雙耳止動墊圈倒裝復合模設計說明書要點

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1、集美大學 課程設計說明書 題目：雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 姓 名： 林杰 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： ⑵1 班 學 號： 201221136011 指導老師： 陳懷民李波胡志超張燕紅 2 0 1 5年7月15日 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 集美大學 專業(yè)課程設計任務書 ——材料成型及控制工程專業(yè)一一 設計題目： 雙耳止動墊圈倒裝復合模 設計任務：設計一簡單沖壓零件，并根據(jù)該零件設計一副沖壓模具。 制件年產(chǎn)量：50萬件 完成的任務： 1 .沖壓工藝過程卡一份； 2 .產(chǎn)品零件圖一份； 3 .沖壓模具裝配及模具成形零件工程圖各一份； 4

2、 .設計說明書一份。 時間安排： 1 .借資料、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計及繪制零件圖；（ 1天） 2 .確定零件沖壓工藝方案，填寫沖壓工藝過程卡；（ 1天） 3 .零件工藝性分析及沖壓工藝方案的確定；毛坯排樣方案設計及材料利用率計算；沖裁力 及壓力中心計算；選擇壓力設備；模具總體結(jié)構(gòu)設計，包括送料方式、卸料和出件方式、 凹模板外形尺寸的計算、其它模板尺寸的確定和模架的選擇；凸、凹模零件設計，包括 刃口尺寸計算、凸模結(jié)構(gòu)及凹模型腔結(jié)構(gòu)設計；卸料和頂件裝置設計；模具結(jié)構(gòu)三維設 計。（3天） 4 .繪制模具結(jié)構(gòu)裝配圖、模具成型零件工程圖；（ 2天） 5 .編寫設計說明書；（2天） 6 .答辯。（

3、1天） 參考書目： [1]翁其金.沖壓工藝及沖模設計[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [2]黃毅宏.模具制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [3]王新華.沖模結(jié)構(gòu)圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [4]陳錫棟.實用模具設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001 [5]鄭家賢.沖壓工藝與模具設計實用技術 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2005 [6]楊玉英.實用沖壓工藝模具設計手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2005 指導教師： 2015年07月15日 材料成型及控制工程 2012 級 1211 班 學生： 學號： 201

4、221136011 2015年 07月15日 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 ［摘要］本設計是對雙耳止動墊圈的沖孔一落料復合模的設計， 完成的內(nèi)容為：對模具 在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，模具發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，未來模具的發(fā)展前景做了概述。進行零件 的形狀、尺寸、精度工藝分析，確定合理的工藝方案。確定毛坯尺寸，合理排樣，計算 材料利用率，繪制排樣圖，并計算沖裁力、推件力、卸料力，確定壓力中心。確定凸、 凹模間隙，計算落料、沖孔的刃口尺寸。確定凸模、凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)，并繪制零件 圖，設計定位，壓料、卸料、出件零部件，選擇模架標注緊固件。最后繪制模具非標準 零件圖，用Solidworks畫出三維裝配圖，并在

5、 AutoCAD對裝配圖進行修改。本設計運 用模具使鋼料產(chǎn)生塑性變形，獲得最終需要的零件，這是一種少切削、無切削、多工序 重合的生產(chǎn)方法，并且利用復合模生產(chǎn)零件，提高了生產(chǎn)效率，對相似工件的大批量生 產(chǎn)具有參考的作用。 ［關鍵詞］雙耳止動墊圈；倒裝復合模；凸凹模；彈性卸料 目錄 引言 1 1 .零件工藝性分析及沖壓工藝方案的確定 2 1.1 沖裁件造型 2 1.2 沖裁件工藝分析 2 1.3 沖壓工藝方案的確定 3 2 .毛坯排樣方案設計及材料利用率計算 4 2.1 排樣方法的確定 4 2.2 布置方式的確定 4 3 .沖裁力及壓力中心計算 6 3

6、.1 沖裁力的計算 6 3.2 其他沖壓力計算 6 3.3 壓力中心計算 6 4 .選擇壓力設備 8 5 .模具總體結(jié)構(gòu)設計 9 5.1 送料方式 9 5.2 卸料和出件方式 9 5.3 凹模板外形尺寸的計算 1 0 5.4 其他模板尺寸的確定 1 0 5.5 模架的選擇 1 1 6 .凸、凹模零件設計 13 6.1 刃口尺寸計算 1 3 6.2 凸凹模結(jié)構(gòu)設計 14 6.3 凸模結(jié)構(gòu)設計 1 6 6.4 凹模型腔結(jié)構(gòu)設計 1 7 7 .卸料和頂件裝置設計 1 7 7.1 卸料裝置設計 1 8 7.2 推件裝置設計

7、 1 9 8 .其他零件設計 2 1 8.1 模柄的設計 2 1 8.2 螺釘?shù)倪x擇 2 1 8.3 圓柱銷的選擇 2 1 9 .校核模具高度 2 2 10 .模具結(jié)構(gòu)三維設計 2 3 工藝卡 2 5 結(jié)論 2 6 致謝 2 8 參考文獻 2 9 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 引言 冷沖壓式利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑形變形， 從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室 溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。 沖模是將材料加工成所需沖件的一種工藝裝備。沖模在冷沖壓中至關重要，一般 來說，不

8、具備符合要求的沖模，冷沖壓就無法進行；先進的沖壓工藝也必須依靠相應 的沖模來實現(xiàn)。由于冷沖壓所用原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公 差由沖模來保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好。 在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門都越來越 多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航天航空、電子、電氣、 輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當大，不少 過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕，剛度好的沖壓件所 代替?？梢哉f，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生 產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進行產(chǎn)

9、品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。 我國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越多的要求，也為其發(fā)展提供了巨大 的動力。近十年來，我國模具工業(yè)已知以每年 15%右的增長速度快速發(fā)展。目前，我 國有3.5萬余家沖壓模具生產(chǎn)企業(yè)，100萬?120萬沖壓生產(chǎn)從業(yè)人員，全年產(chǎn)值達700 億元人民幣。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國模具產(chǎn)業(yè)必然將在良好的市場環(huán)境下得 到高速發(fā)展。 9 1 .零件工藝性分析及沖壓工藝方案的確定 1.1 沖裁件造型 沖裁件為雙耳止動墊圈 根據(jù)GB/T 855-1988,得到規(guī)格24mmi勺雙耳止動墊圈尺寸。具體尺寸如圖 1-1所 技術要求 L未注圓角R0

10、. 5； 2 .未注公差按照IT14制 造； 3 .去除斷面毛刺，進行 平整處理口 圖1-1雙耳止動墊圈 1.2 沖裁件工藝分析 (1)材料 選用20號鋼。20號剛屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的塑形，因此沖壓成形性能 好。并且選用鋼板時，應保證其表面質(zhì)量與厚度公差。 由《實用沖壓工藝及模具設計手冊》表 1-9可得，牌號為SM400A勺20號鋼 屈服強度 J =245Mpa,抗拉強度 % =410Mpa,屈強比；,/二b =0.598 (2)結(jié)構(gòu)與尺寸 零件形狀規(guī)則，但不對稱。 零件孔邊距5.5mm大于沖裁鋼板要求的最小孔邊距(2?2.3mm);最小圓角 R=0.5mm大于

11、規(guī)定值(0.35t=0.35mm);凸出懸臂的寬度為20mm大于規(guī)定值(2t=2mn)。 適合沖裁加工。 (3)精度 零件精度按照GB/T 855-1988所規(guī)定的雙耳墊圈尺寸，未注尺寸的公差根據(jù) IT14 制定。小于普通沖裁所能達到的最大精度(IT11)。 綜上，該零件具有良好的沖裁工藝性。 1.3 沖壓工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案： (1)單工序模：先落料，再沖孔，分布沖壓 (2)級進模：沖孔-落料連續(xù)沖壓 (3)復合模：落料一沖孔同時沖壓 其中方案一模具制造容易，且價格低，但生產(chǎn)效率低，難以完成 50萬件的生產(chǎn)要 求；方案

12、二對條料寬度有嚴格要求，而本工件尺寸較小，一定情況下，為了能使用邊 角料進行生產(chǎn)，不推薦方案二；若采用方案三，需校核凸凹模的最小壁厚要求。零件 最小壁厚為5.5mm大于凸凹模要求的最小壁厚值 (c> (1.5?2) t ,即c>1.5?2mm。 零件符合采用復合模進行生產(chǎn)的要求，最終確定沖壓工藝方案為采用復合模進行生產(chǎn)。 2.毛坯排樣方案設計及材料利用率計算 2.1 排樣方法的確定 排樣方法大致可以分為： （1）有廢料排樣（2）少廢料排樣（3）無廢料排樣 考慮到零件形狀的特殊性，無法采用無廢料排樣。由于采用手工送料，無法精確 控制步距，出于保證沖裁件精度與模具壽命，確定排樣方

13、法為有廢料排樣。 由《沖模設計速查手冊》表3-28可得，板厚為1mm勺低碳鋼材料的最小搭邊值： 圓形件及 r>2t ： a圓 1=0.8mm；麗=1.0mm 矩形件及邊長L<50: a次g1= 1.2mm； a矩=1.5mm 2.2 布置方式的確定 . _ 2 沖裁件的實際面積 A = 1187.29mm 2 無法避免的結(jié)構(gòu)廢料A5 = 490.87mm 1.直排的排樣方式 圖2-1直排樣圖 8 = 80+2圓十2矩=(43+1 +1.5) mm = 45.5mm S = L0 +a 矢巨 1 =(60 + 1.2)mm =61.2mm

14、A BS 1187.29 45.5 61.2 100% =42.64% 即一個步距內(nèi)的材料利用率為42.64%,材料利用率較低，由于工件呈L型，考慮 進行對排 2.對排的排樣方式 圖2-2對排樣圖 B = B0 +2父麗 +a矢g1 = (56+2m1+1.2)mm = 59.2mm S = L0 + (Do + a圓)sin45口 = 62.58+ (36+08 sin45nmm =88.6mm 2 A 2 1187.29 入 100% =45.27% BS 59.2 88.6 2 A 2 490.87 s=-A^=—90-8- 100% = 18.

15、72% BS 59.2 88.6 即一個步距內(nèi)的材料利用率為45.27%,材料利用率已有提高，考慮到其中不可避 免的結(jié)構(gòu)廢料占18.72%,工藝廢料僅為36.01%,總體上已滿足要求。 故確定排樣布置方式為直對排，條料寬度 B=60mm步距S=88.6mm材料利用率 為 45.27% 3 .沖裁力及壓力中心計算 3.1 沖裁力的計算 落料周邊長度L1 = 183.905mm；沖孔周邊長度L2 = 78.540mm； 材料厚度t=imm 20號鋼的抗拉強度0b=410Mpa 落料的沖裁力 F1 = L1kb =183.905 1 410N = 75401.05N ： 75.4k

16、N 沖孔的沖裁力 F2 =L2t %=78.540 1 410N =32201.4N ： 32.2kN 總沖裁力 F =F1 F2 = (75401.5 32201.4 N =107602.9N 107.6kN 3.2 其他沖壓力計算 由《沖壓工藝及沖模設計》表3-9可得，板厚為1mm的鋼板， 卸料力系數(shù)Kx =0.04;推件力系數(shù)Kt =0.055 h 5 _ 洛料凹板內(nèi)的工件數(shù) Q =1;沖孔凹板內(nèi)的工件數(shù) n2 5 t 1 隹口料力 Fx =KxF[ =0.04 75401.05N =3016.04N ： 3kN 推出落料件的推件力 FT1=n1KTF1=1 0.05

17、5 75401.05N =4147.06N ： 4.1kN 推出沖孔廢料的推件力 ^2=n2KtF2 =5 0.055 32201.4 =8855.39 N 8.9kN 由于本模具是采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模 總沖裁力 FZ = F FX FT1 FT2 = (107602.9 3016.04 4147.06 8855.39)N 二 123621.39N ： 123.6kN 3.3 壓力中心計算 （單位：mm 線段 長度Li 壓力中心點 （xi , yi ） L1 27.03 (-28.48 , 10) L2 20 (-42, 0) L3

18、 27.03 (-28.48 , -10) L4 7.07 (-13.32 , -13.32 ) L5 10.03 (-10 , -19.98 ) L6 20 (0,-20) L7 10.03 (10, -19.98 ) L8 78.54 (0, 0) L9 63.62 (7.06, 7.06) Xo n “ LiXi i ：1 n 、Li i=1 27.03 x(-28.48)+20 父(-42)+ +63.62 >7.06 27,03 20 ……63.62 =-12.418mm 由上表可得 n 、Ly i m

19、n v L i 1 =-2.824mm 27,03 10 20 0 一……--63.62 7.06 10 0 ……7.06 即壓力中心為(-12.418 , -2.824 ) 4 .選擇壓力設備 已知總沖壓力FzT23.6kN 由于P之1.耳=1.2123. 6k=148.2tk,所以所選壓力機的公稱壓力需大于 148.21kN 考慮到開式可傾壓力機機身為可傾式結(jié)構(gòu)，傾斜時便于沖壓件或廢料從模具上滑 下，可免去取件的步驟，有利于提高生產(chǎn)效率。并且開式的結(jié)構(gòu)便于工人進行手動送 料等操作，故選擇可傾壓力機。 由《沖模設計速查手冊》表7-10查得J23-16開式可傾壓力機

20、的公稱壓力160k/N, 滿足使用要求。故選擇J23-16開式可傾壓力計機，主要參數(shù)如下： 表4-1 J23-16壓力機參數(shù) 項目 參數(shù) 公稱壓力 160KN 滑塊行程 55mm 滑塊行程次數(shù) 120 次/min 最大封閉高度 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 45mm 滑塊中心線至床身跑離 160mm 立柱距離 220mm 工作臺尺寸 前后 300mm 左4 450mm 工作臺孔尺寸 前后160mm左右240mm直徑210mm 模柄孔尺寸 直徑40mm深度60mm 5 .模具總體結(jié)構(gòu)設計 復合模主要分為（1）正裝復合模 （2）倒裝復合模 其中

21、正裝復合模適合用于沖制材料較軟或板料較薄的平面度要求較高的沖裁，還 可以沖制孔邊距較小的沖裁件，但沖孔廢料被推出后落在凹模表面，生產(chǎn)的連續(xù)性較 低。而倒裝復合模結(jié)構(gòu)簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，并且沖孔 廢料可直接順沖裁方向推出，效率較高。 考慮到所沖壓白^零件厚度為1mm非薄板件，孔邊距較大，平直度上也沒有嚴格的 規(guī)定，并且要生產(chǎn)50萬件，要求較高的生產(chǎn)效率，故確定采用倒裝復合模進行生產(chǎn)。 5.1送料方式 由于零件形狀簡單，價格低廉，并且生產(chǎn)批量僅為 50萬件，而進行自動送料的成 本較高，不符合生產(chǎn)實際的要求，故選定送料方式為手工送料。 1.1.1 導料方式的選擇 導

22、料方式主要分為導料板與導料銷，考慮到采用倒裝復合模進行沖裁，并且要進 行彈性卸料，所以導料板不符合要求。導料銷分為固定式和彈頂式，由于導料銷的布 置位置離凹模刃口位置較遠，所以選擇導料方式為固定式導料銷，并在凹模上開設避 讓孔。 1.1.2 擋料方式的選擇 擋料方式主要有固定擋料銷、活動擋料銷、回帶式擋料銷、側(cè)刃，考慮到采用倒 裝復合模進行沖裁，側(cè)刃定距的方式不符合要求。由于導料方式采用導料銷，為了便 于加工，擋料方式選擇固定擋料銷。 5.2 卸料和出件方式 5.2.1 卸料方式選擇 卸料裝置主要可以分為（1）固定卸料裝置 （2）彈壓卸料裝置 其中固定卸料裝置的卸料力大，卸料可靠，

23、適用于沖裁板料較厚 （t>0.5mm）,平面 度要求不高的場合；彈壓卸料裝置的卸料力小，但它既起卸料作用，又起壓料作用， 所得沖裁零件質(zhì)量較好，平面度較高，適用于板料較薄的場合（ t<1.5mm）。 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 綜合考慮沖裁零件的要求，沖裁件尺寸較小，卸料力較小，彈壓卸料裝置完全能 夠滿足卸料力的要求，并且由于選擇倒裝復合模進行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率的同時，導 致沖裁件的平直度受影響，故應選擇彈壓卸料裝置，彌補其平直度。 確定卸料裝置為彈壓卸料裝置。 5.2.2 出件方式選擇 成型后沖孔廢料卡在凸凹模的內(nèi)孔中，成型件卡在凹模中 由于采用倒裝復合模，卡在凸凹模內(nèi)孔中

24、的沖孔廢料由下次沖裁時的凸模推出， 不用布置推件裝置。而對于卡在凹模內(nèi)的成型件，必須布置推出裝置進行推出。 為了保證成型件的平整與推件可靠，建議采用彈性推出與剛性推出相結(jié)合的方法， 一方面在推板上布置彈簧，沖裁時起到壓料作用，保證從沖裁件的平整，并且在成型 后及時將沖裁件推出，避免用打桿推出時沖裁件從高處掉落在凹模上，影響沖裁件質(zhì) 量與模具壽命，另一方面為了防止有時彈簧未能有效推出，沖裁件卡在凹模內(nèi)，也要 在推板上布置打桿，以確保推件的可靠。 5.3 凹模板外形尺寸的計算 (1)由排樣可知，垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 s=43mm 由《沖壓工藝及沖模設計》表 3-13可得，材料厚

25、度t=1mm s=43mnW,凹模厚 度系數(shù)k=0.35 凹模厚度 H =ks =0.35 43mm = 15.05mm 所得凹模厚度較小，考慮到凹模強度與壓力機的最小封閉高度，取凹模厚度 H=21mm (2)垂直于送料方向的凹模 寬度B=s + 3.5H =(43+3.5M21)mm=116.5mm (3)由《沖壓工藝及沖模設計》表 3-12可得，材料寬度為60mm厚度為1mnW,凹 ?？妆谥吝吘壍木嚯xS2 =30mm 送料方向凹模長度L -S1 - 2s2 = (60 2 30) mm-120mm 初定凹模外形尺寸為 HX BX L=21X 116.5 X 120mm 5.4

26、 其他模板尺寸的確定 1 o 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 由于采用復合模進行生產(chǎn)，主要工作部分模板大致包括：凸模固定板、限位板、 凹模版、卸料板、凸凹模固定板。 根據(jù)凹模板的厚度H=21mmt致確定凸模固定板厚度為16mm限位板厚度為16mm 卸料板厚度為14mm凸凹模固定板厚度為16mm 5.5 模架的選擇 根據(jù)國家標準，導柱模模架主要分為(1)中間導柱模架；(2)后側(cè)導柱模架； (3)對角導柱模架；(4)四導柱模架 考慮到復合模對剛性與工作平穩(wěn)度有較高要求，故后側(cè)導柱模架不符合要求；沖 裁件形狀規(guī)則簡單，精度要求相對較低，四導柱模架精度遠大于所要求的精度，并且 成本較

27、高，故也不符合要求。中間導柱模架與對角導柱模架都符合生產(chǎn)的要求，從中 選擇中間導柱模架。 根據(jù)《中國模具設計大典》表 22.4-5中GB/T 2851-2008規(guī)定的中間導柱模架規(guī) 格。由凹模外形尺寸為 HX BX L=21X 116.5 X 120mm壓力機最大封閉高度 220mm封 閉高度調(diào)節(jié)量45mm選定凹印S周界為125X 125mm參考閉合高度150— 190mm勺中間 導柱模架。 查得： 上模座規(guī)格 125X 125X35 (GB/T 2855.1-2008 ) 下模座規(guī)格 125 X125X45 (GB/T 2855.2-2008 ) 導柱規(guī)格 22 X180; 25X

28、180 (GB/T 2861.1-2008 ) 導套規(guī)格 22 X80X 33; 25 X80X 33 (GB/T 2861.3-2008) 由此，所有模板的規(guī)格尺寸與材料選用如下： 表5-1各模板尺寸表 (單位：mrm 模板 規(guī)格(LXBXH) 材料 上模座 125X125X35 HT200 墊板 125X125X20 T10 推桿固定板 125X 125X5 Q235 凸模固定板 125X125X 16 Q235 限位板 125X125X 16 45  凹模 125X125X21 Cr12Mov 卸料板 125X125X 14 45

29、 凸凹模固定板 125X125X 16 Q235 墊板 125X125X 16 Q235 下模座 125X125X45 HT200 推板 D80 45 1 10 6.凸、凹模零件設計 6.1 刃口尺寸計算 6.1.1 刃口加工方式選擇 根據(jù)凸、凹模加工方式的不同，刃口尺寸的計算方法主要分為 (1)分開加工法 (2)配做法 考慮到分開加工法主要針對圓形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件，并且模具的制造公差 小，模具制造困難，成本高，而配做法工藝簡單，制造容易，模具的間隙由配制保證， 可適當放大基準件的制造公差，目前應用較為廣泛。故確定加工方法為配做法。 6.1

30、.2 刃口尺寸計算 落料以凹模尺寸為基準，沖孔以凸模尺寸為基準。因模具為復合模，要同時進行 沖孔與落料。因此要分別進行落料凹模與沖孔凸模的尺寸計算。 由《沖模設計速查手冊》表 3-35可得，厚度為1mmi勺20號鋼的初始雙面間隙取 值范圍為 Zmin -0.100mm； Zmax -0.140mm (1)落料凹模與凸凹模外輪廓計算 磨損圖 凹模尺寸圖 凸凹模外輪廓尺寸圖 圖6-1凹模刃口計算圖 由《沖壓工藝及沖模設計》表3-5可得，尺寸20、42、25、36、R3的磨損系數(shù)x=0.5 由磨損圖可知，磨損后變大的尺寸： % =(人1皿7與滬=(20-0.5 . 0.52)尸

31、=19.74臚 max 人2 =(兒2 - XA)節(jié) max =(42.5-0.5x1) t/4 =42片 Ad3 =(Ad3max -XA)瀘 =(25.42-0.5x0.84)f4 =25421 Ad4 = (Ad4max - X&)出 二(36-0.5 0.62)0.62/4 =35.69 0,6 磨損后變小的尺寸: Bd1 = (Bd1min +X&)-44 =(2.75 + 0.5x0.25)-0.25/4 =2.88;0.06 凸凹模外輪廓的尺寸, 按照凹模的實際尺寸配制，保證雙面間隙為 0.100mm- 0.140mm (2)沖孔凸模與凸凹模

32、內(nèi)輪廓計算 工件尺寸圖 凸模尺寸圖 凸巴模內(nèi)輪，用尺寸圖 磨損圖 圖6-2凸模刃口計算圖 由磨損圖可知，磨損后變小的尺寸: 0.100mm- Bp1 = (B*in +xA)-& = (25 + 0.5^0.52)-0.52/4 =25.260.13 凸凹模內(nèi)輪廓的尺寸，按照凸模的實際尺寸配制，保證雙面間隙為 0.140mm 6.2 凸凹模結(jié)構(gòu)設計 (1)凸凹模最小壁厚校核 已知沖裁件的最小壁厚為5.5mm 根據(jù)《沖壓工藝及沖模設計》表 3-14可得，沖裁材料厚度為1mm勺板料的凸凹模 的最小壁厚為2.7mm，故凸凹模的最小壁厚滿足要求。 (2)凸凹

33、模結(jié)構(gòu)形式與固定方式 考慮到凸凹模的輪廓非圓形，故選用凸緣式凸凹模，凸緣部分設計為矩形。由凸 凹模固定板進行定位于固定，凸凹模固定板與下模座間采用螺釘鎖緊，銷釘定位。 (3)凸凹模的長度計算 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸凹模長度等于凸凹模固定板、卸料板厚度之和，在加上一定的 增加長度(凸模進入凹模的深度 0.5mm凸凹模固定板與卸料板之間的安全距離 11mm 即凸凹模的長度 h= (16+14+0.5+11) mm=41.5mm (4)凸凹模孔口結(jié)構(gòu)形式 孔口結(jié)構(gòu)形式主要分為：(1)全直壁型孔；(2)階梯形直刃壁型孔；(3)斜刃 壁凹模 考慮到采用倒裝復合模，沖孔廢料要從凸凹模中向下推出，

34、故全直壁型孔不符合 要求；考慮到凸凹模使用一段時間后要進行刃磨，為了保證刃磨之后凸凹?？卓诔叽?不變，能繼續(xù)進行生產(chǎn)，因此選定凸凹?？卓诘慕Y(jié)構(gòu)形式為階梯形直刃壁型孔。 根據(jù)《沖模設計速查手冊》表 3-57,由材料厚度1mm得到刃口高度h=5?10mm 取刃口高度h=5mm 4L.5 生 技術要求 L上下表市先毛林 2 .臺肩部分圓角R0.2； 3 .凸凹模刃口尺寸按沖孔凸模 與凹模實際尺寸配制，保證雙 面間隙值 0. 100mm—0. 140mm； 4 .建窗蘸火處理中 圖6-3凸凹模結(jié)構(gòu)圖 6.3 凸模結(jié)構(gòu)設計 (1)凸模結(jié)構(gòu)形式 圓凸模的結(jié)

35、構(gòu)形式主要分為標準圓凸模，凸緣式圓凸模，直通式凸模，由于沖裁 件內(nèi)孔為圓形，形狀簡單，沖裁力不大，故凸緣式圓凸模與直通式凸模不符合要求。 考慮到標準圓凸模的配合段占據(jù)整個凸模長度的一半，將導致凸模固定板過厚，于是 決定不采用標準件，自行加工。凸模的固定采用凸模固定板配合段定位，凸模固定板 壓緊的方式。 (2)凸模長度計算 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸模長度等于凸模固定板、限位板、凹模厚度之和 由于凸凹模將會進入凹模板一段距離, 再加上一定的增加長度(凸模進入凹模的深度 0.5mn^ 即凸模長度 h= (16+16+21) mm=53.5mm (3)凸模強度與剛度校核 由于凸模直徑為25mm沖

36、裁的板厚為1mm凸模的截面尺寸相對于板料厚度大了 很多，故不需要進行強度和剛度的校核。 其余竽 技術要求 L表面光滑無毛刺； 2.除刃耳部分外的圓角R0.2； 3.HRC60-64； 4,表面淬硬。 圖6-4沖孔凸模結(jié)構(gòu)圖 6.4凹模型腔結(jié)構(gòu)設計 1 .凹模結(jié)構(gòu)形式與固定方式 凹模的結(jié)構(gòu)主要分為整體式和鑲拼式，由于沖裁件形狀簡單，尺寸較小，沖裁所 用的凹模選定為整體式。 由于采用整體式的凹模版，凹模板與上模座之間采用螺釘鎖緊，銷釘定位。 2 .凹模孔口的結(jié)構(gòu)形式 凹模孔口的結(jié)構(gòu)形式主要分為：（1）全直壁型孔；（2）階梯形直刃壁型孔；（3） 斜刃壁凹模 考慮到采用倒

37、裝復合模，凹模在上模，要從凹模內(nèi)進行推件，故斜刃壁凹模、階 梯形直刃壁型孔不符合要求，凹?？卓诘慕Y(jié)構(gòu)形式選定為全直壁型孔。 其余序 技術要求 1.表面光滑無毛丸; 2.HRCSD-64. 圖6-5凹模結(jié)構(gòu)圖 7 .卸料和頂件裝置設計 7.1 卸料裝置設計 7.1.1 彈性元件的選用 1）初定彈簧數(shù)量n 為確保卸料平穩(wěn)，擬選n=4 2）計算每個彈簧的預壓力Fy 已知卸料力Fx =3016.04N Fx 3016.04 z Fy = — = N = 754.01 N 755N n 4 3）由2Fy估算彈簧的極限工作載荷Fj Fj =2Fy =2 755N -151

38、0N 由《國際標準模具彈簧ISO10243》，初選SJM3216X44,其規(guī)格為： DH =3 2 m m Dd =1 6 m m h0 =4 4 m m h=1 6.3 四百=17118, bMh = 6.84mm n = 7 .5 4）計算彈簧預壓縮量hy hj 755 16.3 hv = F mm = 7.16mm y y Fj 1718 5）校核 h = hy hx hm = （7.16 T 1 5）mm = 14.16mm ：： 16.3mm 因此，彈簧SJM32X16必4是合適的 7.1.2 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 已知與彈簧配合

39、的芯軸的直徑為 16mm根據(jù)JB/T 7650.6-1994 ,選用規(guī)格為M12 的卸料螺釘。 已知下模座厚度為45mm墊板厚度為16mm凸凹模固定板厚度為16mm安全距離 為10mm卸料板厚度14mm 故卸料螺釘長度 L>(16+16+10+14)mm=56mm, L<(45+16+16+10+14)mm=101mm 根據(jù)JB/T 7650.6-1994 ,選用長度為65mm勺卸料螺釘。 綜上，卸料螺釘?shù)囊?guī)格為 M12X 65 JB/T 7650.6-1994 7.2 推件裝置設計 7.2.1 推件塊的設計 推件塊的外輪廓與沖裁件的外輪廓一致， 與凹模之間按照H9的配合公差制造

40、，為 f8 了保證推件塊的推出可靠，推件塊與凹模配合的部分要比凹模略長1mm即 = h 1 = (211) mm = 2 2 m m 設計推件塊的凸緣部分時，要保證板料分離時，推件塊離凸模固定板仍有 10mm勺 安全距離，已知限位板厚度為16mm推件塊已比凹模厚度略長1mm材料板厚1mm因 此凸緣的長度 L2 =(16-10-1-1)mm=4mm。 要完全包絡推件塊外輪廓，于是將凸緣的表面尺寸設計為 55x 72mm勺矩形。同時， 為保證推出平穩(wěn)，無偏心載荷，矩形的幾何中心位于工件的壓力中心。 7.2.2 推桿的設計 為確保推出的平穩(wěn)，選用四根推桿，分別布置在推件塊的四周。

41、為了推出可靠，推桿的長度要略大于推桿固定板、凸模固定板、限位板的厚度之 和。再減去推件塊的凸緣厚度。 即 L (16 16 5 -4)mm = 33mm 根據(jù)《中國模具設計大典》表 22.5-61中JB/T 7650-1994，確定推桿的規(guī)格為 6X35。 7.2.3 推板的設計 考慮到推件塊的大小與推桿的布置情況，推板選擇直徑為 80mm厚度為6mm勺圓 板 7.2.4 彈性元件的選擇 1)初定彈簧數(shù)量n 為確保推件平穩(wěn)，擬選n=6 2)計算每個彈簧的預壓力Fy 雙耳止動墊圈倒裝復合模設計 已知推件力FT1 = 4147.06 N =員 =4147.06 n =6

42、91.17N ： 692N n 6 3）由1.5Fy估算彈簧的極限工作載荷Fj Fj =1.5Fy =1.5 692N =1038N 由《國際標準模具彈簧ISO10243〉，選定SJM2CK 10X25,其規(guī)格為: DH =20mm, Dd =10mm, h0=25mm, hj =12.0mm, Fj=1292N, b h=3 2.5mm, n=2.5圈 由于是進行推件的彈簧，則不需要進行校核。 2 10 8 .其他零件設計 8.1 模柄的設計 模柄主要分為旋入式、壓入式、凸緣式?？紤]到上模座的尺寸較小，而凸緣式的 面積較大，故不符合要求；并且模柄下的墊板開有推板孔，故壓

43、入式也不符合要求， 所以選定模柄為旋入式模柄。 根據(jù)《最新沖壓模具標準及應用手冊》表 8-3.4中JB/T 2862.2-2008 ,由壓力機 J23-16的模柄孔尺寸（直徑為40mmfflg為60mm與上模座的厚度35mm選定規(guī)格為 40 >95的旋入式模柄。 由于需要設置打桿，故選擇 B型模柄。其模柄孔尺寸為直徑13mm ,模柄高度為 95mm ,所以選定打桿直徑為12mm ,長度為120mm的打桿， 8.2 螺釘?shù)倪x擇 考慮到最小孔邊距與螺釘長度，上模選擇內(nèi)六角螺釘 M10X100 ,下模選擇內(nèi)六角 螺釘M6X60。 8.3 圓柱銷的選擇 考慮到最小孔邊距與螺釘長度，上模選

44、擇圓柱銷 M10X100 ,下模選擇圓柱銷 M6X60 0 9 .校核模具高度 為確保設計的模具能正確地安裝到壓力機上，需對模具進行高度校核。 模具高度等于各板的厚度加上留出的安全距離 10mm板厚1mm H總=(35 + 20+5+16+16 + 21+14+1+10 + 16 + 16+45) mm = 215mm 壓力機最大閉合高度220mm閉合高度調(diào)節(jié)量45mm 由于(220-45) mmEH總E220mm,故模具高度滿足要求。 10 .模具結(jié)構(gòu)三維設計 B-B 1X* 圖10-1模具裝配圖 1-內(nèi)六角卸料螺釘 2-滑動導柱3-彈簧4-凸凹模5-凹模

45、6-推件塊7-凸模 8-滑動導套9-內(nèi)六角螺釘10-模柄11-上模座12-銷13-滑動導套14-墊板 15-推桿固定板16-凸模固定板17-限位板18-卸料板19-凸凹模固定板 20-墊板21-下模座22-滑動導柱23-內(nèi)六角螺釘 24-固定擋料銷 25-推板26-彈簧27-打桿28-銷29-推桿30-固定導料銷 31-銷 工作原理： 圖中為倒裝復合模，凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模。模具工作 時，由手工送料，條料沿兩個固定導料銷送至固定擋料銷處定位。沖裁時，上模向下 運動，因彈壓卸料板與安裝在凹模型孔內(nèi)的推件板分別高出凸凹模和落料凹模的工作 面約1mm,故首先將條料壓

46、緊。上模繼續(xù)下壓，同時完成沖孔和落料。沖孔廢料直接 由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔中推下，無頂件裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便?？ㄔ诎寄Ｖ械?沖件由彈性推件裝置推出，打桿來確保推出的可靠性。 工藝卡 序 工序 工序 號 名稱 內(nèi)容 加工簡圖 工藝 設備 1 下料 60 M 200 mm 2 沖孔 落料 沖內(nèi)孔與 落外形 J23-16 開式可 傾壓力 機 沖孔落 料倒裝 復合模 凸凹模按 3 檢驗零件圖紙 檢驗 檢具

47、 結(jié)論 這次沖壓模具課程設計給了我一個完全獨立自主地進行模具設計的機會，在這過 程中，在進一步掌握了模具設計的標準與方法的同時，更是對之前所學的機械制圖、 AutoCAD Solidworks等進行了復習與鞏固。從中不僅收獲了成功設計出模具時的那種 成就感，對模具設計也有了更加深入的認識。其主要在于以下幾個方面： (1)更深入地了解了模具設計制造的思維方式。因為模具的作用就在于生產(chǎn)，所 以模具設計就一定要和生產(chǎn)的實際情況結(jié)合在一起，書本上的案例大多都由于過于典 型而脫離生產(chǎn)實際，所以我們設計時不能完全照搬

48、書本上的設計結(jié)構(gòu)與布置，只能從 書本中體會設計的思路和解決問題的方法。就以模柄中的打桿為例，書本中為了讓推 出更加平穩(wěn)，在打桿與推板接觸的地方做了寬大的平面，雖然這可以達到增大接觸面 積，使運動平穩(wěn)的目的，但這提高了加工打桿的難度，導致材料浪費，同時也限制了 打桿的安裝方向，使打桿只能從模柄的下方裝入。若將打桿做成直桿就可以在整個模 具裝配完成后，從模柄上方裝入，使整個裝配過程更加高效。 (2)在遵循標準和尋求創(chuàng)新之間找到平衡。設計模具時雖然要遵守各種行業(yè)標 準，但不能被行業(yè)標準限制了思維。某些必要的時候，為了制造的便捷和生產(chǎn)的高效， 可以和標準有一定出入。如果永遠盲目遵守標準，那么技術就永

49、遠不會得到革新，新 的生產(chǎn)方式就永遠不會出現(xiàn)。在技術發(fā)展的歷史洪流中，每次新的發(fā)展都伴隨著對舊 規(guī)則的突破。作為一個機械工程師，我們在遵守標準的同時，一定要懷著一顆敢于開 拓探索的心。 (3)設計時應當本著以人為本的理念。在設計不僅要考慮到生產(chǎn)效益，同時也要 考慮到操作工人的安全與便利，尤其是在選擇送料方式為手工送料時，盡量能讓工人 站在遠離刃口的位置進行操作。并且最好選擇可傾式壓力機，讓從上模落下的工件自 動從板上滑下，省去了取件的過程，提高生產(chǎn)效率的同時也保證了工人的安全。 但同時，我也發(fā)現(xiàn)了自身的許多不足。 (1)選取參數(shù)時，考慮問題時不夠周全。在選取參數(shù)時，往往僅是根據(jù)標準給定

50、的數(shù)值極限取中間值，而忽視了其對后續(xù)設計的影響。給我印象最深的就是在對凹模 的周界的選擇時，由于未考慮到排樣方式，直對排時步距較大，導致送料方向的距離 和步距不匹配，影響了定位元件的布置。 (2)在工程圖的表達上還有待提高。在工程圖的表達上過于繁瑣，表達不夠簡潔, 不能很好地傳達出自己的設計思路。在工程圖上應該少用局部剖的方式，因為這讓人 不好判斷出截面的位置，不如階梯剖的說明性強。 這是我第一次完整地設計出一套模具，雖然還存在著一些問題，不能符合生產(chǎn)中 的要求，但我相信在不久的將來，在我的認真學習積累之下，一定能做出真正實用的 模具。 致謝 在這次課程設計的尾聲，我想衷心感謝一下各位

51、給我悉心指導的老師和同學。 在課程設計的過程中，遇到了很多突如其來的問題，而書本并不總能給我最有效 的解決方案，這時周圍的同學們總能熱情地加入到問題的討論中，大家一起想辦法， 出主意，解決問題。通過這個過程，不僅使問題得到了解決，還讓我有機會掌握到許 多平時被忽視的知識點，對書本的掌握又更近了一步。 然而當遇到同學們也無法解決的問題時，老師們總能悉心給我指導。在老師的指 導中，我真正跳出了書本，了解到更多生產(chǎn)實際中的問題。例如陳懷民老師向我們介 紹的彈性推件與打桿共同使用的倒裝復合模在實際生產(chǎn)中的優(yōu)勢、打桿常用的安裝方 法、避讓孔的加工方式，李波老師介紹的生產(chǎn)中倒裝復合模導料、定位的一般方

52、式、 關鍵零部件的配合要求，以及胡志超老師指導了我們裝配圖的簡潔表達方式和張燕紅 老師傳授的AutoCAD繪圖技巧。在各位老師的指導下，我才能圓滿地完成這次課程設 計，并且讓我學到了許多在課堂上難以涉及的知識。 最后，再次向陳懷民老師、李波老師、胡志超老師以及張燕紅老師致以誠摯的謝 參考文獻 [1]翁其金.《沖壓工藝及沖模設計》[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2012.1 [2]魏崢.《solidwords 2004 冷沖模設計實訓教程》[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2005.1 [3]李奇.《模具材料及熱處理》[M].北京：北京理工大學出版社， 2012.8 [4]俞漢清.《金

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