墊圈沖壓模設(shè)計要點

1、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱：Q235圓形墊圈級進(jìn)沖壓模設(shè)計報告題目： 學(xué)生姓名： 所在學(xué)院： 專業(yè)班級： 學(xué)生學(xué)號： 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)計計算.3 1、排樣、計算條料寬度及確定步距3 2、材料的利用率.4 3、沖壓力與壓力中心計算4 4、沖床選用5（四）沖模刃口尺寸及公差的計算.6（五）沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計.71、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計72、凸模固定板的確定93、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定94、導(dǎo)料板的確定.105、卸料裝置的確定.116、 模柄的選用.117、沖模閉合高度計算.128、墊

2、板的結(jié)構(gòu).13（六）模架選用.13（七）模架基本加工.13如圖1所示零件：屏蔽板生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。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。2、工件結(jié)構(gòu)形狀：有一個38mm的圓孔，墊圈大徑42mm。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：、。4、沖孔時，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-落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)

3、。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，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mm,凸凹模強(qiáng)度不夠，操作也不方便；方案三生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。故采用級進(jìn)模比較合適，并采用側(cè)刃定距。三 模具設(shè)計計算1、排樣、計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)就會相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計決定采用單排結(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，為了方便計算，我們?nèi)=1

4、mm,側(cè)邊取搭邊值a1=1mm，并每邊加1mm用來側(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)的公式計算： B=(D+2a1) =(42+2×1+2) =46mm 圖2 排樣圖 2、材料的利用率 查【2】式2-9 得 3、沖壓力與壓力中心計算：1）沖孔力: 沖孔 查【1】式3-4，F(xiàn)=KLt，查【1】表4-1 Q235抗拉強(qiáng)度，取，一般K=1.3 F=1.3Lt =1.3××38×1×420=65.18（KN）2）落料力：F=1.3Lt =1.3××42×1×420 = 72.04（KN）3）卸

5、料力 F卸=KsF 查【1】表3-13 ， 取0.05 =0.05×(72.04+65.18) =6.879（KN）4)推件力 F推=nKeFn取4個 ， K取0.055 =n×0.055×(72.04+65.18) =4×0.055×72.04=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)壓力中心計算 圖3 =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：25

6、0 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算采用凸凹模分別加工：查【1】表3-2,t=1mm,Q235的沖裁間隙Zmin=0.1、Zmax=0.14 , 1、對于落料：=0.02、=0.03、=0.5 查【1】表3-15、3-16, +=0.02+0.03=0.05> =0.04根據(jù)【1】式3-18、3-19得：、 mm mm2、對于沖孔：=0.02、=0.03、=0.75 查【1】表3-15、

7、3-16, +=0.02+0.03=0.05> =0.04根據(jù)【1】式3-18、3-19得：3、對于側(cè)刃定距采用配合加工法計算(計算出凸模尺寸及制造公差，凹模由凸模的實際尺寸按間隙要求配制）：對于=0.75 ，對于=0.5查【1】表3-15, 是B類尺寸，根據(jù)【1】式3-21得：凹模基本尺寸與凸模相同，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1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 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

8、最大外形尺寸來確定的。該凹模的外形為矩形。 凹模厚度 H=Kb (15mm) 凹模壁厚 c=(1.52)H(3040mm)式中： b沖裁件的最大外形尺寸； K系數(shù)，考慮板料厚度的影響。查表： 表43系數(shù)K值b/mm料 厚 t/mm0.5123500.30.350.420.5K取0.4mm H=KB（15mm）=0.35×42=14.7 H取30mm c=(1.52)H( 3040mm)=（1.52）×14.7=3044mm 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)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

9、。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 Ra0.80.4m。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。因為其制造方后工作部分尺寸不變。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52、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0.60.8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=0.8×30=24mm. 取2

10、5mm；材料可選用Q235或45鋼，本此選45鋼。墊板的作用是承受凸模或凹模的軸向壓力,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。凸模的長度L=H1H2H3h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為附加的長度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51mm），凸模固定板與導(dǎo)板的安全距離等。一般取1020.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 圖64、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

11、外形完整的合格零件，模具設(shè)計時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)計時應(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3640HRC，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【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/mm136。5、卸料裝置的確定設(shè)計的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹

12、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)計選用導(dǎo)板卸料，材料選擇為45鋼，熱處理硬度為3242HRC。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，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A40105。如圖7 圖77、沖模閉合高度計算H=h1h2h3h4式中： h1 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=65130+6=89mm8、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

13、作用是防止沖裁時凸模壓壞上模座。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)凸模的運動，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)計模具時，應(yīng)加以正確選用。根據(jù)本次設(shè)計的需要選用【2】表9-46后側(cè)導(dǎo)柱窄型模架。315-100-200245I GB/T 2851.4，上

14、模座315×100×45 GB/T2855.5；下模座315×100×55GB/T2855.6，導(dǎo)柱 35×160 GB/T 2681.1 ；35×405×43導(dǎo)套GB/T 2861.6模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。此次選用HT200，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3842HRC。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，因為工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工