墊片模具設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)（說(shuō) 明 書(shū)）題 目：墊片模具設(shè)計(jì) 姓 名： 印小莉 學(xué) 號(hào)： 070708239 常熟理工學(xué)院 2010 年 11月 目 錄第1章 墊片圖紙及技術(shù)要求1.1零件圖1.2技術(shù)要求第2章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 2.1沖裁的工藝分析2.2確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式2.3沖壓模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 排樣方式的確定及其計(jì)算2.32沖壓力的計(jì)算壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算模具刃口尺寸計(jì)算確定各主要零件的外形尺寸2.4繪制沖?？傃b圖第3章 主要零件及其他零件設(shè)計(jì)選取 3.1 主要零件設(shè)計(jì) 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 定位零件設(shè)計(jì)3.2 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 卸料部件的設(shè)計(jì) 推件裝置 模架的選擇 其他標(biāo)準(zhǔn)件

2、的選擇第5章 結(jié)論參考文獻(xiàn) 第1章 墊片圖紙及技術(shù)要求 工件名稱(chēng)：墊片工件簡(jiǎn)圖：如圖所示。材料：Q235材料厚度：1.5mm技術(shù)要求：零件的精度要求公差等級(jí)均為IT110 標(biāo)準(zhǔn)公差表基本尺寸 公差值 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 大于 到 µm mm - 3 3 4 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 3 6 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8

3、 6 10 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.2 10 18 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.7 18 30 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.3 30 50 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.9 50 80 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1

4、.90 3.0 4.6 80 120 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4 120 180 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3 180 250 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2 250 315 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1 315 400 18 25 36 5

5、7 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9 400 500 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7注：基本尺寸小于1mm時(shí)，無(wú)IT14至IT18。 第2章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)2.1 沖壓件工藝性分析 此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。 材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有兩個(gè)10mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為6mm(10mm的孔與R10mm外圓之間的壁厚)。此零件厚度小，形狀簡(jiǎn)單，要求設(shè)計(jì)的模具具有高精度和

6、高成型效率。，普通沖裁完全能滿足要求。22沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(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-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整，并且零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，模具制造也并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易滿足。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 但是復(fù)合模具在設(shè)計(jì)過(guò)程

7、中應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1） 復(fù)合模在模具的同一位置上完成兩道或兩道以上的工序，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此應(yīng)在上下模間設(shè)置導(dǎo)向裝置。（2） 當(dāng)復(fù)合模為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，通常采用彈性卸料板卸料；當(dāng)沖壓毛坯為塊料時(shí)，則可用廢料刀卸料，當(dāng)復(fù)合模為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，若卸料力不大，應(yīng)采用彈性卸料裝置；只有卸料力較大，用彈性卸料裝置不能滿足卸料力要求時(shí)，才采用剛性卸料裝置，由于彈性卸料具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)盡量采用彈性卸料裝置。（3） 外形復(fù)雜的凸凹模，通常設(shè)計(jì)成直通形式，以方便線切割加工。此時(shí)凸凹模的固定方式要根據(jù)凸凹模的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸而定?？刹捎寐葆敗N(xiāo)釘、鉚接、低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹(shù)脂粘接等固定方法。（4） 凸凹模平面尺

8、寸較大時(shí)，不論是采用正裝結(jié)構(gòu)還是倒裝結(jié)構(gòu)，均可省去固定板，將凸凹模直接固定在模板上。（5） 對(duì)于沖壓非軸對(duì)稱(chēng)制件的復(fù)合模，其工作零件必須定位可靠，不允許有轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。（6） 對(duì)于落料沖孔的復(fù)合模具，在選用壓力機(jī)時(shí)也應(yīng)該注意壓力機(jī)的許用載荷曲線，特別當(dāng)模具工作行程較大時(shí)更應(yīng)注意。（7） 當(dāng)復(fù)合模的導(dǎo)柱采用中間或?qū)遣贾脮r(shí)，應(yīng)使兩導(dǎo)柱直徑不同，以防止上模相對(duì)下模錯(cuò)位180°而發(fā)生事故。2.3 主要設(shè)計(jì)計(jì)算2.31排樣方式的確定及其計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。墊片的形狀兩邊直邊的特點(diǎn)，直排時(shí)材料利用率高，應(yīng)采用直排，設(shè)計(jì)成直接沖壓，可顯著地減少?gòu)U料。查表2.12可得： 工件間搭邊

9、值為1.0mm，側(cè)面搭邊值為1.3mm。所以，條料步距為 A = 40 + 20 + 1.0 = 61mm 總體采用彈壓卸料裝置，且為無(wú)側(cè)壓裝置送料。查表2.12可得： 導(dǎo)料裝置與最寬條料之間的單面最小間隙為0.5mm所以，條料寬度為 B=20 +（1.3*2）+0.5=23.1mm材料利用率的計(jì)算 據(jù)查可知：原材料選用800mm*1500mm*2mm的冷軋薄鋼板，每塊可切成47mm*1500mm規(guī)格的條料17條，材料剪切利用率可達(dá)99.9%。 一個(gè)步距內(nèi)材料利用率： N= s/s = r/AB100% = 67.76%查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選950mm×1500mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為

10、7張條料（135mm×1500mm），每張條料可沖56個(gè)工件，故每張鋼板的材料利用率為67.76%。2.32沖壓力的計(jì)算    該模具采用沖孔落料復(fù)合模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見(jiàn)表。 =Lt=1.3131.882602=89.2kN Lt=1.3(203.14+12) 2260=50.6KNH=6mm 則n=+=89.2+50.6+3.8+7.6=151.1kN一般沖裁機(jī)壓力噸位必計(jì)算的沖壓力大30%，即=1.3*151.1=196.5KN橡膠塊：聚胺酯 選用2個(gè)。 H=A=d=10mm 則：D=30mm、參數(shù)為(15,30,

11、10)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23-25。2.33確定模具壓力中心 模具壓力中心是指沖壓式各沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了確定壓力機(jī)和模具的正常工作，使沖模的壓力和壓力機(jī)滑塊的中心相結(jié)合。對(duì)稱(chēng)塊的沖裁，沖裁件的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。本沖裁件是對(duì)稱(chēng)件，所以壓力中心就在沖裁件的幾何中心，即O點(diǎn)，因此不要計(jì)算壓力中心。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心在原點(diǎn)O，所以模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn)O。若選用J23-25沖床，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。2.34工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的

12、特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開(kāi)加工的方法來(lái)計(jì)算，具體計(jì)算見(jiàn)表8.2.3所示。1） 孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下： 查表2.4得=0.132 =0.240由工件精度IT=14查標(biāo)準(zhǔn)工差表得=0.58 =0.58 =0.18而對(duì)于=1/4校核：-=0.108mm, 滿足：-+查表2.6得：IT14級(jí)時(shí)磨擦系數(shù)=0.5 ,=0.5凸模磨損后，沖裁

13、件尺寸變小，則其凸凹模尺寸按公式：計(jì)算:= 沖孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保證雙面間隙在0.2460.360之間。2）外形落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。對(duì)于外形落料采用公差法制作，其凸凹模刃口尺寸的計(jì)算如下：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸變大，因此屬于A類(lèi)尺寸。按公式由工件精度IT=10查標(biāo)準(zhǔn)工差表得=0.84，而=0.02, =0.025由表2.6得磨損系數(shù)為0.5：則=    注：沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙取08鋼的25。 卸料橡膠的設(shè)計(jì)選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。橡膠塊：聚

14、胺酯 選用4個(gè)。 H=A=d=10mm 則：D=30mm、參數(shù)為(15,30,10)2.4模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類(lèi)型的選擇    由沖壓工藝分析可知，采用分別沖壓，所以模具類(lèi)型為沖孔落料復(fù)合模。（2）定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)初定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定。（3）卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)

15、效率。（4）導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。第三章 主要零件及其他零件設(shè)計(jì)3.1主要零部件設(shè)計(jì)（1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)     落料凹模    結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長(zhǎng)L可按公式計(jì)算：20+14+1.2+28.8=64mm1) 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，取得刃口高度h=6mm。

16、該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。查表2.22，得k=0.5則，凹模高度；凹模壁厚凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度凹模外形寬度凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為125mm125mm28mm。材料：Crl2MoV 熱處理：5862HRC技術(shù)要求：尾部與凸模固定板按H6/m5配合     沖孔凸模    因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個(gè)5的圓形凸模可選用標(biāo)準(zhǔn)件B型式（尺寸為5.15×64）。沖8mm孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖（b）

17、所示。材料：Crl2MoV熱處理：5862HRC 為了增加凸模強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級(jí)形式，且它的外形尺寸較大，所以選用B形凸模。凸模固定板厚度取27mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來(lái)確定由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無(wú)需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸摸進(jìn)入凹模刃口1mm。     凸凹模的設(shè)計(jì)    凸凹模采用整體式，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式、2.9.4計(jì)算：

18、60;   該模厚度 H=kb=0.2×127mm=25.4mm（查表2.9.5得k=0.2）   該模壁厚 c=（1.52）H=3850.8mm    取該模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm，    該模寬度B=b+2c=（127+2×45）mm=217mm    該模長(zhǎng)度L取195mm（送料方向）    該模輪廓尺寸為195mm×217m

19、m×30mm，結(jié)構(gòu)如圖8.2.4（c）所示。材料：Crl2 MoV 熱處理：6064HRC    （2）定位零件的設(shè)計(jì)    落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，分別借用工件上5mm和8mm兩個(gè)孔作導(dǎo)正孔。8mm導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以導(dǎo)正銷(xiāo)直線部分的長(zhǎng)度為18mm。導(dǎo)正銷(xiāo)采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/h6配合。擋料銷(xiāo)：1）選用活動(dòng)擋料銷(xiāo)（6*22）；如下圖 即L=22mm, d=6

20、mm ES= 0.030mm EI= 0.060mm，d1=8mm, d2=5.5mm, l=12mm, 擋料銷(xiāo)高度選4mm（查表知） 2）導(dǎo)料銷(xiāo)選用規(guī)格為：d=5mm ,L=22mm , l=12mm ,d1=8mm ,d2=5.5mm的導(dǎo)料銷(xiāo)    起粗定距的活動(dòng)擋料銷(xiāo)、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格為8×16。3.2 其他零部件的設(shè)計(jì)     導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)    導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)

21、料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC，用螺釘和銷(xiāo)釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。     卸料部件的設(shè)計(jì)     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14mm。    卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC。    卸料螺釘?shù)倪x用    卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為12m

22、m，螺紋部分為M10×10mm。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)使卸料板超出凸模端面lmm，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。卸料板；選用彈壓式規(guī)格為：卸料螺釘；選用規(guī)格為 推件裝置推桿；選用規(guī)格為D=6mm , L=45mm推板；選用規(guī)格為D=60mm ,h=9mm推件塊；選用規(guī)格為D=42mm ,H=23mm第四章 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)這次模具設(shè)計(jì),使我明白了沖壓模具設(shè)計(jì)的重要性以及模具設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題。沖壓過(guò)程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設(shè)備（壓力機(jī)，又名沖床）對(duì)其施加壓力，使之產(chǎn)生變形或分離，獲得一定形狀、尺

23、寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床，因而決定了沖壓過(guò)程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，另外，還有模具與板料和模具中各結(jié)構(gòu)件之間的各種相互運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)等三種基本運(yùn)動(dòng)形式，在沖壓過(guò)程中都存在，但是各種運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)不同，對(duì)沖壓的影響也各不相同。既然沖壓過(guò)程存在如此多樣的運(yùn)動(dòng)，在沖壓模具設(shè)計(jì)中就應(yīng)該對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以達(dá)到模具設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到產(chǎn)品的要求。沖壓過(guò)程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，但是在模具中設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)銷(xiāo)結(jié)構(gòu)、滾軸結(jié)構(gòu)和旋切結(jié)構(gòu)等，可以相應(yīng)把主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平運(yùn)動(dòng)、模具中的轉(zhuǎn)動(dòng)和模具中的滾動(dòng)。在模具設(shè)計(jì)中這些特殊結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜和困難，成本也較高，但是為了達(dá)