墊圈-沖壓模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　墊圈沖壓模具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)是由沖孔落料件設(shè)計(jì)，沖壓模設(shè)計(jì)組成。詳細(xì)的敘述了沖壓件工藝性，沖壓工藝方案的選擇，重要零件的而工藝參數(shù)的選擇與計(jì)算，并對(duì)模具的總體設(shè)計(jì)過(guò)程作了介紹。</p><p>　　關(guān)鍵字: 沖孔;

2、落料；工藝性 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 沖裁件工藝分析…………………………………………………………………………1</p><p>　　2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………2</p><p>　

3、　3模具設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1、排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距……………………………………………3</p><p>　　3.2、材料的利用率………………………………………………………………3</p><p>　　3.3、沖壓力與壓力中心計(jì)算………………………………………………………4</

4、p><p>　　3.4、沖床選用………………………………………………………………………5</p><p>　　4沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算………………………………………………………………6</p><p>　　5沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………7</p><p>　　5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)……………………

5、……………………………………7</p><p>　　5.2、凸模固定板的確定…………………………………………………………8</p><p>　　5.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定………………………………………………………8</p><p>　　5.4、導(dǎo)料板的確定………………………………………………………………8</p><p>　　5.5、卸料裝置

6、的確定……………………………………………………………9</p><p>　　5.6、模柄的選用…………………………………………………………………9</p><p>　　5.7、沖模閉合高度計(jì)算…………………………………………………………10</p><p>　　5.8、墊板的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………10</p><p

7、>　　6模架選用…………………………………………………………………………………11</p><p>　　7模架基本加工……………………………………………………………………………12</p><p>　　結(jié)論…………………………………………………………………………………………13</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………

8、……………14</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 15</p><p><b>　　1 沖裁件工藝分析</b></p><p>　　如圖1所示零件：圓墊圈生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具 。</p><p>　　1、材料：Q255（半硬），具有良好的可

9、沖壓性能。</p><p>　　2、工件結(jié)構(gòu)形狀：有一個(gè)φ24的圓孔，墊圈大徑φ40。</p><p>　　3、尺寸精度：零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT13級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：</p><p>　　零件內(nèi)形：φ24±0.33mm、φ40±0.39mm。</p><p><

10、;b>　　圖1 零件圖</b></p><p>　　2 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　

11、方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但成本高而生產(chǎn)效率低；</p><p>　　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，且操作不方便；</p><p>　　方案三生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。</p><p>　　故采用級(jí)進(jìn)模比較合適。</p><p><b>　　3 模具設(shè)計(jì)計(jì)算</b></

12、p><p>　　1、排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距</p><p>　　零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為大等批量生產(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。</p><p>　　首先查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.5.2確定搭邊值。由于材料是Q255，材料厚度是0.8m

13、m,根據(jù)零件形狀，兩工件間圓形搭邊值a=1，側(cè)邊取搭邊值a1=0.8。算的連續(xù)模進(jìn)料步距為S=D+a1=40+0.8=40.8mm。</p><p>　　條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算： </p><p>　　B0-△=(D+2a)0-△ =（40+2）0-0.15=420-0.15</p><p>　　A=B+C=D+2a+C=40+2+5

14、=47mm</p><p><b>　　圖2 排樣圖 </b></p><p>　　2、材料的利用率 </p><p><b>　　×100%</b></p><p>　　式中：A0—一個(gè)步距的條料面積;</p><p><b>　　A—一制件的面積；

15、</b></p><p>　　3、沖壓力與壓力中心計(jì)算：</p><p>　　1）沖孔力: 沖孔 查表確定材料,KT=0.055,Kx=0.04.</p><p><b>　　F=KLt </b></p><p>　　其中L—沖裁周邊長(zhǎng)度；</p><p><b>　　

16、t—材料厚度；</b></p><p><b>　　2）落料力：</b></p><p>　　F=KLt=1.3π×40×0.8×350=45.7KN</p><p>　　3）卸料力 FX=KxF沖 查【沖壓模具設(shè)計(jì)與制造】表3-13 ，KX取0.04 </

17、p><p>　　=0.04×45.7</p><p><b>　　=1.8（KN）</b></p><p>　　4)推件力 FT=nkT（F落+F沖）n取6個(gè) ， KT取0.055</p><p>　　=n×0.055×45.7</p><p><b&

18、gt;　　=15（KN）</b></p><p>　　5)總沖壓力 F總= F落+ F沖+FX+FT</p><p>　　=45.7+27.4+1.8+15</p><p><b>　　=90（KN）</b></p><p><b>　　6)壓力中心計(jì)算</b></p>

19、<p><b>　　圖3 壓力中心計(jì)算</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　4、沖床選用</b></p><p>　　根據(jù)總沖壓力F總=90KN，沖床工作臺(tái)面尺寸等，查《模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》表4—33可知選用開式壓力機(jī)公稱壓力100。其工藝參數(shù)如下：<

20、;/p><p>　　標(biāo)稱壓力：100KN</p><p>　　滑塊行程次數(shù)：145次.min-1</p><p><b>　　滑塊行程：45mm</b></p><p>　　最大閉合高度：180mm</p><p>　　密封高度調(diào)節(jié)量：35mm</p><p>　　立柱距離：1

21、80mm</p><p>　　滑塊中心線至床身距離：130mm</p><p>　　模柄尺寸:直徑30mm；深度88mm</p><p>　　4 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算</p><p>　　采用凸凹模分別加工： 查【沖壓模具設(shè)計(jì)與制造】表2.3.3，知凸凹模的最大間隙Zmax=0.064最小間隙Zmin=0.048,則</p>

22、<p>　　1、對(duì)于落料：δA=0.03、δT=0.02、x=0.75 查【沖壓模具設(shè)計(jì)與制造】表3-15、3-16</p><p>　　不滿足∣δA∣+∣δT∣≤Zmax-Zmin,因此，只有縮小δA，δT，提高制造精度，才能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，因此可?。?lt;/p><p>　　δA≤0.6（Zmax-Zmin）=0.6×0.016=0.0096，取δA=0.

23、01</p><p>　　δT≤0.4（Zmax-Zmin）=0.4×0.016=0.0064，取δT=0.006</p><p><b>　　DA=39.75</b></p><p><b>　　DT=39.70</b></p><p>　　2、對(duì)于沖孔：δA=0.02、δT=0.006

24、、x=0.75 查【沖壓模具指導(dǎo)】表3-15、3-16</p><p>　　根據(jù)【沖壓模具課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)】式3-18、3-19得：</p><p>　　dT=（d+△）=（24+0.750.39)=24.290-0.006</p><p>　　dA=（dT+ Zmin）=（24.29+0.048)=24.34+0.010</p><p>　　

25、5 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　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(lái)確定的。該凹模的外形為矩形。</p><p>　　凹模厚度 H=Kb (≥15mm)</p&

26、gt;<p>　　凹模壁厚 c=(1.5～2)H(≥30～40mm)</p><p>　　式中： b—沖裁件的最大外形尺寸；</p><p>　　K—系數(shù)，考慮板料厚度的影響。</p><p>　　查表： </p><p><b>　　表4－1系數(shù)K值</b></p

27、><p><b>　　K取0.32mm</b></p><p>　　H=KB（≥15mm）=0.32×40=12.8mm,取H=25mm</p><p>　　c=(1.5～2)H( ≥30～40mm)=（1.5～2）×25=37.5～50mm</p><p>　　根據(jù)本次需要 c取40<

28、;/p><p>　　凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)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＝0.8～0.4μm。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。</p>

29、<p><b>　　凹模洞口的類型</b></p><p>　　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叽绮蛔?。本模具即使用此類型。凹模制造方便，刃口?qiáng)度高，便于刃磨。如圖4(詳見附圖)</p><p><b>　　圖4凹模</b></p><p>　　5.2、凸模固定板的確定</

30、p><p>　　凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣，一般選擇0.6～0.8倍的凹模厚度確定，也可以通過(guò)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=0.8×25=20mm；材料可選用Q235或Cr12，本次選Cr12。墊板的作用是承受凸模或凹模的軸向壓力,防止過(guò)大的沖壓力在上、下模板上壓出凹坑,影響模具正常工作。</p><p>　　5.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定</

31、p><p>　　凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的長(zhǎng)度L=H1＋H2＋H3＋h</p><p>　　式中： H1—為凸模固定板的厚度</p><p>　　H2—為卸料板的厚度</p><p>　　H3—為導(dǎo)料板的厚度</p><p>　　h—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

32、定板與卸料板的安全距離等。一般取10～20.</p><p>　　L=20+16+0.8+15=51.8</p><p>　　選用Cr12為凸模材料，圖形見附圖。</p><p>　　5.4、導(dǎo)料板的確定</p><p>　　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

33、依靠定位零件來(lái)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【沖壓模具設(shè)計(jì)與制造】表2-25選取得。<

34、/p><p>　　5.5、卸料裝置的確定</p><p>　　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)選用彈壓卸料板，材料選擇為10鋼，沖裁時(shí)，條料容易粘在凸模上，固需要卸料裝置，來(lái)使條料脫離凸模。</p><p>　　由卸料板、彈性元件、卸料螺釘組成。卸料板形狀與凹模相似，厚度

35、h=16mm</p><p><b>　　5.6、模柄的選用</b></p><p>　　模柄選擇壓入式模柄，大小根據(jù)壓力機(jī)模柄孔來(lái)選擇。材料為Q235，可參照GB2862.1-81查【模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)】表4-33。選用A3088，如圖5</p><p><b>　　圖5 模柄</b></p><p>

36、　　5.7、沖模閉合高度計(jì)算</p><p>　　H=h1＋h2＋h3＋h4</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　h1 為上模座厚度</b></p><p>　　h2 為凸模固定板厚度</p><p><b>　　h3 為凸模厚度

37、</b></p><p><b>　　h4 為凹模厚度</b></p><p><b>　　h5 為下模座厚度</b></p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5=40+18+32+45+45=180</p><p><b>　　5.8、墊板的結(jié)構(gòu)</b>

38、</p><p>　　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。</p><p><b>　　6 模架的選用</b></p><p>　　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。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定

39、在它的上面，并且承受沖壓過(guò)程中的全部載荷。模架的上模座通過(guò)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(lái)保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)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。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要，參考【模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)】選用表5-3彈壓卸料縱向送料典型組合尺寸，由凹模周界尺寸選用：上模座200×160&

40、#215;40，GB/T2855.5；下模座200×160×45，GB/T2855.6，導(dǎo)柱28×150GB/T 2681.1 ； 導(dǎo)套28×38 GB/T 2861.6</p><p>　　模座材料一般選用HT200、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HT200。</p><p>

41、;<b>　　7 模架基本加工</b></p><p>　　7.1 凸模的加工 </p><p>　　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58～62HRC。采用磨削加工。</p><p><b>　　7.2 凹模的加工</b></p><p&g

42、t;　　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，這類凹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)到58～62HRC左右。</p><p>　　7.3 墊板、凸模固定板、卸料板</p><p>　　因材料要求不是很高，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

43、加工就可以生產(chǎn)出來(lái)，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。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我充分認(rèn)識(shí)到其重要性。它是我們步入社會(huì)參與實(shí)際工作的一次極好的演示，也是我們對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一個(gè)檢閱。</p><p>　　此次沖壓模具的設(shè)計(jì)，我綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)

44、課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，鞏固與擴(kuò)充了沖壓模具等課程所學(xué)的內(nèi)容，熟練了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，提高了自己的計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了模具規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更使我認(rèn)識(shí)到對(duì)于模具知識(shí)是學(xué)無(wú)止境的。同時(shí)讓我認(rèn)識(shí)到，畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)雖然是我獨(dú)立完成，但是我現(xiàn)在的模具知識(shí)還比較欠缺。設(shè)計(jì)中

45、遇到了很多問(wèn)題，經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)的幫助以及自己查找文獻(xiàn)、資料，最終還是把問(wèn)題給解決了。要想成為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，就必須不斷虛心學(xué)習(xí)，只有這樣，我們的水平才會(huì)更上一個(gè)新臺(tái)階。</p><p><b>　　致 謝 </b></p><p>　　首先應(yīng)該感謝黃河科技學(xué)院，讓我在自己的大學(xué)時(shí)光中學(xué)到了不少東西，這一段充實(shí)而美好的的日子將會(huì)是我一生中的財(cái)富！<

46、/p><p>　　本文是在蔣愛云老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。蔣老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我產(chǎn)生重要影響。不僅樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)，還使我明白了許多待人接物和為人處世的道理。 </p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)是在蔣老師的精心指導(dǎo)下完成的，在此，鄭重向蔣老師表示崇高的敬意和衷心的感謝

47、。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】劉建超，張寶忠.沖壓模具設(shè)計(jì)及制造【M】.北京: 高等教育出版社，2004. </p><p>　　【2】史鐵梁.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)【M】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2010 </p><p>　　【3】魏春雷，朱三武.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.天津