沖壓課程設(shè)計(jì)--雙耳止動(dòng)墊圈模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p>　　沖壓模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　題目名稱(chēng) 雙耳止動(dòng)墊圈模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) </p><p>　　學(xué)院 材料工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 材料成型及控制工程（CAD/CAM） </p><p><b&

2、gt;　　目 錄</b></p><p>　　1.沖壓零件工藝性分析……………………………………… ………………1</p><p>　　2.沖壓工藝方案的確定……………………………………… …………… …2</p><p>　　2.1沖壓方案設(shè)定………………………………………………………. 2</p><p>　　2.2沖壓

3、方案優(yōu)缺點(diǎn)分析…………………………………………………2</p><p>　　2.3 排樣方式及材料利用率………………………………………………2</p><p>　　3. 模具總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………….…6</p><p>　　3.1 模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析………………………………………….….6</p><p>

4、　　3.2 模具主要零件設(shè)計(jì)………………………………………………….…6</p><p>　　3.2.1 落料凹模的設(shè)計(jì)……………………………………………………6</p><p>　　3.2.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)………………………………………………….…8</p><p>　　3.2.3 凹模的設(shè)計(jì)…………………………………………………………9</p>

5、;<p>　　3.2.4 卸料部件的設(shè)計(jì)……………………………………………………...9</p><p>　　3.2.5模架及其它零部件設(shè)計(jì)………………………………………………9</p><p>　　3.3模具總裝圖……………………………………………………………13</p><p>　　4.凸凹模尺寸及壓力中心的計(jì)算…………………………………………….

6、…14</p><p>　　4.1 凸、凹模工作部分尺寸與公差…………………………………………14</p><p>　　4.1.1 凸凹模間隙……………………………………………………….…14</p><p>　　4.1.2 凹凸模尺寸計(jì)算……………………………………………………. 14</p><p>　　4.2 壓力中心計(jì)算、彈性元件的選

7、用及計(jì)算…………………………….… 16</p><p>　　5.沖裁力計(jì)算、設(shè)備類(lèi)型及噸位的確定……………………………………….17</p><p>　　5.1 沖裁力計(jì)算……………………………………………………….….17</p><p>　　5.2壓力機(jī)的選定……………………………………………………………18</p><p>　　6.

8、其它說(shuō)明…………………………………………………….………………18</p><p>　　7.小結(jié)…………………………………………………………..…………….20</p><p>　　8.參考文獻(xiàn)…………………………………………………….………………20</p><p>　　1、沖壓零件工藝分析</p><p>　　此次沖壓件為雙耳止動(dòng)墊圈（G

9、B855-88），規(guī)格為10mm，材料為Q235-A，經(jīng)退火、不經(jīng)表面處理。工件精度為IT13。具體尺寸如下圖： </p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　零件工藝性分析：</b></p><p>　　此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料為Q235-A鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)

10、相對(duì)簡(jiǎn)單，工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT13級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。</p><p>　　根據(jù)沖裁件的基本尺寸，查沖壓手冊(cè)（第二版）表2-10，按IT13級(jí)精度，查得各個(gè)尺寸的公差△，得到各尺寸下圖所示：</p><p>　　d=11 0 -0.27㎜</p><p>　　B=7 0 -0.22 ㎜</p><p&g

11、t;　　L1=9 0 -0.22㎜</p><p>　　L=18 0 -0.27㎜</p><p>　　d1=6.4 +0.22 0㎜</p><p>　　2、沖壓工藝方案的確定</p><p>　　2.1 沖壓方案設(shè)定</p><p>　　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：</p

12、><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　2.2 沖壓方案優(yōu)缺點(diǎn)分析</p><p>　　方案一中模具結(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

13、以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二和方案三只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，模具強(qiáng)度較高，操作方便。</p><p>　　通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，可在方案二與方案中作出選擇，由于此制件所有尺寸都屬于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正足夠可以保證沖壓件的形狀精度，又考慮到如果設(shè)計(jì)成復(fù)合模，模具制造難度較大，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度。因此選用級(jí)進(jìn)模更為

14、合理。</p><p>　　2.3 排樣方式及材料利用率</p><p>　　查沖壓手冊(cè)（第二版）表2-17與表2-18知：</p><p>　　排樣1、2、 搭邊值：a=1.8 a1=1.5 </p><p>　　排樣圖：?jiǎn)蝹€(gè)沖壓件面積：A= 180.510116766,</p><p><b>

15、;　?。?）直排（橫排）</b></p><p>　　送料步距：S=25mm,</p><p>　　條料寬度：通過(guò)計(jì)算，暫取B=18.1</p><p>　　查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 表1-37，取板寬為19mm</p><p>　　材料利用率：=A/BS*100%=39.9% </p><p><b

16、>　　2）直排(豎排)</b></p><p>　　送料步距：S=16mm,</p><p>　　條料寬度：通過(guò)計(jì)算，暫取B=27.1</p><p>　　查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 表1-37，取板寬為28mm</p><p>　　材料利用率：=A/BS*100%=41.63% </p><p>　　

17、通過(guò)對(duì)2種排樣方案的列表比較：</p><p>　　零件排樣設(shè)計(jì)分析：由于所設(shè)計(jì)零件雙耳止動(dòng)墊圈的形狀特點(diǎn)，通過(guò)上表數(shù)據(jù)分析，按第2種排樣方式可顯著減少?gòu)U料，但凸模、凹模都要制成兩套，從而增加的模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，進(jìn)而增加了模具成本，所以設(shè)計(jì)成2工位級(jí)進(jìn)模，第一工位沖孔6.4，第二工位落料。</p><p>　　經(jīng)分析，確定排樣方式為方式2 .</p><p>&l

18、t;b>　　3、模具總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析</p><p>　?。?）模具類(lèi)型的選擇：由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模沖壓，模具類(lèi)型選為彈性卸料橫向送料級(jí)進(jìn)模</p><p>　?。?）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)料板以及承料板，無(wú)側(cè)壓裝置，初始時(shí)，采用單側(cè)刃定位?？刂茥l

19、料的送進(jìn)步距采用單側(cè)刃。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。</p><p>　?。?）卸料、出件方式的選擇：因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用固定卸料，采用下出料。 </p><p>　?。?）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)模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式</p><p>　　3.2

20、模具主要零件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 落料凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，各沖裁的凹模孔均采用線切割機(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。其輪廓尺寸計(jì)算如下：</p><p>　　1）凹模厚度：H=20(查沖壓手冊(cè)p66 表2-39)</p><p>　　2

21、）凹模壁厚： C=26mm </p><p>　　凹模外形尺寸的計(jì)算：</p><p>　　凹模長(zhǎng)度：L= 33.5+2*26=85.5</p><p>　　凹模寬度：B=28+2*26=80</p><p>　　查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) P63 取凹模周界L=100 B=80</p><p>　　根據(jù)《模具設(shè)

22、計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P164 表1-165 續(xù)表查得，</p><p>　　取凹模周界L×B=100×80 </p><p>　　配用模架閉合高度Hmin=110mm Hmax=130mm</p><p>　　孔距s=76mm,s1=40mm,s2=56mm，s3=28</p><p>　　與該模架相配合各零件尺寸如下圖

23、所示：</p><p>　　3.2 .2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，為A型圓凸模。將凸模固定在凸模固定板上。由于沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，故采用凸模與固定板H7/m6配合，上面留有臺(tái)階。1）查《沖壓手冊(cè)》P631【1】表10-52選取圓凸模 B II.(GB2863.1-81)</p><p><b>　　2）

24、凸模強(qiáng)度校核：</b></p><p><b>　　壓應(yīng)力校核： </b></p><p>　?。涸S用應(yīng)力，查沖壓手冊(cè)（第二版）表8-50得=118-157Mpa。</p><p>　?。呵袘?yīng)力，查沖壓手冊(cè)（第二版）表8-7得=304-373Mpa。</p><p>　　而d=6.4mm， 因?yàn)?d>，

25、 故設(shè)計(jì)合理。</p><p><b>　　彎曲應(yīng)力校核：</b></p><p><b>　　縱向彎曲應(yīng)力校核</b></p><p>　　由于該凸模結(jié)構(gòu)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)且為圓形凸模，故采用的校核公式為：</p><p><b>　　；</b></p><p&g

26、t;<b>　　d=6.4mm；</b></p><p>　　p=3416.32N；則</p><p>　　Lmax≤63.7mm；故滿足縱向彎曲應(yīng)力要求。</p><p><b>　　所以長(zhǎng)度足夠合理。</b></p><p>　　3）凸模剛度——細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)校核：</p><p

27、>　　校核公式：lmax≤220d2/</p><p>　　lmax=42mm≤220*6.42*≈88.17mm</p><p>　　因此凸模剛度符合要求。</p><p>　　3.2.3 凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于落料凸模為線切割出來(lái)的較復(fù)雜件，故采用與固定板的臺(tái)階固定，以減少加工時(shí)的難度。凹模采用配作法，與凸模配作，便

28、于安裝。</p><p>　　3.2.4 卸料部件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　選擇剛性卸料裝置。</b></p><p>　　3.2.5模架及其它零部件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)模架的選用</b></p><p>　　由于后側(cè)導(dǎo)柱模架，適用于單工序模和工位

29、少的級(jí)進(jìn)模，考慮到所設(shè)計(jì)模具為2工位級(jí)進(jìn)模，所以選擇此種模架為最佳，經(jīng)模架確定凹模的尺寸為A=100 B=80 H=14，設(shè)計(jì)采用后側(cè)導(dǎo)柱模架</p><p>　　1）查國(guó)標(biāo)GB2853.2-81 冷沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架 后側(cè)導(dǎo)柱彈壓模架</p><p>　　具體規(guī)格見(jiàn)下表：?jiǎn)挝唬簃m</p><p>　　2）根據(jù)國(guó)標(biāo)，取后側(cè)導(dǎo)柱上模座（GB/T 2855.5）。<

30、;/p><p>　　3）下模座 查國(guó)標(biāo)：GB/T 2855.6</p><p>　　4）導(dǎo)柱 查國(guó)標(biāo)：GB/T 2861.1</p><p>　　5）導(dǎo)套 查國(guó)標(biāo)GB/T 2861.6</p><p>　　6）沖模閉合高度的確定：上模座厚度H1=25mm，凸模長(zhǎng)度H2=42mm，凹模厚度H3=14mm下模座厚度H4=30mm 墊板厚度H5=4mm

31、，那么，該模具的閉合高度：</p><p>　　H閉= H1＋H2＋H3＋H4＋H5－h(huán)1=（25＋42＋14＋30+4－1）mm=124mm</p><p>　　式中：h1——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h1=1.5mm。</p><p>　　校核公式：Hmax-5mm=125≥H?！軭min+10mm=120</p><p>　　H閉包含在

32、H模中，所以符合。</p><p>　　7）P620查【1】表10-47，選取壓入式模柄Ⅰ型（GB2862.1-81）。如圖13。</p><p><b>　　3.3模具總裝圖</b></p><p>　　通過(guò)以上設(shè)計(jì)，模具上模部分主要由上模板、凸模墊板、凸模固定板、沖孔凸模、凹模、以及模柄等組成。卸料方式采用彈性卸料板。下模部分由下模座、凹模

33、、導(dǎo)料板、承料板等組成。沖孔凸模將廢料推進(jìn)凹模下方排出。成品件由由落料凹模排出。條料送進(jìn)時(shí)采用臨時(shí)擋料銷(xiāo)作為擋料裝置，初始時(shí)，采用側(cè)刃定距。</p><p>　　4、 凸凹模尺寸及壓力中心的計(jì)算</p><p>　　4.1 凸、凹模工作部分尺寸與公差</p><p>　　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的裝配方法。經(jīng)分析，確定所

34、設(shè)計(jì)模具采用配制加工法。</p><p>　　4.1.1 凸凹模間隙</p><p>　　沖裁件材料為Q235，料厚t=0.5，查沖壓手冊(cè)（第二版）表2-25得，Zmin=0.08mm Zmax=0.10mm 則Zmax-Zmin=(0.10-0.08)=0.02m</p><p>　　根據(jù)沖壓手冊(cè)P57 表2-28查得，δp=0.004, δd=0.006

35、</p><p>　　︱δp︱+︱δd︱=0.01mm≦Zmax- Zmin=0.02mm</p><p>　　說(shuō)明所需凸、凹模滿足要求。</p><p>　　4.1.2 凹凸模尺寸計(jì)算</p><p>　　落料 A類(lèi)尺寸（隨著凹模磨損，尺寸會(huì)變大）：</p><p>　　A類(lèi)：（隨著凹模磨損，尺寸會(huì)變大)</

36、p><p>　　B類(lèi)：(隨著凸模磨損，尺寸會(huì)變小)</p><p>　　4.2 壓力中心計(jì)算</p><p>　　1）建立壓力中心坐標(biāo)圖如下圖</p><p>　　沖裁輪廓周長(zhǎng)及壓力中心坐標(biāo)</p><p>　　2）經(jīng)計(jì)算L周長(zhǎng)=70.4 小圓的周長(zhǎng)20.1</p><p>　　5、沖裁力計(jì)算、設(shè)

37、備類(lèi)型及噸位的確定：</p><p>　　5.1 沖裁力計(jì)算</p><p>　　該模具采用級(jí)進(jìn)模，選擇彈性卸料、下出件。</p><p><b>　　1）沖孔力 </b></p><p>　　查沖壓手冊(cè)（第二版）表7-13：由表查出 =304~373MPa，取=340MPa；料厚t=0.5mm；</p>

38、<p>　　周長(zhǎng)L=20.1；K值取1.3</p><p><b>　　2）落料力 </b></p><p>　　查沖壓手冊(cè)（第二版）表7-13：由表查出 =304~373MPa，取=340MPa；料厚t=0.5mm；</p><p>　　周長(zhǎng)L=70.4；K值取1.3</p><p>　　3）沖裁力

39、F=F沖+F落=+=20000.5N</p><p><b>　　4）卸料力 </b></p><p>　　查沖壓手冊(cè)表2-37 =0.045</p><p><b>　　5）推件力 </b></p><p>　　查沖壓手冊(cè)表2-37 =0.063，</p><p>　　

40、則總的沖壓力 =F + + =27200.66N</p><p><b>　　5.2壓力機(jī)的選定</b></p><p>　　根據(jù)根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果F總=27200.66N</p><p><b>　　壓力機(jī)公稱(chēng)壓力</b></p><p>　　綜合考慮閉合高度、設(shè)備折舊等因素選用，查【沖壓手冊(cè)

41、】表9-3，選用公稱(chēng)壓力為160KN的開(kāi)始?jí)毫C(jī)。具體規(guī)格如下表所示：</p><p><b>　　6. 其它說(shuō)明</b></p><p>　　1.材料的選擇：因?yàn)闆_孔凸模、落料凸模、落料凹模在強(qiáng)壓、連續(xù)使用和有很大沖擊的條件下工作的，并伴有溫度的升高，因此選用T10A。其余材料的選用根據(jù)沖壓手冊(cè) P521 表8-37,具體選擇可見(jiàn)裝配圖明細(xì)表。</p>

42、<p><b>　　2.公差與配合：</b></p><p>　　所有的銷(xiāo)孔均采用H7/r6 (過(guò)盈配合)</p><p>　　有間隙的配合采用H7/h6(間隙配合)</p><p><b>　　3.墊板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　沖孔凸模與上模座之間： </p>

43、<p><b>　　上墊板采用45鋼</b></p><p>　　4.凸模與凹模的固定</p><p><b>　　凸模：</b></p><p>　　由于沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，故采用凸模與固定板H7/m6配合，上面留有臺(tái)階。</p><p><b>　　凹模：</b>

44、</p><p>　　為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，沖孔落料凹模并成一塊凹模板。</p><p><b>　　5.卸料螺釘</b></p><p><b>　　6. 側(cè)刃</b></p><p>　　外形及相關(guān)尺寸如下圖：</p><p><b>　　其中：</b><

45、;/p><p><b>　　s=mm；</b></p><p><b>　　B=8mm；</b></p><p><b>　　a=2.5mm；</b></p><p><b>　　L=42mm。</b></p><p><b>

46、;　　7.卸料裝置</b></p><p>　　采用彈性卸料裝置材料的選擇</p><p>　　因?yàn)橥拱寄Ｔ趶?qiáng)壓，連續(xù)使用和有很大沖擊的條件下工作的，并伴有溫度的升高，因此選用T10A。其余材料的選用根據(jù)表8-37[1]。具體見(jiàn)裝配圖明細(xì)表。</p><p><b>　　8.公差與配合</b></p><p>

47、;　　所有的銷(xiāo)孔均采用H7/r6 (過(guò)盈配合)</p><p>　　有間隙的配合采用H7/h6(間隙配合)</p><p><b>　　7.小結(jié)</b></p><p>　　沖壓模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)課程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)這三周的課程設(shè)計(jì)讓我在各方面都受到了模具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)模具的有關(guān)各個(gè)零件有機(jī)的結(jié)合有了深刻的認(rèn)識(shí)。</p>

48、<p>　　由于我們?cè)谠O(shè)計(jì)方面沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)也不是特別扎實(shí)，難免在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，從最先的選取方案，查表的不精確，到之后的對(duì)實(shí)際零件的不了解，印象不深刻，導(dǎo)致選取零件的困難，繪制過(guò)程中的尺寸繪制不精確，長(zhǎng)度測(cè)量的誤差，等等。通過(guò)計(jì)算大批量的數(shù)據(jù)，才能得到之后的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以在繪制中有些不合理的，需要反復(fù)修改，不斷請(qǐng)教老師、同學(xué)，及時(shí)改正錯(cuò)、不足，力求精益求精。</p><p>　　通過(guò)設(shè)

49、計(jì)，可以對(duì)我們的查閱資料的能力有了很大鍛煉。對(duì)數(shù)據(jù)的采集、匯總，需要數(shù)的查取，第一次這樣大批量接觸，過(guò)程中的確會(huì)有較多的誤差，</p><p>　　在計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，除了做到盡量計(jì)算精準(zhǔn)外，還運(yùn)用到了多方面的知識(shí)，比如我們之前學(xué)的高數(shù)，工程力學(xué)，機(jī)械原理等相關(guān)知識(shí)，有了這樣的過(guò)程，了解到之前學(xué)習(xí)的不足，有些數(shù)據(jù)的計(jì)算方法不了解，造成了困難，必須翻出之前的教科書(shū)，找尋方法，也給自己在學(xué)習(xí)方法上敲響了警鐘。計(jì)算和繪制圖形

50、同樣要求我們足夠細(xì)致，思路清晰，在設(shè)計(jì)過(guò)程中多少都有些誤差與結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，主要由于理論知識(shí)的不扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，對(duì)零件沒(méi)有認(rèn)知，對(duì)細(xì)節(jié)沒(méi)有把握，但通過(guò)課程設(shè)計(jì)，收獲頗多，一方面進(jìn)一步鞏固了多門(mén)學(xué)科的理論知識(shí)，初步用于了實(shí)踐，另一方面，培養(yǎng)了自己解決問(wèn)題的能力，對(duì)數(shù)據(jù)處理的能力，以及發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，大家共同解困難能力，相信經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，通過(guò)自己的努力，可以面對(duì)更多的問(wèn)題和困難，可以做得更好。</p><p>&