花孔墊圈沖壓模課程設(shè)計(jì)

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1、 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 課程名稱：沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 題目名稱：花孔墊圈沖壓模具 班 級(jí)：材料成型及控制工程104班 學(xué) 號(hào)：33310416 學(xué)生姓名：楊勇 指導(dǎo)老師：聶信天、夏榮霞、史立新、徐秀英 完成時(shí)間：2013年10月10日周五 目 錄 一．零件設(shè)計(jì) 二．沖裁件的工藝分析 三．確定沖裁工藝方案 四．模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 4.1模具的類型的選擇 4.2送料方向與步距的控制 4.3卸料與推件裝置

2、 4.4模架類型及精度 五．沖壓工藝計(jì)算 5.1排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 5.2沖壓力計(jì)算及初選壓力機(jī) 5.3壓力中心的計(jì)算 5.4計(jì)算凸凹模刃口尺寸 六．主要零件設(shè)計(jì) 6.1凹模的設(shè)計(jì) 6.2卸料和推件裝置的設(shè)計(jì) 6.3凸模固定板的設(shè)計(jì) 6.4凸模的設(shè)計(jì) 6.5墊板設(shè)計(jì) 6.6彈性元件設(shè)計(jì) 6.7凸凹模的設(shè)計(jì) 七．模架及其他零部件的選用 八．校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 九．繪制裝配圖及主要零件圖 十．結(jié)束語(yǔ) 一.零件設(shè)計(jì) 沖壓件名稱：花孔墊圈 材 料：08鋼 板 厚：0.8mm 工件精度： IT9

3、 二．沖壓件的工藝分析 2.1、結(jié)構(gòu)分析 該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱. 2.2、材料分析 材料為08鋼，抗剪強(qiáng)度為255～353，延伸率為32%，塑性良好，適合沖壓. 2.3、精度分析 精度為IT9，由指導(dǎo)書表5-14得： Φ60的尺寸偏差為0.074，R2.5的尺寸公差為0.025. 三．確定沖裁工藝方案 該沖裁件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可采用的沖裁方案有單工序沖裁，復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種，零件屬于大批量生產(chǎn)，因此采用單工序需要模具數(shù)量多，生產(chǎn)效率低，費(fèi)用高，不合理。如果采用級(jí)進(jìn)模，需要較多的工位數(shù)，必須解決板料的準(zhǔn)確定位問題。采用倒裝復(fù)

4、合?？梢砸淮螞_壓成形，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，卸件可靠，操作方便。根據(jù)以上分析，該零件比較適合采用倒裝復(fù)合沖裁工藝方案。 四．模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 4.1 模具類型的選擇 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用倒裝復(fù)合模。 4.2送料方向與步距的控制 采用兩個(gè)活動(dòng)導(dǎo)料銷控制送料方向，活動(dòng)擋料銷控制送料步距。 4.3卸料與推件裝置 根據(jù)要求采用彈性卸料裝置，廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面落下.用剛性推件裝置，直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，沖裁件從上模推下. 4.4 模架類型及精度 由于該沖裁件的尺寸較小，沖裁間隙較小，采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架，采用Ⅰ級(jí)模架精度

5、. 五．沖壓工藝計(jì)算 5.1、排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 根據(jù)材料性能、厚度和形狀可確定搭邊值，有課本表3-10查得a=1mm,a1=1.2mm.步距A=D+a=60mm+1mm=61mm,條料寬度B=(D+2a1+Δ)0 -Δ 由課本表3-11得Δ=0.5mm,得B=62.90 -0.5 mm 由CAD得S=462.5mm, L=96.2mm. 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率：η=(S1-S)/AB=(Л30-462.5)/(6162.9)=61.6% 該零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，采用直排的排樣方案，如圖: 5.2沖壓力計(jì)算及初選壓力機(jī) 該模具采用彈性卸料和下

6、出料方式 5.2.1、兩個(gè)工序，沖孔壓力等于沖孔時(shí)的沖壓力和落料時(shí)的沖壓力之和，查課本表2-3，得08鋼的抗剪能力τ=255～353MPa,取平均值τ=304MPa. K的取值依據(jù)沖裁刃口而定，平刃口K=1~1.3，斜刃口K=0.2~0.6，考慮刃口的磨損，生產(chǎn)批量和材料厚度等因素，取K=1.3 5.2.2、落料力 F落=KL1 t τ=1.32ЛR0.8mm304Mpa=59.56KN 5.2.3、沖孔力 F沖=KL2tτ=1.396.2mm0.8mm304Mpa=30.41KN 5.2.4、落料時(shí)的卸料力 由課本表3-8得K卸=0.03 F卸=K卸F落=0

7、.0359.56KN=1.79KN 5.2.5、沖孔時(shí)的推件力 由課本表3-8得K推=0.05， 取同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)為3 F推=nK推F沖=30.0530.41KN=4.56KN 5.2.6、沖床的總壓力 F總=F落+F沖+F卸+F推 =(59.56+30.41+1.79+4.56)KN=96.32KN 5.2.7、初選壓力機(jī) 據(jù)總沖壓力為96.32KN，考慮壓力機(jī)的使用安全，總沖壓力一般不應(yīng)超過壓力機(jī)額定噸位的80%. 由指導(dǎo)書表5-10，初選J23-16開式雙柱可傾壓力機(jī). 公稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220m

8、m 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 工作臺(tái)尺寸：300mm450mm 模柄孔尺寸：Φ40mm60mm 5.3、壓力中心的計(jì)算 由于零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以壓力中心在孔的中心，即模柄軸線通過壓力中心. 5.4、計(jì)算凸凹模刃口尺寸 根據(jù)t=0.8mm, 由課本表3-3得: Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm 5.4.1、沖孔：29+0.045 0 mm 由課本表3-5得磨損系數(shù)x=1 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.025 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（29+0.0451）0 -0.02=29.0450 -0.02

9、mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(29.045+0.072)+0.025 0=29.117+0.025 0 mm 5.4.2、沖孔:R5.53+0.3 0 mm 由課本表3-5得磨損系數(shù)x=0.5 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.02 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（5.53+0.30.5）0 -0.02 =5.680 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(5.68+0.072)+0.02 0 =5.752+0.02 0 mm 5.4.3、沖孔：R2.5 0 -0.025 mm 由課本表3-5得磨損系數(shù)x=0.75 由

10、課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.02 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（2.5+0.0250.75）0 -0.02 =2.520 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(2.52+0.072)+0.02 0 =2.592+0.02 0 mm 5.4.4、落料：Φ60 0 -0.074 mm 由課本表3-5得磨損系數(shù)x=0.75 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.03 D凹=（Dmax-xΔ）δ 0=(60-0.0740.75)+0.03 0 =59.945+0.03 0 mm D凸=（D凹-Zmin）0 δ凸=(59.945

11、-0.074) 0 -0.02 =59.8710 -0.02 mm 六．主要零件設(shè)計(jì) 6.1、凹模的設(shè)計(jì) b=60mm， t=08mm 由課本表4-3得系數(shù)K=0.21 凹模厚度：H=Kb=0.2160mm=12.6mm 取H=20mm 凹模壁厚：C=（1.5～2）H =30～40mm 取C=35mm 凹模寬度：L=b+2C=(60+235)mm=130mm 凹模長(zhǎng)度：L=b+2C=（60+235）mm=130mm 按沖壓模標(biāo)準(zhǔn)模架，由指導(dǎo)書表5-31取凹模周界尺寸 LBH=160mm160mm40mm 凹模洞口形狀采用直壁式 材料：T10A

12、 熱處理硬度：60～64HRC 凹模簡(jiǎn)圖： 6.2、卸料和推件裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)要求采用彈性卸料版，取厚度為14mm 卸料版尺寸為160mm160mm14mm 材料：Q235 采用剛性推件裝置，直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件 材料：45鋼 熱處理：淬火 硬度：40～45HRC 6.3、凸模固定板的設(shè)計(jì) 采用階梯式 厚度h=(0.6～0.8)H凹=(0.6～0.8)40mm=24～32 mm 取h=25mm 外形尺寸與凹模外形尺寸一致. 外形尺寸：160mm160mm25mm 凸模與凸模固定板配合為H7/n6 材料：Q2

13、35、 6.4、凸模的設(shè)計(jì) 采用階梯式凸模 凸模固定板厚度h1=25mm 卸料版厚度h2=14mm 條料厚度t=0.8mm, 刃口修磨量取6mm 凸模進(jìn)入凹模深度取0.8mm 安全距離取18mm 凸模長(zhǎng)度：L= h1 +h2+t+h=(25+14+6+0.8+0.8+18)mm=64.6mm 凸模材料： T10A 熱處理硬度：58～ 62HRC 凸模簡(jiǎn)圖： 6.5墊板設(shè)計(jì) 厚度一般取5～12mm, 取12mm 外形尺寸為160mm160mm12mm 材料：45鋼 熱處理：淬火 硬

14、度：43～48HRC 6.6彈性元件設(shè)計(jì) 彈性元件采用橡膠 橡膠工作行程=卸料版工作行程+模具修磨量 H橡膠=H卸料版+H修磨=t+1+6=（0.8+1+6）mm=7.8mm 橡膠的自由高度H0=（3.5～4）H橡膠=（27.3～31.2）mm 取H0=30mm 矩形橡膠在預(yù)壓量為15%時(shí)單位壓力為0.5Mpa 橡膠面積：A=F卸/P=1790N/0.5Mpa=3580mm 橡膠裝配高度：H裝配=85%H0=0.8530=25.5mm 橡膠采用矩形，中間開圓形孔以避讓凸凹模 取避讓孔為Φ60mm 橡膠一邊取120mm 另一

15、邊為（3580+ЛR）/120=53.4mm 取橡膠外形尺寸120mm55mm 為滿足橡膠的高徑比為0.5～1.5，將橡膠平分為四塊，最大尺寸為60mm，所以H0/D=30/60=0.5 選用的橡膠規(guī)格合理 6.7凸凹模的設(shè)計(jì) 由于倒裝復(fù)合模，孔內(nèi)會(huì)積存廢料，所以最小壁厚要大一些，很據(jù)課本表4-4，取最小壁厚為2.3mm, 凸凹模采用螺釘、銷釘與下模座固定，凸凹模固定板厚度取30mm。 H凸凹模=H卸料版+H橡膠+H固定板+1=（14+25.5+30+1）mm=70.5mm 材料：T10A 熱處理：60～64HRC 凸凹模簡(jiǎn)圖：

16、 七．模架及其他零部件的選用 7.1、模架選擇 前面已選擇中間導(dǎo)柱模架 由指導(dǎo)書表5-31得： 上模座：LBH=250mm340mm40mm 下模座：LBH=250mm340mm30mm 導(dǎo)柱1：dL=28mm220mm 導(dǎo)柱2：dL=28mm220mm 導(dǎo)套1：dLD=28mm80mm60mm 導(dǎo)套2：dLD=28mm80mm60mm 7.2、螺釘及銷釘?shù)倪x用 GB/T70.1-2000內(nèi)六角圓柱螺釘 凹模鎖緊螺釘：M1280 凸凹模鎖緊螺釘：M1080 GB/T119-1986圓柱銷 凹模定位

17、銷：A12110 凸凹模定位銷：A1085 八．校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 8.1、校核模具閉合高度 H閉=H上+H下+H凸+H凸凹+H墊-2=（40+45+64.6+70.5+24-2）=242.1mm 初選的J23-16開式壓力機(jī)最大封閉高度為220mm，未滿足使用要求。 由指導(dǎo)書表5-10 選用J23-25開式雙柱可傾壓力機(jī)，最大封閉高度為270mm，封閉高度調(diào)節(jié)量為55mm，模具安裝時(shí)可用墊塊調(diào)整配制。 8.2、沖裁所需總壓力校核 由前面計(jì)算可知F總=96032KN，壓力機(jī)的公稱壓力為250KN。F總＜F公，滿足生產(chǎn)要求。

18、 8.3、模具最大安裝尺寸校核 模具最大安裝尺寸為170mm170mm，沖床工作臺(tái)尺寸為370mm560mm，能夠滿足模具的安裝。 九．繪制裝配圖及主要零件圖 十．心得體會(huì) 兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程． 本次課程設(shè)計(jì)題目是花孔墊圈模具設(shè)計(jì)，通過對(duì)模具各個(gè)參數(shù)的設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)的程序有了進(jìn)一步的了解，對(duì)常用零件、機(jī)械制圖、公差與配

19、合、金屬材料及熱處理等有了更深刻的認(rèn)識(shí)。 主要通過CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)，從中我熟悉了模具設(shè)計(jì)與分析過程，同時(shí)也更好的運(yùn)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握了查閱相關(guān)手冊(cè)資料的技巧，對(duì)模具設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。達(dá)到了進(jìn)一步鞏固知識(shí)的目的和理論與事件的完美結(jié)合。 衷心感謝各位老師和同學(xué)的幫助。 通過對(duì)大學(xué)三年的理論知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)及在校期間的各種實(shí)習(xí)活動(dòng)，使我們對(duì)本專業(yè)涉及的知識(shí)有了初步的認(rèn)識(shí)，為了更進(jìn)一步把理論知識(shí)用于實(shí)踐，特進(jìn)行了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)模具設(shè)計(jì)的各參數(shù)的設(shè)計(jì)，使我們對(duì)機(jī)器的設(shè)計(jì)程序有了進(jìn)一步的了解，對(duì)機(jī)械中的常用零件、機(jī)械制圖、公差與配合、金屬材料及熱處理、機(jī)制工

20、藝、夾具等都有了更深刻的認(rèn)識(shí)，達(dá)到了進(jìn)一步鞏固知識(shí)的目的和理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。 課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們過去所有課程和畢業(yè)實(shí)習(xí)的一個(gè)綜合考核，在編寫過程中、得到了老師和同學(xué)的幫助支持。并多次得到了指導(dǎo)老師的批改和指導(dǎo)。 通過這次課程設(shè)計(jì)的編寫，得到了老師和同學(xué)的幫助支持，使我掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，使我對(duì)以前所學(xué)過的各種基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。培養(yǎng)了我們的實(shí)際動(dòng)手能力，將我們所學(xué)的課程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí). 由于本人能力有限，在編寫過程中難免會(huì)出錯(cuò)。敬請(qǐng)各位同學(xué)和老師有幫助。最后，忠心感謝各位老師和同學(xué)的幫助和支持。 十一、參考文獻(xiàn) 【1】 丁松聚主編《冷沖模設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 【2】 梅 伶主編《模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》機(jī)械工業(yè)出版社 【3】 朱家誠(chéng)主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》合肥工業(yè)大學(xué)出版社 【4】 姜 勇、劉為亞主編《AutoCAD2007機(jī)械制圖基礎(chǔ)培訓(xùn)教程》人民郵電出版社 【5】 王衛(wèi)衛(wèi)主編《材料成形設(shè)備》 機(jī)械工業(yè)出版社