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文檔簡介
1、<p><b> 墊圈沖壓模具設(shè)計</b></p><p><b> 摘 要:</b></p><p> 該設(shè)計是由沖孔落料件設(shè)計,沖壓模設(shè)計組成。詳細的敘述了沖壓件工藝性,沖壓工藝方案的選擇,重要零件的而工藝參數(shù)的選擇與計算,并對模具的總體設(shè)計過程作了介紹。</p><p> 關(guān)鍵字: 沖孔;
2、落料;工藝性 </p><p><b> 目 錄</b></p><p> 1 沖裁件工藝分析…………………………………………………………………………1</p><p> 2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………2</p><p>
3、 3模具設(shè)計計算………………………………………………………………………………3</p><p> 3.1、排樣、計算條料寬度及確定步距……………………………………………3</p><p> 3.2、材料的利用率………………………………………………………………3</p><p> 3.3、沖壓力與壓力中心計算………………………………………………………4</
4、p><p> 3.4、沖床選用………………………………………………………………………5</p><p> 4沖模刃口尺寸及公差的計算………………………………………………………………6</p><p> 5沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………7</p><p> 5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計……………………
5、……………………………………7</p><p> 5.2、凸模固定板的確定…………………………………………………………8</p><p> 5.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定………………………………………………………8</p><p> 5.4、導(dǎo)料板的確定………………………………………………………………8</p><p> 5.5、卸料裝置
6、的確定……………………………………………………………9</p><p> 5.6、模柄的選用…………………………………………………………………9</p><p> 5.7、沖模閉合高度計算…………………………………………………………10</p><p> 5.8、墊板的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………10</p><p
7、> 6模架選用…………………………………………………………………………………11</p><p> 7模架基本加工……………………………………………………………………………12</p><p> 結(jié)論…………………………………………………………………………………………13</p><p> 致謝……………………………………………………………………………
8、……………14</p><p> 參考文獻…………………………………………………………………………………… 15</p><p><b> 1 沖裁件工藝分析</b></p><p> 如圖1所示零件:圓墊圈生產(chǎn)批量:大批量設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。</p><p> 1、材料:Q255(半硬),具有良好的可
9、沖壓性能。</p><p> 2、工件結(jié)構(gòu)形狀:有一個φ24的圓孔,墊圈大徑φ40。</p><p> 3、尺寸精度:零件圖上所有未標注公差的尺寸,屬自由尺寸,可按IT13級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表,各尺寸公差為:</p><p> 零件內(nèi)形:φ24±0.33mm、φ40±0.39mm。</p><p><
10、;b> 圖1 零件圖</b></p><p> 2 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式</p><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-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。</p><p>
11、方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但成本高而生產(chǎn)效率低;</p><p> 方案二工件的精度及生產(chǎn)效率都較高,但模具強度較差,制造難度大,且操作不方便;</p><p> 方案三生產(chǎn)效率高,操作方便,工件精度也能滿足要求。</p><p> 故采用級進模比較合適。</p><p><b> 3 模具設(shè)計計算</b></
12、p><p> 1、排樣、計算條料寬度及確定步距</p><p> 零件外形為圓形 ,可以采用單排、交叉雙排或多排;考慮到零件為大等批量生產(chǎn),如果采用交叉雙排或多排,則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會相應(yīng)增大,從而增加模具生產(chǎn)成本,所以本設(shè)計決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖2所示。</p><p> 首先查《沖壓模具設(shè)計與制造》表2.5.2確定搭邊值。由于材料是Q255,材料厚度是0.8m
13、m,根據(jù)零件形狀,兩工件間圓形搭邊值a=1,側(cè)邊取搭邊值a1=0.8。算的連續(xù)模進料步距為S=D+a1=40+0.8=40.8mm。</p><p> 條料寬度按相應(yīng)的公式計算: </p><p> B0-△=(D+2a)0-△ =(40+2)0-0.15=420-0.15</p><p> A=B+C=D+2a+C=40+2+5
14、=47mm</p><p><b> 圖2 排樣圖 </b></p><p> 2、材料的利用率 </p><p><b> ×100%</b></p><p> 式中:A0—一個步距的條料面積;</p><p><b> A—一制件的面積;
15、</b></p><p> 3、沖壓力與壓力中心計算:</p><p> 1)沖孔力: 沖孔 查表確定材料,KT=0.055,Kx=0.04.</p><p><b> F=KLt </b></p><p> 其中L—沖裁周邊長度;</p><p><b>
16、t—材料厚度;</b></p><p><b> 2)落料力:</b></p><p> F=KLt=1.3π×40×0.8×350=45.7KN</p><p> 3)卸料力 FX=KxF沖 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表3-13 ,KX取0.04 </
17、p><p> =0.04×45.7</p><p><b> =1.8(KN)</b></p><p> 4)推件力 FT=nkT(F落+F沖)n取6個 , KT取0.055</p><p> =n×0.055×45.7</p><p><b&
18、gt; =15(KN)</b></p><p> 5)總沖壓力 F總= F落+ F沖+FX+FT</p><p> =45.7+27.4+1.8+15</p><p><b> =90(KN)</b></p><p><b> 6)壓力中心計算</b></p>
19、<p><b> 圖3 壓力中心計算</b></p><p><b> =</b></p><p><b> 4、沖床選用</b></p><p> 根據(jù)總沖壓力F總=90KN,沖床工作臺面尺寸等,查《模具設(shè)計與指導(dǎo)》表4—33可知選用開式壓力機公稱壓力100。其工藝參數(shù)如下:<
20、;/p><p> 標稱壓力:100KN</p><p> 滑塊行程次數(shù):145次.min-1</p><p><b> 滑塊行程:45mm</b></p><p> 最大閉合高度:180mm</p><p> 密封高度調(diào)節(jié)量:35mm</p><p> 立柱距離:1
21、80mm</p><p> 滑塊中心線至床身距離:130mm</p><p> 模柄尺寸:直徑30mm;深度88mm</p><p> 4 沖模刃口尺寸及公差的計算</p><p> 采用凸凹模分別加工: 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表2.3.3,知凸凹模的最大間隙Zmax=0.064最小間隙Zmin=0.048,則</p>
22、<p> 1、對于落料:δA=0.03、δT=0.02、x=0.75 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表3-15、3-16</p><p> 不滿足∣δA∣+∣δT∣≤Zmax-Zmin,因此,只有縮小δA,δT,提高制造精度,才能保證間隙在合理的范圍內(nèi),因此可?。?lt;/p><p> δA≤0.6(Zmax-Zmin)=0.6×0.016=0.0096,取δA=0.
23、01</p><p> δT≤0.4(Zmax-Zmin)=0.4×0.016=0.0064,取δT=0.006</p><p><b> DA=39.75</b></p><p><b> DT=39.70</b></p><p> 2、對于沖孔:δA=0.02、δT=0.006
24、、x=0.75 查【沖壓模具指導(dǎo)】表3-15、3-16</p><p> 根據(jù)【沖壓模具課程設(shè)計與指導(dǎo)】式3-18、3-19得:</p><p> dT=(d+△)=(24+0.750.39)=24.290-0.006</p><p> dA=(dT+ Zmin)=(24.29+0.048)=24.34+0.010</p><p>
25、5 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> 5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計</p><p> 凹模的外形尺寸一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖材件的最大外形尺寸來確定的。該凹模的外形為矩形。</p><p> 凹模厚度 H=Kb (≥15mm)</p&
26、gt;<p> 凹模壁厚 c=(1.5~2)H(≥30~40mm)</p><p> 式中: b—沖裁件的最大外形尺寸;</p><p> K—系數(shù),考慮板料厚度的影響。</p><p> 查表: </p><p><b> 表4-1系數(shù)K值</b></p
27、><p><b> K取0.32mm</b></p><p> H=KB(≥15mm)=0.32×40=12.8mm,取H=25mm</p><p> c=(1.5~2)H( ≥30~40mm)=(1.5~2)×25=37.5~50mm</p><p> 根據(jù)本次需要 c取40<
28、;/p><p> 凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置根據(jù)凹模的大小,在標準的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸,滿足機械設(shè)計的要求。凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直,上、下平面應(yīng)保持平行。型孔的表面有表面粗糙度的要求 Ra=0.8~0.4μm。凹模材料選擇與凸模一樣,但熱處理后的硬度應(yīng)略高于凸模。選用Cr12為凹模材料。</p>
29、<p><b> 凹模洞口的類型</b></p><p> 凹模洞口類型如圖所示為直筒式刃口凹模。因為其制造方后工作部分尺寸不變。本模具即使用此類型。凹模制造方便,刃口強度高,便于刃磨。如圖4(詳見附圖)</p><p><b> 圖4凹模</b></p><p> 5.2、凸模固定板的確定</
30、p><p> 凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣,一般選擇0.6~0.8倍的凹模厚度確定,也可以通過標準查得,基本與凹模外形尺寸相當。這里取0.8倍,H凸=0.8×25=20mm;材料可選用Q235或Cr12,本次選Cr12。墊板的作用是承受凸?;虬寄5妮S向壓力,防止過大的沖壓力在上、下模板上壓出凹坑,影響模具正常工作。</p><p> 5.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定</
31、p><p> 凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的長度L=H1+H2+H3+h</p><p> 式中: H1—為凸模固定板的厚度</p><p> H2—為卸料板的厚度</p><p> H3—為導(dǎo)料板的厚度</p><p> h—為附加的長度,包括凸模刃口尺寸的修磨量,凸模進入凹模的深度(0.5~1mm),凸模固
32、定板與卸料板的安全距離等。一般取10~20.</p><p> L=20+16+0.8+15=51.8</p><p> 選用Cr12為凸模材料,圖形見附圖。</p><p> 5.4、導(dǎo)料板的確定</p><p> 為保證條料的正確送進和毛坯在模具中的正確位置,沖裁出外形完整的合格零件,模具設(shè)計時必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是
33、依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)的不同,所以定位零件的總類很多。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進行選擇。定位包含控制送料步距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等。 本模具依靠導(dǎo)料板保證條料的正確送進。其材料為45鋼,熱處理硬度在36~40HRC,導(dǎo)料板的間距應(yīng)等于條料的最大寬度加上一定間隙(一般不大雨0.5mm)導(dǎo)料板的高度H視材料的厚t與擋料銷的高度h而定,可查【沖壓模具設(shè)計與制造】表2-25選取得。<
34、/p><p> 5.5、卸料裝置的確定</p><p> 設(shè)計的目的,是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉,保證下次沖壓正常進行。常用的卸料方式有:剛性卸料和彈壓卸料板。此次設(shè)計選用彈壓卸料板,材料選擇為10鋼,沖裁時,條料容易粘在凸模上,固需要卸料裝置,來使條料脫離凸模。</p><p> 由卸料板、彈性元件、卸料螺釘組成。卸料板形狀與凹模相似,厚度
35、h=16mm</p><p><b> 5.6、模柄的選用</b></p><p> 模柄選擇壓入式模柄,大小根據(jù)壓力機模柄孔來選擇。材料為Q235,可參照GB2862.1-81查【模具設(shè)計指導(dǎo)】表4-33。選用A3088,如圖5</p><p><b> 圖5 模柄</b></p><p>
36、 5.7、沖模閉合高度計算</p><p> H=h1+h2+h3+h4</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> h1 為上模座厚度</b></p><p> h2 為凸模固定板厚度</p><p><b> h3 為凸模厚度
37、</b></p><p><b> h4 為凹模厚度</b></p><p><b> h5 為下模座厚度</b></p><p> H=h1+h2+h3+h4+h5=40+18+32+45+45=180</p><p><b> 5.8、墊板的結(jié)構(gòu)</b>
38、</p><p> 墊板裝在固定板與上模座或下模座之間,它的作用是防止沖裁時凸模壓壞上模座。墊板的尺寸可在標準中查得。墊板的材料一般可選45鋼,本模具也選擇此材料。</p><p><b> 6 模架的選用</b></p><p> 模架是由上、下模座,模柄及導(dǎo)向裝置(最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套)組成。模架是整副模具的骨架,模具的全部零件都固定
39、在它的上面,并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連,下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面上。上、下模座之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置,以引導(dǎo)凸模的運動,保證沖裁過程中間隙均勻。一般模架均已列入標準,設(shè)計模具時,應(yīng)加以正確選用。</p><p> 根據(jù)本次設(shè)計的需要,參考【模具設(shè)計指導(dǎo)】選用表5-3彈壓卸料縱向送料典型組合尺寸,由凹模周界尺寸選用:上模座200×160&
40、#215;40,GB/T2855.5;下模座200×160×45,GB/T2855.6,導(dǎo)柱28×150GB/T 2681.1 ; 導(dǎo)套28×38 GB/T 2861.6</p><p> 模座材料一般選用HT200、HT250,也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼,對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。此次選用HT200。</p><p>
41、;<b> 7 模架基本加工</b></p><p> 7.1 凸模的加工 </p><p> 模具刃口要求有較高的耐磨性,并能承受沖裁時的沖擊力。因此應(yīng)有高硬度與適當?shù)捻g性。熱處理硬度要達到58~62HRC。采用磨削加工。</p><p><b> 7.2 凹模的加工</b></p><p&g
42、t; 凹模的加工,采用線切割比較合理,因為工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣,這類凹模一般采用線切割方法進行加工。模具刃口要求有較高的耐磨性,并能承受沖裁時的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模,達到58~62HRC左右。</p><p> 7.3 墊板、凸模固定板、卸料板</p><p> 因材料要求不是很高,因此采用45號鋼,熱處理需要達到HRC38-42,在加工方面,只要采用機械
43、加工就可以生產(chǎn)出來,同時,在復(fù)雜的地方機械加工與線切割加工同時用上,一般以方便為主。</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中,我充分認識到其重要性。它是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示,也是我們對自己所學知識的一個檢閱。</p><p> 此次沖壓模具的設(shè)計,我綜合運用了本專業(yè)所學
44、課程的理論和生產(chǎn)實際知識,這次設(shè)計培養(yǎng)了我獨立工作的能力,鞏固與擴充了沖壓模具等課程所學的內(nèi)容,熟練了冷沖壓模具設(shè)計的步驟和方法,提高了自己的計算能力,繪圖能力,熟悉了模具規(guī)范和標準,更使我認識到對于模具知識是學無止境的。同時讓我認識到,畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處,比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力,對材料的不了解。</p><p> 這次設(shè)計雖然是我獨立完成,但是我現(xiàn)在的模具知識還比較欠缺。設(shè)計中
45、遇到了很多問題,經(jīng)過老師和同學的幫助以及自己查找文獻、資料,最終還是把問題給解決了。要想成為一名合格的模具設(shè)計人員,就必須不斷虛心學習,只有這樣,我們的水平才會更上一個新臺階。</p><p><b> 致 謝 </b></p><p> 首先應(yīng)該感謝黃河科技學院,讓我在自己的大學時光中學到了不少東西,這一段充實而美好的的日子將會是我一生中的財富!<
46、/p><p> 本文是在蔣愛云老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。蔣老師淵博的專業(yè)知識,嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,精益求精的工作作風,誨人不倦的高尚師德,嚴于律己、寬以待人的崇高風范,樸實無華、平易近人的人格魅力對我產(chǎn)生重要影響。不僅樹立了遠大的學習目標,還使我明白了許多待人接物和為人處世的道理。 </p><p> 本次模具設(shè)計是在蔣老師的精心指導(dǎo)下完成的,在此,鄭重向蔣老師表示崇高的敬意和衷心的感謝
47、。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 【1】劉建超,張寶忠.沖壓模具設(shè)計及制造【M】.北京: 高等教育出版社,2004. </p><p> 【2】史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo)【M】.北京:機械工業(yè)出版社 ,2010 </p><p> 【3】魏春雷,朱三武.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊【M】.天津
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