墊圈沖壓模具設計

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1、 實驗實訓（設計）報告 項目名稱： 墊圈沖壓工藝及模具設計 專 業(yè)：模具設計與制造 班 級： 模具141 企業(yè)指導老師： 校內(nèi)指導老師： 鄧老師 學 號： 201401091 姓 名： 江峰 地 點：綿陽職業(yè)技術學院 時 間： 2016.7 成績

2、 評定 二〇 一六 年 七 月 十三 日 綿陽職業(yè)技術學院實驗實訓（設計） 進度檢查及成績評定表 日期 內(nèi)容 執(zhí)行情況 指導教師簽名 2016.7.4 下達任務書，查閱相關資料 2016.7.5-7.7 編制工藝方案，填寫工藝卡 2016.7.8-7.13 設計沖壓模具，繪制裝配圖和零件圖 學生姓名 江峰 專業(yè)班級 模具141 學號 201401091 成績匯總 評分項目 評分 比例（％） 分數(shù) 總分 指導教師評分 40 評閱教師評分 30 答辯小組評分

3、30 指導教師 過程評語 評分 簽字： 年 月 日 評閱教師 報告評語 評分 簽字： 年 月 日 答辯小組 答辯評語 評分 簽字： 年 月 日 摘要 本次的課程設計是一個簡單的防滑墊圈及其復合模設計，此副模具是采用落料—沖孔兩道工序相結合的復合模，本人經(jīng)查閱相關書籍、資料以及對設計此副模具所要用到的相關公式、數(shù)據(jù)作出了一個準確的

4、依據(jù)。 本次課程設計一共分為兩部分，和其他模具的設計一樣，第一部是對零件進行工藝分析，接著對工藝方案進行比較，最終確定選用復合模加工制件的工藝方案。然后畫工序圖、排樣圖以及對材料利用率的計算，計算沖壓力，選擇沖壓機。然后填寫沖壓工藝規(guī)程卡。第二部分是沖壓模具的設計，選擇沖模類型以及結構形式，定位方式，卸料方式，模具設計計算（主要計算各類主要零件的外形尺寸），最后確定凸凹模工作部分尺寸。 前言 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓橡膠等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應用。由于采用模具進行生

5、產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低成本，并可保證一定的加工質(zhì)量要求。所以，汽車、飛機、拖拉機、電器、儀表、玩具等的零部件很多采用模具來加工。隨著科學技術的發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快，對產(chǎn)品質(zhì)量外觀不斷提出新要求，對模具質(zhì)量要求也越來越高。模具的設計、制造工業(yè)部門肩負著為相關企業(yè)和部門提供產(chǎn)品的重任。如果模具設計及制造水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，制造周期長，必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品失去競爭能力，阻礙生產(chǎn)和經(jīng)濟的發(fā)展。因此，模具設計及制造技術在國民經(jīng)濟中的地位是顯而易見的。 金屬板料沖壓是模具在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的加工形式之一，隨著市場競爭日趨加劇，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，對生產(chǎn)的安全性，操作的方便

6、性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設計制造技術受到普遍重視。因此學習模具課程，進行模具設計也是適應現(xiàn)代化工業(yè)要求的。 這次課程設計的內(nèi)容是利用CAD等系列軟件設計材料為H62-M的黃銅墊圈沖壓模具，說明書有四部分內(nèi)容，敘述了整個設計的過程。分析了零件的工藝性，經(jīng)濟性，確定零件的沖壓工藝方案及其模具的結構。然后進行模具零件的設計計算。計算出零件尺寸后，通過CAD軟件做出各個零件的實體，最后完成模具裝配。 由于時間比較倉促，有的地方考慮不足，希望老師予以指導。 目錄 1、沖裁件工藝分析???????????????????????

7、??????????????????1 1.1沖裁件的結構工藝性?????????????????????????????????????1 1.2尺寸精度和斷面粗糙?????????????????????????????????????1 2、沖壓工藝方案的確定?????????????????????????????????????2 3、沖壓工藝計算???????????????????????????????????????????4 3.1排樣圖設計，材料利用率計算?????????????????????????????4 3.2計算凹凸模尺寸????????????

8、?????????????????????????????5 4、沖裁力計算及壓力中心計算，初選壓力機???????????????????6 4.1沖裁力計算及初選壓力機?????????????????????????????????6 4.2壓力中心的計算?????????????????????????????????????????7 5、模具結構型式的確定?????????????????????????????????????8 5.1模具結構型式???????????????????????????????????????????8 5.2定位裝置?????????

9、??????????????????????????????????????8 5.3推件裝置???????????????????????????????????????????????8 5.4卸料裝置???????????????????????????????????????????????9 5.5 導向裝置??????????????????????????????????????????????9 6、模具零部件設計????????????????????????????????????????10 6.1落料凹模????????????????????????????

10、??????????????????10 6.2沖孔凸模??????????????????????????????????????????????10 6.3凸凹模????????????????????????????????????????????????11 6.4其他主要零件結構??????????????????????????????????????11 7、零件及壓力機校核???????????????????????????????????????12 7.1墊板的校核????????????????????????????????????????????12 7

11、.2壓力機的校核??????????????????????????????????????????12 總結??????????????????????????????????????????????????????13 參考文獻??????????????????????????????????????????????????14 設計任務書 如圖墊圈零件沖裁圖，材料H62銅片，料厚t=1.5mm,大批量生產(chǎn)，試確定沖裁工藝性， 設計沖裁模。 圖1-1 零件圖 1、沖裁件工藝分析 1.1沖裁件的結構工藝性 表1

12、-1沖裁件結構工藝性分析表 工藝性質(zhì) 沖裁件工藝項目 工藝性允許值 工藝性評價 1.零件結構 該零件結構簡單，尺寸較小，厚度適中，適合沖裁 2.落料圓角半徑 R0.5 0.18t 符合工藝性 3.沖裁件孔的最小尺寸 φ7 0.9t/0.35t 符合工藝性 4.最小孔邊距 3.75 1t 符合工藝性 5.材料 H62 t=1.5mm σs=196MPa σb=412MPa δ=10% 具有良好的沖壓性能 1.2尺寸精度與斷面粗糙度 尺寸精度：該制件所有尺寸都未標注公差，按IT14級確定工件的公差。一

13、般的沖壓均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，各尺寸公差分別為： 22.3-0.520；6-0.30；?14-0.430；?6.50+0.36 表面粗糙度：零件圖上所有未標注表面粗糙度，考慮為12.5μm。適合沖裁。 結論：該制件符合沖裁工藝性，適合冷沖裁加工，其加工工藝性好。 2、沖壓工藝方案確定 該零件包括沖孔和落料兩個基本工序，有以下三種方案可以采用 方案一：先沖孔，后落料，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔—落料復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用 級進模生產(chǎn)。 圖2-1 方案一 圖2-2方案二 圖2-3方案三

14、 表2-1沖壓工藝方案比較表 項目 方案一 方案二 方案三 模具結構 簡單 復雜 復雜 模具數(shù)量 二套 一套 一套 模具壽命 低 較高 不高 制件質(zhì)量 精度低 精度高 精度不高 生產(chǎn)率 低 高 較高 根據(jù)表1-2，確定方案二 倒裝復合模，沖孔廢料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及時清理。安全性相對較低。但工件精度較高,同軸度,對稱度及位置度誤差較小,生產(chǎn)效率較高,對材料要求不嚴,可用邊角料. 正裝復合模，沖孔廢料和工件都落在下模表面，安全性更差。 綜合以上分析比較結果說明，本零件采用倒裝復合模

15、最為合適。 3、沖壓工藝計算 3.1 排樣圖設計，材料利用率計算 （1）為了提高材料利用率選用直排查表6-1-9工件間搭邊值a1=1.8，邊緣搭邊值a=2.2，條料寬度偏差查表6-1-11，取Δ=0.5，導料板與條料之間的最小間隙，查表6-1-13，取Z=0.5 （2）計算送料步距A：經(jīng)計算求得A=14+a1=15.8mm （3）計算料條寬度B：經(jīng)計算求得 B-?0=（Dmax+2a+Z）-?0=（22.3+4.4+0.5）-0.50=27.2-0.50 導料板間的距離 B0 =B+

16、Z=27.2+0.5=27.8mm 以上式中：B―條料的寬度，單位mm Dmax―沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mm a―側搭邊值 Z―導料板于最寬條料之間的間隙 ?―條料寬度的單向（負向）公差 查表7-3-1選擇板料規(guī)則為200010001.5 縱裁： 下條料數(shù)：n=[AB]=100027.2=36(條) 單個條料制件數(shù)：m=[L-a1l+a1]=[2000-1.814+1.8]=126（個） 材料利用率：η縱=nmA0LA100%=36126173.

17、2022000500100%=39.3% 橫裁： 下條料數(shù)：n=[AB]=200027.2=73(條) 單個條料制件數(shù)：m=[L-a1l+a1]=[1000-1.814+1.8]=63（個） 材料利用率：η縱=nmA0LA100%=7363173.20220001000100%=39.8% 由于縱裁與橫裁利用率相差不大，優(yōu)先選用縱裁 圖3-1 縱裁 圖3-2 排樣圖 3.2 計算凹凸模尺寸 (1)凹模磨損后變大的尺寸：A1、A2、A3 查表3-5得：X1=X2=X3=0.5 A1=（6-0.

18、50.3）0+140.3mm=5.850+0.325mm A2=（22.3-0.50.52）0+140.52mm=22.040+0.13mm A3=（14-0.50.43）0+140.43mm=13.7850+0.108mm (2) 凹模磨損后變小的尺寸：B1 查表3-5得：X1=0.5 B1=（6.5+0.50.36）-140.360mm=6.68-0.090mm 查表6-1-1得 Zmin=0.090 Zmin=0.120 凸模刃口尺寸按凹模實際刃口尺寸配制，保證最小合理間隙值Zmin=0.090 4、沖裁力計算及壓力中心計算，初選壓力機 4.1 沖裁力計算及初選

19、壓力機 該制件厚度t=1.5mm，初步考慮采用彈性性卸料裝置，因此完成本制件所需的沖壓力有沖裁力、頂件力、卸料力。 由表 得σb=412MPa 沖孔力：F沖=Ltσb=20.41.5412=12.61KN 落料力：F落=Ltσb=61.51.5412=18.45KN 沖裁力：F=F沖+F落 F=12.61+18.45=31.06KN 卸料力：查表3-15得K卸=0.06 F卸=K卸F=0.0631.06=1.86KN 頂件力：查表3-15得K頂=0.09 F頂=K頂F=0.0931.06=2.80KN F總=F+F卸+F頂=31.06+1.86+2.80=35

20、.72KN F總=F總1.3=46.45KN 從滿足沖壓力的要求來看由國家標準初選J23-6.3壓力機 表4-1 所選擇壓力機的相關參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 立柱距離/mm 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm J23-6.3 63 35 150 200310 150 35 4.2 壓力中心的確定 圖4-1 因為該工件是一個關于x軸和y軸對稱的圖形，所以該工件的中心點O點為壓力中心。 5、模具結構型式的選擇 確定沖壓工藝方案后，

21、應通過分析比較，選擇合理的模具結構型式，使其盡量滿足以下要求： （1）能沖出符合技術要求的工件； （2）能提高生產(chǎn)率； （3）模具制造和維修方便； （4）模具有足夠的壽命； （5）模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。 5.1 模具結構型式 在確定采用復合模后，便要考慮采用正裝式還是倒裝式復合模。大多數(shù)情況優(yōu)先采用倒裝式復合模，這是因為倒裝式復合模的蟲孔廢料可以通過凸凹模從壓力機工作臺孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后，由推薦裝置推出，再由壓力機附上的接件裝置接走。條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全，能保證較高的生產(chǎn)率。而正裝式復合模，沖孔廢料由上模帶上，再由推料裝置推出

22、，工件則由下模的推件裝置向上推出，條料由上模卸料裝置脫出，三者混雜在一起，如果萬一來不及排出廢料或工件而進行下一次沖壓，就容易崩裂模具刃口。 故本零件采用倒裝式復合模結構。 5.2 定位裝置 為了使條料送料時有準確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結構盡量簡單,所以采用定位銷定位。 　　因為板料厚度t=1.5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側面兩個固定擋料銷定位導向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個彈簧擋料裝置的活動擋料銷. 5.3 推件裝置 在倒裝式復合模中，沖裁后工件嵌在上模部分的

23、落料凹模內(nèi)，需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當?shù)赝瞥霭寄！５跊_裁時，剛性推件裝置對工件不起壓平作用，故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時要低些。 由于剛性推件裝置已能保證工件所有尺寸精度，又考慮到剛性推件裝置結構緊湊，維護方便，故這套模具采用剛性結構。為兼顧工件的平整度和尺寸精度，可在剛性推件裝置和凸模固定板之間鑲嵌橡膠。 5.4 卸料裝置 復合模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模設置卸料裝置。 在下模的彈性卸料裝置一般有兩種形式：一種是將彈性零件（如橡膠），裝設在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將彈性零件裝設在下模板下。由于該零件的條料

24、卸料力不大，故采用前一種結構，并且使用橡膠作為彈性零件。 5.5 導向裝置 采用后側導柱式模架。 6、沖裁模零部件結構 6.1 落料凹模外形尺寸H的確定 凹模采用板狀結構通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結構。 圖6-1 凹模厚度 H=kb=22.30.5=11.15<15取為20 凹模壁厚 C=(1.5~2)H=1.520=30mm 凹模寬度 B=s+2c=14+60=74mm 凹模長度 A=b+2c=2

25、2.3+60=82.3mm 式中 b—凹模刃口的最大尺寸 K—系數(shù)，查表3-19 S—垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 查表7-10-2，確定凹模的外形尺寸為1008020mm 6.2 沖孔凸模長度的確定 沖孔凸模在復合模中長度主要由凸模固定板厚度與落料凹模厚度確定，并保證合理間隙Zmin=0.090mm Zmin=0.120mm 圖6-2 L=H+h1=20+14=34mm 6.3 凸凹模外形尺寸的確定 凸凹模長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構，并考慮修模量、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定，并保證合理間隙Zmin

26、=0.090mm Zmin=0.120mm 圖6-3 采用彈壓卸料板時其長度為 L=h1+h2+t+h=14+10+1.5+7.5=32 式中 L—凸凹模長度，mm h1—固定板厚度，mm h2—卸料板厚度，mm t—材料厚度，mm h—增加長度 6.4 其他主要零件結構 上模座1008025 下模座1008030 導套 6523 導柱 20120 模具所需其余結構根據(jù)需要從表7-9-1中選取 7、零件及壓力機校核 7.1墊板的校核 由ρ=FZA得 凸模 ρ=1261

27、033.2=379.82MPa>140MPa 因此凸模需要加裝墊板以降低模座所受的單位壓力 凸凹模 ρ=18450173.2=106.52MPa 因 90<106.52<140滿足模座要求，因此下模座不需加裝墊板 查表7-9-1選用墊板尺寸1008014 7.2壓力機的校核 選用J23-6.3型壓力機，采用固定臺式，工作臺尺寸為200X310mm，其最大閉合高度為150mm 調(diào)節(jié)高度為35mm。 模具閉合高度為：H模=上模座厚度+下模座厚度+凸模固定板厚度+凹模板厚度+卸料板厚度+墊板厚度+安全距離=25+30+14+20+10+4+20=123滿足: Hmax-5≥H模≥

28、Hmin要求 總結 歷經(jīng)近兩周的沖壓模具課程設計即將結束，在這次課程設計中通過參考、查閱各種有關模具設計方面的資料，請教各位老師有關方面的問題，使我對沖壓模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。在這次課程設計過程中我學會了許多書本之外的東西，那就是遇事多動腦，密切與其他同學的合作。并且注意學習其他人的長處，吸收老師和教導者的經(jīng)驗。在實際過程中，遇到許多攔路虎，各種各樣的困難擺在眼前，從中煅煉自己遇到問題時處理問題的能力，使自己在下一次遇到新事物時能更快、更好地熟悉它。 這次設計得到鄧老師悉心的幫助和輔導。在這里，我向所有指導過我的鄧老師和幫助過我的同學們表示衷心的感謝和敬意。有了克服設計期間的種種困難和艱辛的經(jīng)歷，我想，在今后的學習和工作中一定會兢兢業(yè)業(yè)，奮發(fā)向上的拼搏！ 參考文獻 1.《冷沖模設計指導教程與簡明手冊》,機械工業(yè)出版社 ,主編：周理 2.《沖壓工藝與模具設計》, 中南大學出版社,主編：魏春雷、徐慧民 3.《冷沖壓模具設計指導》,北京理工大學出版社 , 主編：王芳