mm x 1800mm勺鋼板，每張鋼板可裁剪為10張條料（71mmX 1800mm）每張條料可以沖85個工件.（計(jì)算見表1）3。 2 沖壓力的計(jì)算沖裁力是沖裁過沖中凸模對板料施加的壓力。 它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具 的重要依據(jù)之一。該模具采用倒裝復(fù)合模，擬選擇彈性卸料 , 上件。3。 2。1。 平刃沖裁力的計(jì)算查力學(xué)性能表得t =2

8、25 -500 Mpa則t =400 Mpa系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中， 模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力 學(xué)性能和厚度波動等因數(shù)的影響而給出的修正系數(shù)，一般取 K=1.3一般情況下，材料的抗拉強(qiáng)度(T =1.3 T,為計(jì)算方便，按下式估算沖裁力F=Lt(T落料力 F落 =Lt b=1.3 X( 2X 3.14 X 60)X 0.8 X 400=15& 749 KN沖孔力F孔 =Lt b=1。3X 93.244 X 0。8X 400=38.79 KN3。2。2 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算查表 2。 21 得 h=6n=h/t=6/0.8=7.5取 7查表2。7得K推=0.05F

9、推 =nK 推 F孔=7X 0.05X 38.79=13。577 KN落料的是卸料力查表2。7得K 卸=00 0 25-0。06 則 K 卸=0.03F卸 = K 卸 F落 =0.03 X 156.749=4。7 KN總沖壓力F總=F 落 + F 孔 + F推 + k 卸=(156o 749+38。79+13。577+4.7)=213.816 KN為保證沖壓力足夠，一般沖裁是壓力噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%卩F總=1.3X 213o 816=277.96 KN如圖(3。3o 1)所示；由于工件外形為圓且中心花空對稱,故X0=Q Y0 =0.3.3壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算3。4 工作零件刃口尺寸

10、計(jì)算設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸 , 間隙取在凹模上，沖裁間隙取在凸模上， 沖裁間隙通過減小凸模尺寸獲得 . 設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基 準(zhǔn), 間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模尺寸獲得。由于外形落料凸凹精度要就較高，內(nèi)花圈孔形狀復(fù)雜，故采用配合加工法， 這種方法有利于獲得最小的合理間隙， 放寬對模具的加工設(shè)備的精度要就， 其凸、 凹模刃口尺寸計(jì)算如下：1) 外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)時，凹模磨損后，刃口尺寸都增大，因此均屬于A 類尺寸。工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸， 差相關(guān)文獻(xiàn)得其極限偏差： 6000.074 R2.5-00.030 查表 2。3 較小間隙的

11、沖裁模具初始雙面間隙：Zmin =0。056， Z mas =0.072查表2。6得磨損系數(shù)X為：當(dāng)0。50時，X=0.5當(dāng) 0。50 時，X=a 75按式(2 。 8)： A j=( A mas- X )060凹=(60 0.75 X 0。074) 0。25 0.074 mm =59.944。0.019 mm落料凸模的基本尺寸與凹模相同， 60凸 =59.944 mm2) 沖內(nèi)花圈孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時，凸模磨損后，R5 53刃口減小，因此屬于B類尺寸按式(2.15): B凸=(B+私)0 /4R2.5刃口增大，因此屬于A類尺寸。按式(2.13 ):A凸=(AX )0 /

12、4R5.53凸=(5.53+0.5 x 0。3)o.3/o.25=5.68o1.2 mmR 2.5凸=(2。5+0.75 x0。O3)oO.O3/o.25=2.523o.12 mm沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同，R5.53凹=5.68 mmR2.5凹 =2。 523 mm凹模實(shí)際刃口尺寸與沖孔凸模配制，保證最小雙面合理間隙。3.5 卸料橡膠的設(shè)計(jì)橡膠允許承受的負(fù)荷較彈簧大， 且安裝調(diào)試方便， 是沖裁模中常用的彈性元 件。根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)選用較硬橡膠。選用 4 塊圓柱形橡膠， 且后度必須 一致。每個橡膠產(chǎn)生的壓力：Fi =47oo /4=1175 N所以，橡膠的橫截面積。S=FI /q=11

13、75/o 。 6=1958.33 N由此可得橡膠的直徑 D=25 mm卸料板工作行程 h=h1+t+h2=1+0.8+仁2。8 mmhi為凸模凹模卸料的高度1.0mmh2 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 1mm。橡膠的工作行程H=h+h修=2。8+5=7.8 mmh修為凸模修模量，取5mm橡膠的自由高度 H自由=4H=4X 7。8=31。2 mm 取H為H自由的25%橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù)=日自由25% =4。68 mm 一般H預(yù)=(10-15 )% H自由校核橡膠的自由高度 H自由H自由/D=31.2/25=1.25 mm為滿足要求，故選擇聚氨酯橡膠。橡膠的安裝高度 H按=H自由-H預(yù)=31.2-4

14、。68 mm=26.52 mm校核橡膠高度與直徑比：0.5 H/DW 1.5H/D=31。2/25=1.248 mm聚氨酯橡膠滿足高度與直徑之比 . 橡膠具有較高的強(qiáng)度、高彈性、高耐磨性 易于機(jī)械加工的特性。4。模具總體設(shè)計(jì)4.1 模具類型的選擇 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖空和落料兩個工序，且孔邊距較大 , 可 采用倒裝復(fù)合模具。4.2 定位方式的選擇因該制件采用倒裝復(fù)合模， 采用的是條料， 所以直接用擋料銷定距 , 導(dǎo)料銷 導(dǎo)料。4.3 送料、卸料、出件方式的選擇 可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作 . 工件留在落 料凹?？锥粗?，應(yīng)在凹模孔設(shè)置推件塊 ; 卡于凸凹模

15、上的廢料可由卸料板推出； 而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽， 使廢料從空洞中落下。 由于在該模具中 壓料是由落料凸模與卸料板一起配合來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作 用，應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料廢料。因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從前往后送料。4.4 導(dǎo)向方式的選擇為確定零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性， 采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較 大，且精度要就較高，所以采用中間導(dǎo)柱模架 .5。模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括以下幾方面 .5.1 。1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口 , 并查表2.21

16、，取得刃口高度h=6mm該凹模結(jié)構(gòu)簡單,宜采用整體式.查表2.22凹模厚度系數(shù)在0.20 0.30之間.取K=0b 22即凹模高度 H=kb=0.22 X 60=13。2 mm凹模壁厚 C=1.5H=1。5X 13。2=19.8 mm實(shí)取凹模高度H=20 mm 壁厚C=26 mm （標(biāo)準(zhǔn)化） 凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度 L=（60+2X 19。8）=99.9 mm凹模外形寬度 B= （60+2X 19.8）=99。9 mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取 125mrX 125mrX 20mm.1-di1j纟iLi59月彳5.1。2沖花孔凸模設(shè)計(jì)由于凸模截面是非圓形的，又稱異形凸模。其結(jié)構(gòu)和固定方式

17、如圖 2.43b所示。 為使凸模加工方便，凸模做成等斷面，稱為直通式凸模 ，其固定方式采用N7/h6、 P7/h6鉚接固定。凸模固定板厚度取16 mm凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。L=h凸模固定板+ h落料凹模=16+13.2=29。2 mm （取32mr）07由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對其進(jìn)行強(qiáng)度校 核.沖裁時凸模進(jìn)入凹模刃口 1 mm.5.1。3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模，還有一個凸凹模。根據(jù) 模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。確定凸凹模安排在模架上 的位置時，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，是壓力中心與模柄中心重合

18、。結(jié)合工件外形并考慮加工，因其沖裁力不大，沖件較薄，其固定方式可選直 接用圓銷和螺釘固定在下模座。其總高度H可按公式計(jì)算：H= h1+h2+h3=h1 卸料板厚度10 mmh2橡膠高度27 mmh3凸凹模用來固定部分的固定厚度 16mm校核凸凹的強(qiáng)度：查表2。23得凸凹模的最小壁厚為2。3mm而實(shí)際最小壁厚為39mm故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.056mm-（。072mm斗于5。2定位零件的的設(shè)計(jì)5。2.1導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷是對條料側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向，以免偏移出現(xiàn)定位不準(zhǔn)的情況該模具設(shè)計(jì) 有兩個導(dǎo)料銷并且位于同側(cè)，由于送料方向是由前向后方向，所以設(shè)計(jì)時位于

19、左 側(cè)，公稱直徑為4m5.2。2擋料銷的設(shè)計(jì)擋料銷期定位作用、擋料,在送料是能夠精確放在規(guī)定位置，該模具設(shè)置 了一個擋料銷，采用固定擋料銷，用圓頭形式，置于下模彈壓卸料板后側(cè)，公稱 直徑6mm5。3卸料部件的設(shè)計(jì)5。3.1卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為10mm卸料板采用45鋼制造，淬火硬度4548HRC。彈性推件裝置同時兼氣壓料和卸料作用，其彈力來源于彈性元件，彈性裝在推 件塊上，這種裝置出件平穩(wěn)無撞擊，沖件質(zhì)量較高 ，但出件力不大，選擇彈性力 較大的聚氨酯橡膠。125刃753,34-ia5。3.2螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，螺紋部分為 M8mm 110mm卸

20、料釘尾部應(yīng)留 有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出端 1mm有誤差時通過在 螺釘與卸料之間安裝墊片來調(diào)整。凹模上采用 6個螺釘M10固定。5.4模架及其他零部件設(shè)計(jì)模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架適合于縱向送料，工作時受力均勻?qū)?稱.以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。上模座125 X 30,下模座125 X 35。導(dǎo)柱d/mmK L/mm分別為25 X 130; 導(dǎo)套 d/mmX L/mmX Dmn分別為 25X 80X 28。上模座厚度H上=30mm,上模座墊板厚度 H墊=4mm凸模固定板厚度H凸=16mm下模座厚度H下=35,那么該模具的閉合高度：H 閉=H 上 + H 墊 +

21、L+H+H 下-h=30+4+30+53+35-1mm=151mm在最小閉合高度和最大閉合高度140165之間6. 模具總裝圖通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具總裝圖（6。1。1）。模具上模部 分主要由上模板、墊板、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸 料，以橡膠為彈性元件。下模部分由 導(dǎo)料板等組成. 件均由漏料孔下模座、凹模板、 沖孔廢料和成品 漏出。7。沖壓設(shè)備的選定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) J23 25能滿足使用要求。其主要技術(shù)參 數(shù)如下：公稱壓力：250KN滑塊行程：75mm最大閉合高度：260mm最大裝模高度:210mm連桿調(diào)節(jié)長度:55mm工作臺尺寸（前后X左右）：

22、370mr 560mm墊板尺寸（厚度X孔徑）：50mrX 260mm模柄孔尺寸：40mrX 60mm最大傾斜角度：30&模具的裝配表6彎板單工序模的裝配序號工序工藝說明1凸、凹模預(yù)配（1）裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。（2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換2凸模裝配以凹?？锥ㄎ?，將凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固3裝配下模（1）座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、頂件板、定 位板及頂桿等出件零件；（2 ）在下模座、定位板上，用已加工好的凹模分別確 定其螺釘位置，并分別鉆孔，攻絲；（3）將下模座、定位板、凹模、裝在一起，并用螺 釘緊固，打入螺栓9.參考文獻(xiàn)1劉建超，張寶忠。沖壓模具設(shè)計(jì)與制造北京：高等教育出版社，20042王孝培.沖壓設(shè)計(jì)資料.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19