墊片模具設計

1、課程設計（說 明 書）題 目：墊片模具設計 姓 名： 印小莉 學 號： 070708239 常熟理工學院 2010 年 11月 目 錄第1章 墊片圖紙及技術要求1.1零件圖1.2技術要求第2章 沖壓工藝與模具設計 2.1沖裁的工藝分析2.2確定沖裁工藝方案及模具結構形式2.3沖壓模具的設計計算 排樣方式的確定及其計算2.32沖壓力的計算壓力中心的確定及相關計算模具刃口尺寸計算確定各主要零件的外形尺寸2.4繪制沖?？傃b圖第3章 主要零件及其他零件設計選取 3.1 主要零件設計 工作零件結構設計 定位零件設計3.2 其他零部件結構設計 導料板的設計 卸料部件的設計 推件裝置 模架的選擇 其他標準件

2、的選擇第5章 結論參考文獻 第1章 墊片圖紙及技術要求 工件名稱：墊片工件簡圖：如圖所示。材料：Q235材料厚度：1.5mm技術要求：零件的精度要求公差等級均為IT110 標準公差表基本尺寸 公差值 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 大于 到 µm mm - 3 3 4 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 3 6 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8

3、 6 10 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.2 10 18 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.7 18 30 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.3 30 50 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.9 50 80 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1

4、.90 3.0 4.6 80 120 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4 120 180 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3 180 250 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2 250 315 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1 315 400 18 25 36 5

5、7 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9 400 500 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7注：基本尺寸小于1mm時，無IT14至IT18。 第2章 沖壓工藝與模具設計2.1 沖壓件工藝性分析 此工件只有落料和沖孔兩個工序。 材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有兩個10mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為6mm(10mm的孔與R10mm外圓之間的壁厚)。此零件厚度小，形狀簡單，要求設計的模具具有高精度和

6、高成型效率。，普通沖裁完全能滿足要求。22沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產效率低，難以滿足中批量生產要求。方案二只需一副模具，工件精度要求高，生產批量大，表面要求平整，并且零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造也并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易滿足。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。 但是復合模具在設計過程

7、中應注意以下問題：（1） 復合模在模具的同一位置上完成兩道或兩道以上的工序，模具結構較復雜，因此應在上下模間設置導向裝置。（2） 當復合模為倒裝結構時，通常采用彈性卸料板卸料；當沖壓毛坯為塊料時，則可用廢料刀卸料，當復合模為正裝結構時，若卸料力不大，應采用彈性卸料裝置；只有卸料力較大，用彈性卸料裝置不能滿足卸料力要求時，才采用剛性卸料裝置，由于彈性卸料具有操作方便的優(yōu)點，因此應盡量采用彈性卸料裝置。（3） 外形復雜的凸凹模，通常設計成直通形式，以方便線切割加工。此時凸凹模的固定方式要根據(jù)凸凹模的結構形狀及尺寸而定?？刹捎寐葆?、銷釘、鉚接、低熔點合金或環(huán)氧樹脂粘接等固定方法。（4） 凸凹模平面尺

8、寸較大時，不論是采用正裝結構還是倒裝結構，均可省去固定板，將凸凹模直接固定在模板上。（5） 對于沖壓非軸對稱制件的復合模，其工作零件必須定位可靠，不允許有轉動的可能。（6） 對于落料沖孔的復合模具，在選用壓力機時也應該注意壓力機的許用載荷曲線，特別當模具工作行程較大時更應注意。（7） 當復合模的導柱采用中間或對角布置時，應使兩導柱直徑不同，以防止上模相對下模錯位180°而發(fā)生事故。2.3 主要設計計算2.31排樣方式的確定及其計算設計復合模，首先要設計條料排樣圖。墊片的形狀兩邊直邊的特點，直排時材料利用率高，應采用直排，設計成直接沖壓，可顯著地減少廢料。查表2.12可得： 工件間搭邊

9、值為1.0mm，側面搭邊值為1.3mm。所以，條料步距為 A = 40 + 20 + 1.0 = 61mm 總體采用彈壓卸料裝置，且為無側壓裝置送料。查表2.12可得： 導料裝置與最寬條料之間的單面最小間隙為0.5mm所以，條料寬度為 B=20 +（1.3*2）+0.5=23.1mm材料利用率的計算 據(jù)查可知：原材料選用800mm*1500mm*2mm的冷軋薄鋼板，每塊可切成47mm*1500mm規(guī)格的條料17條，材料剪切利用率可達99.9%。 一個步距內材料利用率： N= s/s = r/AB100% = 67.76%查板材標準，宜選950mm×1500mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為

10、7張條料（135mm×1500mm），每張條料可沖56個工件，故每張鋼板的材料利用率為67.76%。2.32沖壓力的計算    該模具采用沖孔落料復合模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關計算見表。 =Lt=1.3131.882602=89.2kN Lt=1.3(203.14+12) 2260=50.6KNH=6mm 則n=+=89.2+50.6+3.8+7.6=151.1kN一般沖裁機壓力噸位必計算的沖壓力大30%，即=1.3*151.1=196.5KN橡膠塊：聚胺酯 選用2個。 H=A=d=10mm 則：D=30mm、參數(shù)為(15,30,

11、10)根據(jù)計算結果，沖壓設備擬選J23-25。2.33確定模具壓力中心 模具壓力中心是指沖壓式各沖壓力合力的作用點，為了確定壓力機和模具的正常工作，使沖模的壓力和壓力機滑塊的中心相結合。對稱塊的沖裁，沖裁件的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。本沖裁件是對稱件，所以壓力中心就在沖裁件的幾何中心，即O點，因此不要計算壓力中心。由以上計算結果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心在原點O，所以模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-25沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。2.34工作零件刃口尺寸計算在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結合該模具的

12、特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見表8.2.3所示。1） 孔凸凹模刃口尺寸的計算。由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下： 查表2.4得=0.132 =0.240由工件精度IT=14查標準工差表得=0.58 =0.58 =0.18而對于=1/4校核：-=0.108mm, 滿足：-+查表2.6得：IT14級時磨擦系數(shù)=0.5 ,=0.5凸模磨損后，沖裁

13、件尺寸變小，則其凸凹模尺寸按公式：計算:= 沖孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保證雙面間隙在0.2460.360之間。2）外形落料凸凹模刃口尺寸的計算。對于外形落料采用公差法制作，其凸凹模刃口尺寸的計算如下：當以凹模為基準時，凹模磨損后，刃口部分尺寸變大，因此屬于A類尺寸。按公式由工件精度IT=10查標準工差表得=0.84，而=0.02, =0.025由表2.6得磨損系數(shù)為0.5：則=    注：沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙取08鋼的25。 卸料橡膠的設計選用的四塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。橡膠塊：聚

14、胺酯 選用4個。 H=A=d=10mm 則：D=30mm、參數(shù)為(15,30,10)2.4模具總體設計 （1）模具類型的選擇    由沖壓工藝分析可知，采用分別沖壓，所以模具類型為沖孔落料復合模。（2）定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。（3）卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產，所以采用下出件比較便于操作與提高生產

15、效率。（4）導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整，該級進模采用中間導柱的導向方式。第三章 主要零件及其他零件設計3.1主要零部件設計（1）工作零件的結構設計     落料凹模    結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長L可按公式計算：20+14+1.2+28.8=64mm1) 落料凸、凹模的結構設計。在落料凹模內部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=6mm。

16、該凹模的結構簡單，宜采用整體式。查表2.22，得k=0.5則，凹模高度；凹模壁厚凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長度凹模外形寬度凹模整體尺寸標準化，取為125mm125mm28mm。材料：Crl2MoV 熱處理：5862HRC技術要求：尾部與凸模固定板按H6/m5配合     沖孔凸模    因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個5的圓形凸?？蛇x用標準件B型式（尺寸為5.15×64）。沖8mm孔的凸模結構如圖（b）

17、所示。材料：Crl2MoV熱處理：5862HRC 為了增加凸模強度與剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以選用B形凸模。凸模固定板厚度取27mm，凸模長度根據(jù)結構上的需要來確定由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需對其進行強度校核。沖裁時凸摸進入凹模刃口1mm。     凸凹模的設計    凸凹模采用整體式，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，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)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式、2.9.4計算：

18、60;   該模厚度 H=kb=0.2×127mm=25.4mm（查表2.9.5得k=0.2）   該模壁厚 c=（1.52）H=3850.8mm    取該模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm，    該模寬度B=b+2c=（127+2×45）mm=217mm    該模長度L取195mm（送料方向）    該模輪廓尺寸為195mm×217m

19、m×30mm，結構如圖8.2.4（c）所示。材料：Crl2 MoV 熱處理：6064HRC    （2）定位零件的設計    落料凸模下部設置兩個導正銷，分別借用工件上5mm和8mm兩個孔作導正孔。8mm導正孔的導正銷的結構如圖所示。導正應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以導正銷直線部分的長度為18mm。導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/h6配合。擋料銷：1）選用活動擋料銷（6*22）；如下圖 即L=22mm, d=6

20、mm ES= 0.030mm EI= 0.060mm，d1=8mm, d2=5.5mm, l=12mm, 擋料銷高度選4mm（查表知） 2）導料銷選用規(guī)格為：d=5mm ,L=22mm , l=12mm ,d1=8mm ,d2=5.5mm的導料銷    起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規(guī)格為8×16。3.2 其他零部件的設計     導料板的設計    導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導

21、料板的厚度按表選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。     卸料部件的設計     卸料板的設計    卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。    卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC。    卸料螺釘?shù)倪x用    卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12m

22、m，螺紋部分為M10×10mm。卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在 螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。卸料板；選用彈壓式規(guī)格為：卸料螺釘；選用規(guī)格為 推件裝置推桿；選用規(guī)格為D=6mm , L=45mm推板；選用規(guī)格為D=60mm ,h=9mm推件塊；選用規(guī)格為D=42mm ,H=23mm第四章 結束語 通過這次模具設計,使我明白了沖壓模具設計的重要性以及模具設計需要注意的問題。沖壓過程中機械運動的概述冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設備（壓力機，又名沖床）對其施加壓力，使之產生變形或分離，獲得一定形狀、尺

23、寸和性能的零件。一般生產都是采用立式沖床，因而決定了沖壓過程的主運動是上下運動，另外，還有模具與板料和模具中各結構件之間的各種相互運動。機械運動可分為滑動、轉動和滾動等三種基本運動形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運動形式的特點不同，對沖壓的影響也各不相同。既然沖壓過程存在如此多樣的運動，在沖壓模具設計中就應該對各種運動進行嚴格控制，以達到模具設計的要求；同時，在設計中還應當根據(jù)具體情況，靈活運用各種機械運動，以達到產品的要求。沖壓過程的主運動是上下運動，但是在模具中設計斜楔結構、轉銷結構、滾軸結構和旋切結構等，可以相應把主運動轉化為水平運動、模具中的轉動和模具中的滾動。在模具設計中這些特殊結構是比較復雜和困難，成本也較高，但是為了達