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1、黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 14 頁墊圈沖壓模具設(shè)計摘 要：該設(shè)計是由沖孔落料件設(shè)計，沖壓模設(shè)計組成。詳細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)的選擇與計算，并對模具的總體設(shè)計過程作了介紹。關(guān)鍵字: 沖孔; 落料；工藝性 目 錄1 沖裁件工藝分析12確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式23模具設(shè)計計算3 3.1、排樣、計算條料寬度及確定步距3 3.2、材料的利用率3 3.3、沖壓力與壓力中心計算4 3.4、沖床選用54沖模刃口尺寸及公差的計算65沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計75.1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計75.2、凸模固定板的確定85.3、凸模的結(jié)構(gòu)尺寸確定85.4、導(dǎo)料板的確定

2、85.5、卸料裝置的確定95.6、模柄的選用95.7、沖模閉合高度計算105.8、墊板的結(jié)構(gòu)106模架選用117模架基本加工12 結(jié)論13致謝14參考文獻 151 沖裁件工藝分析如圖1所示零件：圓墊圈生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。1、材料：Q255（半硬），具有良好的可沖壓性能。2、工件結(jié)構(gòu)形狀：有一個24的圓孔，墊圈大徑40。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：240.33mm、400.39mm。圖1 零件圖2 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：

3、落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。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，但模具強度較差，制造難度大，且操作不方便；方案三生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。故采用級進模比較合適。3 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。首先查沖壓模具設(shè)計與制造表2.5.2確定搭邊值。由于材料是Q255，材料厚度是0.8mm,根

4、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)模進料步距為S=D+a1=40+0.8=40.8mm。條料寬度按相應(yīng)的公式計算： B0-=(D+2a)0- =（40+2）0-0.15=420-0.15A=B+C=D+2a+C=40+2+5=47mm 圖2 排樣圖 2、材料的利用率 100%式中：A0一個步距的條料面積; A一制件的面積； 3、沖壓力與壓力中心計算：1）沖孔力: 沖孔 查表確定材料,KT=0.055,Kx=0.04. F=KLt 其中L沖裁周邊長度； t材料厚度；2）落料力：F=KLt=1.3400.8350=45.7KN3）卸料力 FX=KxF沖 查【沖

5、壓模具設(shè)計與制造】表3-13 ，KX取0.04 =0.0445.7 =1.8（KN）4)推件力 FT=nkT（F落+F沖）n取6個 ， KT取0.055 =n0.05545.7=15（KN）5)總沖壓力 F總= F落+ F沖+FX+FT =45.7+27.4+1.8+15=90（KN） 6)壓力中心計算 圖3 壓力中心計算 =4、沖床選用根據(jù)總沖壓力F總=90KN，沖床工作臺面尺寸等，查模具設(shè)計與指導(dǎo)表433可知選用開式壓力機公稱壓力100。其工藝參數(shù)如下：標(biāo)稱壓力：100KN滑塊行程次數(shù)：145次.min-1滑塊行程：45mm最大閉合高度：180mm密封高度調(diào)節(jié)量：35mm立柱距離：180m

6、m滑塊中心線至床身距離：130mm模柄尺寸:直徑30mm；深度88mm4 沖模刃口尺寸及公差的計算采用凸凹模分別加工： 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表2.3.3，知凸凹模的最大間隙Zmax=0.064最小間隙Zmin=0.048,則1、對于落料：A=0.03、T=0.02、x=0.75 查【沖壓模具設(shè)計與制造】表3-15、3-16不滿足A+TZmax-Zmin,因此，只有縮小A，T，提高制造精度，才能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，因此可?。篈0.6（Zmax-Zmin）=0.60.016=0.0096，取A=0.01T0.4（Zmax-Zmin）=0.40.016=0.0064，取T=0.006DA=3

7、9.75DT=39.702、對于沖孔：A=0.02、T=0.006、x=0.75 查【沖壓模具指導(dǎo)】表3-15、3-16 根據(jù)【沖壓模具課程設(shè)計與指導(dǎo)】式3-18、3-19得：dT=（d+）=（24+0.750.39)=24.290-0.006dA=（dT+ Zmin）=（24.29+0.048)=24.34+0.0105 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1、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。該凹模的外形為矩形。 凹模厚度 H=Kb (

8、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41系數(shù)K值b/mm料 厚 t/mm0.512500.30.350.42K取0.32mm H=KB（15mm）=0.3240=12.8mm,取H=25mm c=(1.52)H( 3040mm)=（1.52）25=37.550mm 根據(jù)本次需要 c取40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，滿足機械設(shè)計的要求。凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂

9、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，刃口強度高，便于刃磨。如圖4(詳見附圖) 圖4凹模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0.60.8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=0.825=20mm；材料可選用Q235或Cr12，本次選Cr12。墊板的作用是承受凸?；虬寄５妮S向壓力,防止

10、過大的沖壓力在上、下模板上壓出凹坑,影響模具正常工作。5.3、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為卸料板的厚度 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，凸模進入凹模的深度（0.51mm），凸模固定板與卸料板的安全距離等。一般取1020.L=20+16+0.8+15=51.8選用Cr12為凸模材料，圖形見附圖。5.4、導(dǎo)料板的確定為保證條料的正確送進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

11、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。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【沖壓模具設(shè)計與制造】表2-25選取得。材料厚度t/mm擋料銷高度h/mm 導(dǎo)料板高度h/mm0.8385.5、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模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進行。常用的卸料方式有：剛性卸料和彈壓卸料板。此次設(shè)計選用彈壓

12、卸料板，材料選擇為10鋼，沖裁時，條料容易粘在凸模上，固需要卸料裝置，來使條料脫離凸模。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h=16mm5.6、模柄的選用 模柄選擇壓入式模柄，大小根據(jù)壓力機模柄孔來選擇。材料為Q235，可參照GB2862.1-81查【模具設(shè)計指導(dǎo)】表4-33。選用A3088，如圖5 圖5 模柄5.7、沖模閉合高度計算H=h1h2h3h4 式中：h1 為上模座厚度h2 為凸模固定板厚度h3 為凸模厚度h4 為凹模厚度h5 為下模座厚度H=h1+h2+h3+h4+h5=40+18+32+45+45=1805.8、墊板的結(jié)構(gòu)墊板裝在固定板與上模座或下模座之間

13、，它的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。6 模架的選用模架是由上、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滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面上。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，參考【模具設(shè)計指導(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2

14、0016040，GB/T2855.5；下模座20016045，GB/T2855.6，導(dǎo)柱28150GB/T 2681.1 ； 導(dǎo)套2838 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。7 模架基本加工7.1 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。熱處理硬度要達到5862HRC。采用磨削加工。7.2 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，這類凹模一般采用線切割方法進行加工。

15、模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模，達到5862HRC左右。7.3 墊板、凸模固定板、卸料板 因材料要求不是很高，因此采用45號鋼，熱處理需要達到HRC38-42，在加工方面，只要采用機械加工就可以生產(chǎn)出來，同時，在復(fù)雜的地方機械加工與線切割加工同時用上，一般以方便為主。 結(jié) 論在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我充分認識到其重要性。它是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，也是我們對自己所學(xué)知識的一個檢閱。此次沖壓模具的設(shè)計，我綜合運用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識，這次設(shè)計培養(yǎng)了我獨立工作的能力，鞏固與擴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)

16、計的步驟和方法，提高了自己的計算能力，繪圖能力，熟悉了模具規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更使我認識到對于模具知識是學(xué)無止境的。同時讓我認識到，畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解。這次設(shè)計雖然是我獨立完成，但是我現(xiàn)在的模具知識還比較欠缺。設(shè)計中遇到了很多問題，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助以及自己查找文獻、資料，最終還是把問題給解決了。要想成為一名合格的模具設(shè)計人員，就必須不斷虛心學(xué)習(xí)，只有這樣，我們的水平才會更上一個新臺階。致 謝 首先應(yīng)該感謝黃河科技學(xué)院，讓我在自己的大學(xué)時光中學(xué)到了不少東西，這一段充實而美好的的日子將會是我一生中的財富！本文是在蔣愛云老師精心指導(dǎo)

17、和大力支持下完成的。蔣老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?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，嚴于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我產(chǎn)生重要影響。不僅樹立了遠大的學(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。 本次模具設(shè)計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。參考文獻【1】劉建超，張寶忠.沖壓模具設(shè)計及制造【M】.北京: 高等教育出版社，2004. 【2】史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo)【M】.北京:機械工業(yè)出版社 ,2010 【3】魏春雷，朱三武.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊【M】.天津:天津大學(xué)出版,2010. 【4】林承全，胡紹平.沖壓模具課程設(shè)計【M】.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 【5】鄧明.實用模具設(shè)計簡明手冊【M】.北京：機械工業(yè)出版社.2006