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1、雙耳止動墊圈倒裝復合模設計集 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： 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 1211班 學 號： 201221136011 指導老師： 2 0 1 5 年 7 月 15 日集 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)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，并根據該零件設計一副沖壓模具。制件年產量：50萬件完成的任務：1. 沖壓工藝過程卡一份；2. 產品零件圖一份；3. 沖壓模具裝配及模具成形零件工程圖各一份；4. 設計說明書一份。時間安排：1. 借資料、產品的結構設計及
2、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；模具總體結構設計，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、凸模結構及凹模型腔結構設計；卸料和頂件裝置設計；模具結構三維設計。（3天）4. 繪制模具結構裝配圖、模具成型零件工程圖；（2天）5. 編寫設計說明書；（2天）6. 答辯。（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
3、M.北京：機械工業(yè)出版社，20043王新華.沖模結構圖冊M.北京：機械工業(yè)出版社，20044陳錫棟.實用模具設計簡明手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，20015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，20056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： 201221136011 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落料復合模的設計，完成的內容為：對模具在工業(yè)生產中的作用，模具發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，未來模具的發(fā)展
4、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、凹模和凸凹模的結構，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AutoCAD對裝配圖進行修改。本設計運用模具使鋼料產生塑性變形，獲得最終需要的零件，這是一種少切削、無切削、多工序重合的生產方法，并且利用復合模生產零件，提高了生產效率，對相似工件的大批量生產具有參考的作用。 關鍵詞 雙耳
5、止動墊圈；倒裝復合模；凸凹模；彈性卸料目錄引言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1.2沖裁件工藝分析1.3沖壓工藝方案的確定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2.2布置方式的確定3.沖裁力及壓力中心計算3.1沖裁力的計算3.2其他沖壓力計算3.3壓力中心計算4.選擇壓力設備5.模具總體結構設計5.1送料方式5.2卸料和出件方式5.3凹模板外形尺寸的計算5.4其他模板尺寸的確定5.5模架的選擇6.凸、凹模零件設計6.1刃口尺寸計算6.2凸凹模結構設計6.3凸模結構設計6.4凹模型腔結構設計7.卸料和頂件裝置設計7.1卸料裝置設計7.2推件裝置設計8.其他
6、零件設計8.1模柄的設計8.2螺釘?shù)倪x擇8.3圓柱銷的選擇9.校核模具高度10.模具結構三維設計工藝卡結論致謝參考文獻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量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來保證，所以產品尺寸穩(wěn)定、互換性好。在工業(yè)生產中，尤其在大批量生產中應用十分
7、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品零部件，如機械制造、車輛生產、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)在已被質量輕，剛度好的沖壓件所代替。可以說，如果在生產中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產品要提高生產率、提高質量、降低成本，進行產品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。我國經濟的高速發(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%左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企業(yè)，100萬120萬沖壓生產從業(yè)人員，全
8、年產值達700億元人民幣。隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展，我國模具產業(yè)必然將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展。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GB /T 855-1988，得到規(guī)格24mm的雙耳止動墊圈尺寸。具體尺寸如圖1-1所示。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)質碳素結構鋼，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的20號鋼（2）結構與尺寸 零件形狀規(guī)則，但不對稱。 零件孔邊距5.5mm，大于沖裁鋼板
9、要求的最小孔邊距（22.3mm）；最小圓角R=0.5mm，大于規(guī)定值（0.35t=0.35mm）；凸出懸臂的寬度為20mm，大于規(guī)定值（2t=2mm）。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：落料沖孔同時沖壓 其中方案一模具制造容易，且價格低，但生產效率低，難以
10、完成50萬件的生產要求；方案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，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（1.52）t，即c1.52mm）。零件符合采用復合模進行生產的要求，最終確定沖壓工藝方案為采用復合模進行生產。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，確定排樣方法為有廢料排樣。由沖
11、模設計速查手冊表3-28可得，板厚為1mm的低碳鋼材料的最小搭邊值： 圓形件及r2t： 矩形件及邊長L0.5mm)，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，所得沖裁零件質量較好，平面度較高，適用于板料較薄的場合（t(16+16+10+14)mm=56mm, L(45+16+16+10+14)mm=101mm 根據JB/T 7650.6-1994，選用長度為65mm的卸料螺釘。 綜上，卸料螺釘?shù)囊?guī)格為M1265 JB/T 7650.6-19947.2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，與凹模之間按照的配合公差制造，為了保證
12、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 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的安全距離，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。 要完全包絡推件塊外輪廓，于是將凸緣的表面尺寸設計為5572mm的矩形。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。 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 根據中國模具設計大典表22.5-61中J
13、B/T 7650-1994 ，確定推桿的規(guī)格為635。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的圓板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=62）計算每個彈簧的預壓力 3）由估算彈簧的極限工作載荷 由國際標準模具彈簧ISO10243，選定SJM201025，其規(guī)格為： 由于是進行推件的彈簧，則不需要進行校核。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。考慮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，故壓入式也不符合要求，所以選定模柄為旋入式模柄。 根
14、據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40mm深度為60mm）與上模座的厚度35mm，選定規(guī)格為4095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，上模選擇內六角螺釘M10X100，下模選擇內六角螺釘M6X60。8.3圓柱銷的選擇 考慮到最小孔邊距與螺釘長度，上模選擇圓柱銷M10X100，下模選擇圓柱銷M6X60。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
15、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與板厚1mm。 壓力機最大閉合高度220mm，閉合高度調節(jié)量45mm。 由于，故模具高度滿足要求。10.模具結構三維設計圖10-1 模具裝配圖1-內六角卸料螺釘 2-滑動導柱 3-彈簧 4-凸凹模 5-凹模 6-推件塊 7-凸模8-滑動導套 9-內六角螺釘 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-內六角螺釘 24-固定擋料銷25-推板 26-彈簧 27-打桿 28-銷
16、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孔中推下，無頂件裝置，結構簡單，操作方便?？ㄔ诎寄Ｖ械臎_件由彈性推件裝置推出，打桿來確保推出的可靠性。工藝卡序號工序名稱工序內容加工簡圖工藝設備1下料601200mm剪床機2沖孔落料沖內孔與落外形J23-16開式可傾壓力機沖孔落料倒裝復合
17、模3檢驗凸凹模按零件圖紙檢驗檢具結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，所以模具設計就一定要和生產的實際情況結合在一起，書本上的案例大多都由于過于典型而脫離生產實際，所以我們設計時不能完全照搬書本上的設計結構與布置，只能從書本中體會設計的思路和解決問題的方法。就以
18、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，那么技術就永遠不會得到革新，新的生產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
19、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，往往僅是根據標準給定的數(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
20、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
21、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中倒裝復合模導料、定位的一般方式、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
22、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意！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，2012.12魏崢.solidwords 2004冷沖模設計實訓教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2005.13李奇.模具材料及熱處理M.北京：北京理工大學出版社，2012.84俞漢清.金屬塑性成型原理M.北京：機械工業(yè)出版社，20025胡世光.板料冷壓成形原理M.北京：國防工業(yè)出版社，19976肖景容.沖壓工藝學M.北京：機械工業(yè)出版社，20007丁松聚.冷充模設計M.北京：機械工業(yè)出版社，20028劉心治.冷沖壓工藝及模具設計M.重慶：重慶大學出版社，19989張毅.現(xiàn)代沖壓技術M.北京：國防工業(yè)出版社，199410王芳.冷沖壓模具設計指導M.北京：機械工業(yè)出版社，199811楊玉英.實用沖壓工藝及模具設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，200412肖祥芷.中國模具設計大典：第三卷M.南昌：江西科學技術出版社，200313洪慎章.沖模設計速查手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，201214王樹勛.冷沖壓模具結構圖冊大全M.廣州：華南理工大學出版社，1994
雙耳止動墊圈倒裝復合模設計說明書
