模具課程設(shè)計-雙耳止動墊圈模設(shè)計要點(diǎn)

《模具課程設(shè)計-雙耳止動墊圈模設(shè)計要點(diǎn)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《模具課程設(shè)計-雙耳止動墊圈模設(shè)計要點(diǎn)（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、沖壓模具課程設(shè)計 題目：雙耳止動墊圈模設(shè)計 專業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院 班級：機(jī)電141 姓名：_ 號：201410824124 指導(dǎo)教師： 提交日期：如17年1月3日 目錄 前言 3 一、題目要求 3 二、制件的工藝分析 3 1、材料分析 3 2、結(jié)構(gòu)分析 4 3、精度分析 4 三、工藝方案的確定 4 四、排樣圖的確定 6 1、材料利用率的計算及排樣圖的繪制 6 五、壓力中心的計算 7 1、壓力中心坐標(biāo)計算公式： 7 2、各線段的重心坐標(biāo)： 8 3、壓力中心坐標(biāo)為： 8 六、計算沖壓初選壓力機(jī) 8

2、七、模具刃口尺寸計算 9 1、落料件尺寸的計算 9 2、沖孔尺寸計算： 10 八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算 11 1、凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 2、定位零件的確定 12 3、卸料裝置的確定與計算 12 4、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計 12 5、卸料橡膠的設(shè)計計算 13 九、裝配圖與零件圖（見 CAD 圖） 15 十、總結(jié) 15 刖百 模具課程設(shè)計是CAD/CA*業(yè)教學(xué)計劃安排的非常重要的教學(xué) 實踐環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)設(shè)計的首選內(nèi)容。其目的在于鞏固《模具結(jié)構(gòu)及 設(shè)計》所學(xué)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計思想，掌握正

3、確的 設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力。通過模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，學(xué)生在工 藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫說明 書和查閱參考文獻(xiàn)等方面受到一次綜合的訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力 和創(chuàng)新設(shè)計能力 名稱：雙耳止動墊圈， 材料：20鋼 生產(chǎn)批量：大批量 材料厚度：t = 1.5 mm 尺寸結(jié)構(gòu)如右圖 :、制件的工藝分析 1、材料分析 20鋼為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。 2、結(jié)構(gòu)分析 雙耳止動墊圈是一般的沖裁件，其特點(diǎn)是：零件結(jié)構(gòu)簡單，工件 尺寸小，尺寸精度低，材料強(qiáng)度不高，外形有圓弧連接過度，對沖裁 加工較為有利，零件上一個孔其中最小孔徑為 10mm

4、大于沖裁最小 圖1 孔徑dmin> t=1.5的要求。另外，經(jīng)計算直徑為 0 10mm勺孔距零件 外形之間的孔邊距為6mm大于沖裁件最小孔邊距 Lmin > 1.5t=2.25mm 的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。 3、精度分析 零件上沒有尺寸標(biāo)注了公差要 求，則其公差要求都屬于IT14。所以， 普通沖裁可以滿足零件的精度要求。 三、工藝方案的確定 雙耳止動墊圈一般有以下三種沖裁工藝方案 方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔一落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 對三種方案進(jìn)行分析如下： 1、方案

5、一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低, 零件精度較差，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。 2、方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位置精度和尺寸精度易于保 證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何 形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 3、方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二相比生產(chǎn) 的零件精度稍差。需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，保證沖壓件的形狀位 置精度。模具制造和裝配較復(fù)合模略復(fù)雜，沖孔落料復(fù)合?；窘Y(jié)構(gòu)。 所以，比較三個方案，采用方案二生產(chǎn)更為合理。 現(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進(jìn)行校核（結(jié)構(gòu)見圖 3）。查資料可知， 當(dāng)材料厚度t為1.5mm時，凸凹模最小壁

6、厚6為4mm而該零件上* 10 的孔距零件外形之間的孔邊距 6mm能滿足復(fù)合模凸凹模最小壁厚的 要求。因此，該零件可以采用復(fù)合模生產(chǎn)。 沖孔落料復(fù)合?；窘Y(jié)構(gòu)/ 1推住圾2凸模3一凹模4凸凹模5卸料板「 四、排樣圖的確定 1、材料利用率的計算及排樣圖的繪制 模具導(dǎo)料零件采用無側(cè)壓的導(dǎo)料板裝置 材料寬度：B\：=(Dmax Za)］： 導(dǎo)料板間距離：A = B - C = Dmax 2a C 查《模具設(shè)計與制造》得：取 ai=2.2mm a=2.5mm 分析零件形狀，應(yīng)采用單直排或著雙直排的排樣方式， 分析材料利用 率，則確定零件的排樣方式有如圖 4所示。 - 4一定 .

7、 圖4 現(xiàn)查資料，選用900mmX 1800mm的鋼板，每張鋼板可剪成20張(44 x 1759)O搭邊取值 2.5mm和2.2mm,條料寬度為 44mm步距為 47.4mm 條料寬度 B : B= (Dmax+2a)―1(39+2X2.5) _0,2 =44_02mm 步距 S : S=30+1.2=31.2mm 一個步距的材料利用率「產(chǎn)導(dǎo)10%==急x100%=7.6% 總利用率“喂 X 100%==港 X 10。％=67.2% 其具體排樣圖如圖5所示 圖5 五、壓力中心的計算 零件是一個非對稱的零件，所 以零件的壓力中心如下計算（見圖 6）,則： 圓弧

8、線段的中心壓力： Rs 1、壓力中心坐標(biāo)計算公式: Xo 二 Li" L2X2 LnXn Li L2 Ln V。= Lyi L2y2 LnVn Li L2 Ln Li = i9.7mm L2=16mm L3=19.7mm L4= - -D mm L5=5.8mm 4 L6=12mm L7=6.8mm L8= D 二二31.4mm L9=d=35.9 mm 360 L10= D 霆=1.4 mm 360 2、各線段的重心坐標(biāo): X1=-18.2, Y1=8 X2=-28 , Y2=0 X3=-18.2, Y3=-8 X4=-8.9

9、, Y4=-7.2 X5=-6 , Y5=-13.1 X6=Q Y6=-16 X7=6 , Y7=-12.6 X8=0 , Y8=0 X9=4.8, Y9=3.6 X10=-7.6 , Y10=8.1 3、壓力中心坐標(biāo)為： x0 = 19.7 (-18.2) 16 (-28) 1.4 (-7.6) 八 =-6.75 y0 = 19.7 16 1.4 19.7 8 16 0 - -1.4 8.1 , 八 =-1.52 19.7 16 1.4 六、計算沖壓初選壓力機(jī) 沖裁力基本計算公式為F=KLt.b 此例中零件的周長為152.2 mm (落料周長為120.8m

10、m沖孔周長為 31.4mm),材料厚度1.5mm 20鋼的抗剪強(qiáng)度取350MPa則沖裁該零 件所需沖裁力為 F 落=1.3 父 120.8 父1.5 M 350N =82466N 》 82.5kN F 沖=1.3父31.4父1.5M350N =21430.5N 定 21kN F= F 落 + F 沖之104kN 根據(jù)資料，可求得： 卸料力為 Fx =KxF =0.05 104KN ： 5.2KN 推件力為 FT = nKT F 沖=6乂 0.055-104kN 兩34.32kN 零件所需得公稱壓力為 F總 Z =F +FT =(104+ 5.2+ 34.32) kN =143.5

11、2kN 一般沖裁時壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計算的沖壓力大 30% 所以，公稱壓力 FZ =151 1.3 196kN 根據(jù)附表1,初選設(shè)備為開式壓力機(jī)JH23-25 七、模具刃口尺寸計算 1、落料件尺寸的計算 根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計算采用分開制造法。 落料件尺寸的計算，落料基本計算公式為： Da =(Dmax -X4苫 Dt =(Da -Zmin)\ =(Dmax -XA-ZmJ0^ 查公差配合表，落料件尺寸都為IT14,所以X=0.5. (1)、尺寸280n.52mm,經(jīng)查圖7得該零件凸、凹模最小間隙Zmin = 0.21mm 最大間隙ZmaF0.25mm查資料可知凸模制

12、造公差6T = 0.020mm,凹模 制造公差6A = 0.025mm ,將以上各值代入6T十旌W Zmax -Zm.,校驗是 否成立，不成立，取 6T =0.4* (Zmax-Zmin) =0.016 6A =0.6* (Zmax-Zmin) =0.024 DA1 = ((28 - 0.5 0.52)) 00.024 mm = 27.7400.024 mm Dt1 = ((27.74-0.132)) "mm = 27.608,016 mm 校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mmF等 式成立 (2)、尺寸164mm,查得其Zmin

13、、Zmax、6T數(shù)值同上一尺寸， aA=0.020mmT = 0.020mm,貝U DA2 =(16-0.5^ 0.43) 00.020 mm = 15.78500.020 mm Dt2 = ((15.785-0.132)) >.020mm =15.653%.020 mm 校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mmF等 式成立。滿足間隙公差條件，故：Da2 =15.78500.20 , Dt2 =15.695^.020 (3)、尺寸12q.43mm,查得其Zmin、Zmax、0、6A數(shù)值同上一尺寸， DA3 = (12 —0.5 0

14、.43)00.020mm = 1 1.78500.020 mm Dt3 = ((11.785-0.132))工2 mm = 1 1.65300.020 mm 校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mmF等 式成立，滿足間隙公差條件，故：Da3 =11.785010.20, Dt3 =11.695,20 (4)、尺寸力22工2mm,查得凸模制造公差 0=0.02mm,凹模制造公 差 6A =0.025mm,校驗是否成立，不成立，取 6T =0.4* ( Zmax-Zmin) =0.016 6A =0.6* (Zmax-Zmin) =0.

15、024該尺寸為雙邊磨損尺寸，所以計算時取雙面間 DA4 = ((22 — 0.5 X 0.52))產(chǎn) mm = 21.74產(chǎn) mm Dt4 = ((21.74-0.132)) [oi6 mm = 21.608，。16 mm 校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mmF等 式成立 (5)、尺寸R2、5mm,查得凸模制造公差 = 0.02mm ,凹模制造公差 6A =0.020mm。且該尺寸為單邊磨損尺寸，則計算時取單面間隙。 DA5 = (2 -0.5 0.25)00.02mm = 1.87500.02mm Dt5 = ((1.

16、875-0.132)) kmm = 1.743，02 mm 校核：校核：0.250mm+0.21mm=0.04mm=0.024mm+0.016mm=0.04mm 核不等式成立 2、沖孔尺寸計算： 沖孔基本公式為：dT =(dmin +X dA =(dmin +XA + Zmin )苫 尺寸410，36mm,查得凸模制造公差6T = 0.02mm,凹模制造公差 8A = 0.02mm。驗證是否滿足 街十九& Zmax -Zmin ,所以 dT =(10 + 0.5M 0.36)，02 mm =10.1800.020 mm dA =(10 0.5 0.36 0.132)00.02 mm

17、 = 10.31200.02 mm 校核：6T十6A《Zmax -Zmin =0.04 (滿足間隙公差條件) 表210落料.沖孔橫刃口始用間耀 材 料 <: * 45 T7, TB （遇火） 65Mn （遇火） ,青卅 （） 做青銅 <） 10, 15、20 冷顯的帶 30的板 H62, H68 （） LY12 （展偌） 硬幗片 Q215、Q235 的板 08、 10. 15 綱板 H62、H6B （） 飩銅（硬）） （軟） 惱膏銅（） H62. H68 (ft) 豌IM (ft) 防助帕 LF2k LF2 軟錦 L2-L6 LY12 (退火) 桐暗戰(zhàn) 的母猿 險霰壞新

18、層壓 費(fèi)瑞布板、國醒 層球電板、商喳 層壓帶板 力學(xué)性能 HBS； $190 KJMPi HBS= 140 790 . 二 400-600 MP加 HHS = 8T40 / = 300-400MPn 小好70 G4300M 露 厚度f 初始間隙之 小 ，S3S J 一 Z. J 0J 0.015 0.035 0.01 0.03 * — # —* 0.2 0.025 0.045 1 一 0.015 0,035 0,01 03 ■ -- . — 0.3 0.04 0.06 0.03 0.

19、05 0.02 0.04 0,01 0.03 0.5 0.08 o.to 0.06 0,08 0.04 0.06 0.025 O.4M5 0.01 0.02 0.8 043 0.16 0.10 0.13 0.07 oao 0.045 0.075 0.015 0.03 ； 0.17 0.20 r 0J3 0.16 0.10 0.13 0.065 0 + D9$ 0.025 。川 1.2 0.21 0.24 0.16 0J9 0.13 0.16 0.075 0305 0.035 E5 0

20、力 0*31 0.21 0.25 0.1$ 0.19 Q.W 0.14 0,04 0.06 1.8 0.34 0 .瑞 0,27 0J1 0.20 0.24 013 047 0.05 om 2.0 0.38 0,42 0*30 0.34 02 0.26 044 0.18 0,06 0.08 2.5 0.49 0.55 0.39 0.45 0.29 035 0.24 0.07 1 i = 0J0 | —— 3.0 0.62 0.68 0.49 0.55 0.36 0.42 口 .23 0

21、.29 0J0 ,033 圖7 八、模具工作零件及其他零件設(shè)計與計算 1、凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 采用復(fù)合模生產(chǎn)，直接同時沖孔和落料，采用常見非圓凸模的結(jié)構(gòu)形 式，與凸模固定板采用過渡配合。凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模 孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算 壓力中心的數(shù)據(jù)，裝壓力中心與模柄中心線重合，具輪廓尺寸計算 凹模采用整體式，查資料可求得： 凹模高度： H =kb=0.4 39mm 16mm 凹模壁厚： C =(1.5~2)H =1.8 16mm ：. 28mm 其中，倒裝復(fù)合模最小壁厚6=4mm 所以，凹模的總長 L =39mm +2x2

22、8mm =95mm , 凹模的寬度 B=27mm + 2 m 28mm % 83mm。 則，初選凹模板規(guī)格為100mmM 100mmM 19mm 2、定位零件的確定 由以上分析已知，由于零件的料厚為 1.5mm所以可以采用彈性 卸料，模具的定位零件采用導(dǎo)料銷與固定擋料銷配合使用。 3、卸料裝置的確定與計算 零件的材料厚度較厚，可以采用彈性卸料，并在卸料板上面開設(shè)與 零件形狀一致的凸模避讓孔。卸料板的外形尺寸與凹模周界相同(100mm x 100mm ,厚 12mm 4、標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計 由計算已知，該凹模的外形尺寸為100m第100mm為了操作方便模 具采用后置導(dǎo)柱模

23、架，根據(jù)以上計算結(jié)果，可查設(shè)計手冊中的滑動 導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架，得100mm 100mm模周界的閉合高度與初選壓力 機(jī)的最大閉合高度不符合。所以，凹模板規(guī)格改為200mm: 160mm 19mm 模架規(guī)格為： 上模座 200mm( 160mm( 40mm 下模座 200mm160mm45mm 導(dǎo)柱28m訴170mm 導(dǎo)套 28m訴 100mm( 38mm 該例中所需沖壓力計算為143.52KN,初選壓力機(jī)為J23—25。 模具中模柄采用凸緣模柄，選用規(guī)格450M 70的模柄。 模具中上模采用墊板以保護(hù)上模座，墊板的外形尺寸同凹模周界， 厚度取10mm 凸模的固定采用了凸模固定板，

24、其外形尺寸也為凹模的周界尺寸， 厚度取16mm 根據(jù)模具的尺寸，選用M6螺釘和010的圓柱銷。凸模采用非圓形直通式 凸模。 5、卸料橡膠的設(shè)計計算 5.1、 為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求： F0 一 Fx式中: F0橡膠在預(yù)壓縮》態(tài)下的壓力，N; Fx卸料力，No 5.2、 為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不應(yīng)超過其自由高度 的 45% 一月S取用2 =(0.35~0.45)Ho 式中：AH2橡膠允許的總壓縮量，mm Ho橡膠的自由高度，mm 橡膠預(yù)壓縮量一月S取自由高度的10%~15 % 即 H0 =(0.10~0.15)H0 式中“H0為橡

25、膠預(yù)壓縮量(mrm。 故 Hi - AH2 _ H0 u(0.25~ 0.35)H。 而 H1 - AH H" 式中：&h卸料板的工作行程，mm ih =t+1 , t為板料厚度； △H”凸模刃口修磨量，mm 士?? *?? ■ di ■ ■ ■■ H1 = H H =1.5+1+5=7.5mm 橡膠的自由高度H0 = - = 21.5~30mm 取H0=25mm (0.25~0.35) 橡膠預(yù)壓縮量&H0=2.5mm 允許最大壓縮量AH2=10mm 5.3、 根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能，性形狀和數(shù)量.沖裁卸 料用較硬橡膠；拉伸壓料用較軟橡膠. 5.4、 根據(jù)卸料

26、力求橡膠橫截面尺寸。 橡膠產(chǎn)生的壓力按下式計算：Fxy =AP 所以，橡膠橫截面積為A = Fxy/P 式中：Fxy橡膠所產(chǎn)生的壓力，設(shè)計時取大于或等于卸料力Fx(即Fo): p橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力，與壓縮量有關(guān)，設(shè)計時取預(yù)壓量下的 單位壓力：A橡膠橫截面積。附表1:橡膠壓縮量和單位壓力表 橡膠壓縮量(％) 單位壓力/Mpa 10 0.26 15 0.5 20 0.74 25 1.06 30 1.52 35 2.1 A = FXY / P =20000 (mrft) fxy=5200N p =0.26 Mpa 用矩形橡膠200X160X25 用公

27、式 b=FXY/aP校核；a=1600mm^的 b=125mmj、于 200mm)f選橡膠 橫截面積S32000mr大于模具安裝中所需橡膠面積A=20000mm)f以， 所選橡膠橫截面積在扣除挖孔等工藝后仍遠(yuǎn)大于模具安裝中所需橡 膠橫截面積，故該橡膠長X寬為 200X 100的規(guī)格合理。 所以，選用橡膠規(guī)格為200X 160X25mm 5.5、 沖孔凸模的長度計算 1凸=卜+卜+%=16+10+16=42卬斷表，選沖孔凸模長度為45mm 式中：hi為凸模固定板厚度 h2為空心墊板厚度 h3為凹模板厚度 5.6、 凸凹模長度計算 L=hi+h2+h+t=16+10+1.5+20=

28、47.5mm hi為凸凹模固定板厚度 h2為空心墊板厚度 t為材料厚度 h為增加高度，取h為20mm 由以上結(jié)果可初選模具零件如下： 下墊板200x160x8 凸凹固定板 200x160x16 卸料板 200x160x10 上墊板 200x160x10 凸凹模固定板 200x160x16 空心墊板 200x160x10 凹模 200x160x19 凸模 10x45 模柄 B 50 JB/T7646.3-2008 沖壓設(shè)備主要參數(shù)為：公稱壓力 250KN滑塊行程100次/秒，最大 閉合高度250,閉合高度調(diào)節(jié)量70mm工作臺尺寸360X560 九、裝配圖與零件圖（

29、見 CAD 圖） 十、總結(jié) 本次設(shè)計，是我的一次較全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，通過這次訓(xùn)練， 我對模具基礎(chǔ)知識及工程力學(xué)、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制圖、金屬 工藝學(xué)、 機(jī)械工程材料專業(yè)基礎(chǔ)課之間的聯(lián)系有了一個較為系統(tǒng)全面 的認(rèn)識， 同時也加深了對所學(xué)知識的理解和運(yùn)用， 將原來看來比較抽 象的內(nèi)容實現(xiàn)為具體化。 這次課程設(shè)計初步掊養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的 設(shè)計思想， 鍛練了我綜合運(yùn)用模具設(shè)計和相關(guān)課程的理論， 結(jié)合和生 產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力， 鞏固、 加深和擴(kuò)展了有關(guān)機(jī) 械設(shè)計方面的知識。 通過制訂設(shè)計方案， 合理選擇傳動機(jī)構(gòu)和零件類 型，正確計算零件的工作能力、確定尺寸和選

30、擇材料，以及較全面地 考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達(dá)到了解和 掌握模具零件、 機(jī)械傳動裝置和簡單模具的設(shè)計過程和方法， 對如計 算、繪圖、熟練和運(yùn)用設(shè)計資料（包括手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等） 以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、 進(jìn)行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)等方面的能力進(jìn)行了一 次全面的訓(xùn)練。 因為本課程的主要目標(biāo)是培養(yǎng)我們具有基本沖裁模設(shè) 計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課， 因此通過設(shè)計的實踐， 使我了解到模具設(shè)計的 基本要求、基本內(nèi)容和一般程序，掌握了機(jī)械零件常用的設(shè)計準(zhǔn)則。 針對課程設(shè)計中出現(xiàn)的問題查閱資料， 大大擴(kuò)展了我們的知識面， 培 養(yǎng)了我們在模具工業(yè)方面的興趣及實際動手能力， 對將來我在模具方 面的發(fā)展起了一個重要的作用。 本次課程設(shè)計是我對所學(xué)知識運(yùn)用的 一次嘗試，是我在機(jī)械知識學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實踐。