墊圈沖壓模設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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1、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱：Q235圓形墊圈級(jí)進(jìn)沖壓模設(shè)計(jì) 報(bào)告題目： 學(xué)生姓名： 所在學(xué)院： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年0 6月25日 目錄 （一）沖裁件工藝分析 ..2 （二）確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 .2 （三）模具設(shè)計(jì)計(jì)算 .3 1、排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距 3 2、材料的禾II用率 ..…..4 3、沖壓力與壓力中心計(jì)算 4 4、沖床選用 5 （四）沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 .…….6 （五）沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..7 1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 7 2

2、、凸模固定板的確定 9 3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定 9 4、導(dǎo)料板的確定 ...10 5、卸料裝置的確定 .1,1 6、 模柄的選用 .11 7、沖模閉合高度計(jì)算 ...12 8、墊板的結(jié)構(gòu) …13 （六）模架選用 ....13 （七）模架基本加工 .13 1.0 如圖1所示零件：屏蔽板生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具 14 圖1零件圖 一沖裁件工藝分析 1、材料：Q235鋼板，具有良好的可沖壓性能。 IT13 2、工件結(jié)構(gòu)形狀：有一個(gè) 0 38mm勺圓孔，墊圈大徑0 42mm 3、尺寸精度：零件圖上所有未標(biāo)注公差

3、的尺寸，屬自由尺寸，可按 級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為： 零件內(nèi)形：①Bgmmo*.1、①42mmq.220。 4、沖孔時(shí)，為了保證內(nèi)外同心度，采用有導(dǎo)向凸模沖孔； 二確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但成本高而生產(chǎn)效率低； 方案二工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但模具強(qiáng)度較差，制造難度大，且 在此墊圈中42 -38=2 mm凸凹模強(qiáng)度不夠，操作也不方便； 2 方案三生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。

4、故采用級(jí)進(jìn)模比較合適，并采用側(cè)刃定距。 三模具設(shè)計(jì)計(jì)算 1、排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距 零件外形為圓形，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中 等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)增 大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖2所示 首先查【1】表2-15有關(guān)表確定搭邊值。 根據(jù)t=1mm兩工件間按圓形取搭邊值 a=0.8mm為了方便計(jì)算，我們?nèi)?a=1mm側(cè)邊取搭邊值a1=1mm并每邊加Immffl來側(cè)刃定距。算的連續(xù)模 進(jìn)料步距為43mm條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算： B=(D+2a1) =(42+2 X 1+2) =46mm

5、 圖2排樣圖 2、材料的利用率n = 100% 2 查【2】式2-9 Bh 得 n = 人一父100%=70.04% 4 46 43 3、沖壓力與壓力中心計(jì)算： 1)沖孔力：沖孔 查【1】式3-4, F沖=KLtp ,查【1】表4-1 Q235 抗拉強(qiáng)度 , =375—460MPa ,取 0b =420MPa , 一般 K=1.3 F 沖=1.3Lt r = 1.3 x 兀 X 38X 1 X420 =65,18 (KN) 2)落料力： F落=1.3Lt r =1.3 x 兀 x42X1X420 =72,04 (KN 3)卸料力F =KsF 查【1】表3

6、-13 , Ks取0.05 =0.05 X (72.04+65.18) =6.879 (KN 4)推件力 F推=nKeF n取4個(gè)， K e取0.055 =n x 0.055 X(72.04+65.18) =4 X 0.055 X 72.04 =30.268 (KN 5)總沖壓力F總=F落+ F沖+F卸+F推 =65.18+72.04+6.879+30.268 = 174.367 (KN 6）壓力中心計(jì)算 圖3 y0 =0 Xo F落,Xi +F沖*X2 F沖+F落 65,18 22 72.04 108 22 108 =70.88mm

7、 4、沖床選用 根據(jù)總沖壓力F總= 156.13KN,查［2］表9-9可知選用開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-25。其工藝參數(shù)如下： 標(biāo)稱壓力：250 KN 滑塊行程次數(shù)：55/次,min-1 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：270mm 密封高度調(diào)節(jié)量：55mm 立柱距離：270mm 滑塊中心線至床身距離：200mm 模柄尺寸：直徑40mm深度60mm 四 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 采用凸凹模分別加工：查【1】表32t=1mm,Q235的沖裁間隙Zmin=0.1、 Zmax=0.14 , zmax -Zmin =0.14—0.1=0.04 1、對(duì)于落料①42mmq220

8、: 8p =0.02、樂=0.03、7 =0.5 查【1】表 3-15、 3-16, 、p +、d=0.02+0.03=0.05> Zmax -Zmin=0.04 根據(jù)【1】式3-18、3-19得：、 6p =0.4(Zmax—Zmin) =0.016 6d =0.6(Zmax-ZmJ =0.024 Dd =(Dmax-4)乎=(42-0.5^0.22) f024 =41.8900.024 mm Dp =(Dd -Zmin)% = (41.89-0.1)嬴=41.790n.小mm 2、對(duì)于沖孔638mm書.1： 6p=0.02、8d=0.03、父=0.75 查【1】表 3-15、

9、3-16,、p +、d =0.02+0.03=0.05> Zmax - Zmin =0.04 根據(jù)［11式3-18、3-19得： 6p =0.4(Zmax—Zmin) =0.016 每d=0.6(Zmax-Zmin) =0.024 dp =(dmax+八)％ =(38+0.7591)，016 =38.075,16 mm dd =(dd +Zmin)B =(38.075+0.1) 0te.024 =38.1750te.024mm 3、對(duì)于側(cè)刃定距采用配合加工法計(jì)算(計(jì)算出凸模尺寸及制造公差，凹模 由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配制) ：對(duì)于43.0500.1 Z =0.75 ,對(duì)于 60

10、0.2 , =0.5 查［1］表 3-15, 是B類尺寸，根據(jù)【1】式3-21得: 0 0 D43.05 =(43.05 +0.75黑0.1)友4 =43.125力.025 D6 =(6+0.5父0.2)% =6.01短 凹?；境叽缗c凸模相同，分別為 43.125,6.01.不必注公差，以 0.1-0.4mm間隙與側(cè)刃凸模配制。 五沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 凹模的外形尺寸一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模 有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一 般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖材件的最大外形尺寸來確定的 。該凹模的

11、外形為矩形。 凹模厚度H=Kb ( n 15mm) 凹模壁厚 c=(1.5 ?2)H(A30?40mm) 式中：b 一沖裁件的最大外形尺寸； K 一系數(shù)，考慮板料厚度的影響。 查表： 表4 —3系數(shù)K值 b/mm 料 厚t/mm 0.5 1 2 3 <50 0.3 0.35 0.42 0.5 K 取 0.4mm H=KB (> 15mm =0.35X42=14.7 H 取 30mm c=(1.5 ?2)H( >30-40mm) =1.5-2) 乂 14.7=30 ?44mm 根據(jù)本次需要 c取30 凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)

12、量、規(guī)格及它們的位置 根據(jù)凹模的大小，在標(biāo)準(zhǔn)的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng) 調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。 凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上、下平面應(yīng)保持平行。型孔的表 面有表面粗糙度的要求 Ra=0.8?0.4 凹模材料選擇與凸模一樣，但熱 處理后的硬度應(yīng)略高于凸模。選用 Cr12為凹模材料。 凹模洞口的類型 凹模洞口類型如圖所示為直筒式刃口凹模。因?yàn)槠渲圃旆胶蠊ぷ鞑糠殖?寸不變。本模具即使用此類型。凹模制造方便，刃口強(qiáng)度高，便于刃磨。 如圖5 圖5 2、凸模固定板的確定 凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣，一般選擇 0.

13、6?0.8倍的 凹模厚度確定，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)查得，基本與凹模外形尺寸相當(dāng)。這里 取0.8倍，H凸=0.8 X30=24mm.取25mm材料可選用 Q235或45鋼， 本此選45鋼。墊板的作用是承受凸?；虬寄５妮S向壓力，防止過大的沖 壓力在上、下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。 3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定 凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的長(zhǎng)度 L=H1+ H2+ H3+ h 式中：H1 —為凸模固定板的厚度 H2 —為導(dǎo)板的厚度 H3 —為導(dǎo)料板的厚度 h 一為附加的長(zhǎng)度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的 深度（0.5?1mm ,凸模固定板與導(dǎo)板的安全距離等。一般取

14、10?20. L=25+10+6+15+1=57mm 選用Cr12為凸模材料。大小凸模均采用 GB 2863.2-81.如下圖6 GB 2863281 圖6 4、導(dǎo)料板的確定 為保證條料的正確送進(jìn)和毛坯在模具中的正確位置，沖裁出外形完整的 合格零件，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零 件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)的不同，所以定位零件的總類很多。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。 定位包含控制送料步距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等。 本模具依靠導(dǎo)料板保 證條料的正確送進(jìn)。其材料為45鋼，熱處理硬度在36?40HRC導(dǎo)料板的間

15、 距應(yīng)等于條料的最大寬度加上一定間隙（一般不大雨 0.5mm）導(dǎo)料板的高度 H視材料的厚t與擋料銷的高度h而定，可查【2】表表2-25取得。 材料厚度 t/mm 擋料銷高 度 h/mm 導(dǎo)料板高度h/mm 1 3 6 5、卸料裝置的確定 設(shè)計(jì)的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸 掉，保證下次沖壓正常進(jìn)行。常用的卸料方式有：剛性卸料和彈壓卸料板。 此次設(shè)計(jì)選用導(dǎo)板卸料，材料選擇為 45鋼，熱處理硬度為32?42HRC凸 模與導(dǎo)板在沖壓過程中始終不脫離配合，導(dǎo)板充當(dāng)卸料板作用，形狀與凹 模相似，厚度h=6mm 6、模柄的選用 模柄選擇壓入式模柄

16、，大小根據(jù)壓力機(jī)模柄孔來選擇。材料為 Q235可參 照GB2862.1-81查【2】表9-41。選用A40M 105。如圖7 7、沖模閉合高度計(jì)算 式中: H=h1+ h2+h3+h4 hl 為凸模墊板厚度 h2為凸模高度 h3為凹模厚度 h4為導(dǎo)料板厚度 H=6+ 51 + 30+6=89mm 8、墊板的結(jié)構(gòu) 墊板裝在固定板與上模座或下模座之間，它的作用是防止沖裁時(shí)凸模壓 壞上模座。墊板的尺寸可在標(biāo)準(zhǔn)中查得。墊板的材料一般可選 45鋼，本模 具也選擇此材料。 六模架的選用 1、模架是由上、下模座，模柄及導(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套） 組成 模架

17、是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖 壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座 用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上、下模座之間靠模架的導(dǎo)向裝置 來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過程中間隙均勻。一般 模架均已列入標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)加以正確選用。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選用【2】表9-46后側(cè)導(dǎo)柱窄型模架。 315-100-200 ~245I GB/T 2851.4 ,上模座 315X 100X45 GB/T2855.5 ;下 模座 315X 100X 55GB/T2855.6,導(dǎo)柱 35 X 160 GB/T 2681.1 ; 35

18、X 405X 43 導(dǎo)套 GB/T 2861.6 模座材料一般選用HT20O HT250也可選用Q235 Q255結(jié)構(gòu)鋼，對(duì)于大 型精密模具的模座選用鑄鋼 ZG35 ZG45此次選用HT20Q模架如圖8所 示： 圖8 七模架基本加工 4.1 凸模的加工 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有 高硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。熱處理硬度要達(dá)到 38?42HRC采用磨銷加工。 4.2 凹模的加工 凹模的加工，采用線切割比較合理，因?yàn)楣ぷ鞑糠趾凸潭ú糠值男螤钆c 尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工。模具刃口要求 有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模， 達(dá)至U 60?64HR%右。 4.3 墊板、凸模固定板、卸料板 且材料要求不是很高，因此采用 45號(hào)鋼，熱處理需要達(dá)到HRC38-42 在加工方面，只要采用機(jī)械加工就可以生產(chǎn)出來，同時(shí)，在復(fù)雜的地方 機(jī) 械加工與線切割加工同時(shí)用上，一般以方便為主。 九參考文獻(xiàn)： 【1】沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)（第二版） 北京大學(xué)出版社 牟林 胡建華 等編著 【2】沖壓模具課程設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 林承全主編