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1、 南京農業(yè)大學工學院 課程設計 課程名稱：沖壓工藝及模具設計 題目名稱：花孔墊圈沖壓模具 班 級：材料成型及控制工程104班 學 號：33310416 學生姓名：楊勇 指導老師：聶信天、夏榮霞、史立新、徐秀英 完成時間：2013年10月10日周五 目 錄 一．零件設計 二．沖裁件的工藝分析 三．確定沖裁工藝方案 四．模具結構形式的選擇 4.1模具的類型的選擇 4.2送料方向與步距的控制 4.3卸料與推件裝置

2、 4.4模架類型及精度 五．沖壓工藝計算 5.1排樣設計及計算 5.2沖壓力計算及初選壓力機 5.3壓力中心的計算 5.4計算凸凹模刃口尺寸 六．主要零件設計 6.1凹模的設計 6.2卸料和推件裝置的設計 6.3凸模固定板的設計 6.4凸模的設計 6.5墊板設計 6.6彈性元件設計 6.7凸凹模的設計 七．模架及其他零部件的選用 八．校核模具閉合高度及壓力機有關參數 九．繪制裝配圖及主要零件圖 十．結束語 一.零件設計 沖壓件名稱：花孔墊圈 材 料：08鋼 板 厚：0.8mm 工件精度： IT9

3、 二．沖壓件的工藝分析 2.1、結構分析 該零件形狀簡單、對稱. 2.2、材料分析 材料為08鋼，抗剪強度為255～353，延伸率為32%，塑性良好，適合沖壓. 2.3、精度分析 精度為IT9，由指導書表5-14得： Φ60的尺寸偏差為0.074，R2.5的尺寸公差為0.025. 三．確定沖裁工藝方案 該沖裁件包括落料和沖孔兩個基本工序，可采用的沖裁方案有單工序沖裁，復合沖裁和級進沖裁三種，零件屬于大批量生產，因此采用單工序需要模具數量多，生產效率低，費用高，不合理。如果采用級進模，需要較多的工位數，必須解決板料的準確定位問題。采用倒裝復

4、合?？梢砸淮螞_壓成形，結構較為簡單，卸件可靠，操作方便。根據以上分析，該零件比較適合采用倒裝復合沖裁工藝方案。 四．模具結構形式的選擇 4.1 模具類型的選擇 根據零件的沖裁工藝方案，采用倒裝復合模。 4.2送料方向與步距的控制 采用兩個活動導料銷控制送料方向，活動擋料銷控制送料步距。 4.3卸料與推件裝置 根據要求采用彈性卸料裝置，廢料能直接從壓力機臺面落下.用剛性推件裝置，直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，沖裁件從上模推下. 4.4 模架類型及精度 由于該沖裁件的尺寸較小，沖裁間隙較小，采用導向平穩(wěn)的中間導柱模架，采用Ⅰ級模架精度

5、. 五．沖壓工藝計算 5.1、排樣設計及計算 根據材料性能、厚度和形狀可確定搭邊值，有課本表3-10查得a=1mm,a1=1.2mm.步距A=D+a=60mm+1mm=61mm,條料寬度B=(D+2a1+Δ)0 -Δ 由課本表3-11得Δ=0.5mm,得B=62.90 -0.5 mm 由CAD得S=462.5mm, L=96.2mm. 一個步距內的材料利用率：η=(S1-S)/AB=(Л30-462.5)/(6162.9)=61.6% 該零件尺寸較小，結構對稱，采用直排的排樣方案，如圖: 5.2沖壓力計算及初選壓力機 該模具采用彈性卸料和下

6、出料方式 5.2.1、兩個工序，沖孔壓力等于沖孔時的沖壓力和落料時的沖壓力之和，查課本表2-3，得08鋼的抗剪能力τ=255～353MPa,取平均值τ=304MPa. K的取值依據沖裁刃口而定，平刃口K=1~1.3，斜刃口K=0.2~0.6，考慮刃口的磨損，生產批量和材料厚度等因素，取K=1.3 5.2.2、落料力 F落=KL1 t τ=1.32ЛR0.8mm304Mpa=59.56KN 5.2.3、沖孔力 F沖=KL2tτ=1.396.2mm0.8mm304Mpa=30.41KN 5.2.4、落料時的卸料力 由課本表3-8得K卸=0.03 F卸=K卸F落=0

7、.0359.56KN=1.79KN 5.2.5、沖孔時的推件力 由課本表3-8得K推=0.05， 取同時梗塞在凹模內的沖件數為3 F推=nK推F沖=30.0530.41KN=4.56KN 5.2.6、沖床的總壓力 F總=F落+F沖+F卸+F推 =(59.56+30.41+1.79+4.56)KN=96.32KN 5.2.7、初選壓力機 據總沖壓力為96.32KN，考慮壓力機的使用安全，總沖壓力一般不應超過壓力機額定噸位的80%. 由指導書表5-10，初選J23-16開式雙柱可傾壓力機. 公稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220m

8、m 封閉高度調節(jié)量：45mm 工作臺尺寸：300mm450mm 模柄孔尺寸：Φ40mm60mm 5.3、壓力中心的計算 由于零件結構對稱，所以壓力中心在孔的中心，即模柄軸線通過壓力中心. 5.4、計算凸凹模刃口尺寸 根據t=0.8mm, 由課本表3-3得: Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm 5.4.1、沖孔：29+0.045 0 mm 由課本表3-5得磨損系數x=1 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.025 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（29+0.0451）0 -0.02=29.0450 -0.02

9、mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(29.045+0.072)+0.025 0=29.117+0.025 0 mm 5.4.2、沖孔:R5.53+0.3 0 mm 由課本表3-5得磨損系數x=0.5 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.02 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（5.53+0.30.5）0 -0.02 =5.680 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(5.68+0.072)+0.02 0 =5.752+0.02 0 mm 5.4.3、沖孔：R2.5 0 -0.025 mm 由課本表3-5得磨損系數x=0.75 由

10、課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.02 d凸=（dmin+xΔ）0 δ凸=（2.5+0.0250.75）0 -0.02 =2.520 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin）δ 0=(2.52+0.072)+0.02 0 =2.592+0.02 0 mm 5.4.4、落料：Φ60 0 -0.074 mm 由課本表3-5得磨損系數x=0.75 由課本表3-6得δ凸=-0.02 δ凹=+0.03 D凹=（Dmax-xΔ）δ 0=(60-0.0740.75)+0.03 0 =59.945+0.03 0 mm D凸=（D凹-Zmin）0 δ凸=(59.945

11、-0.074) 0 -0.02 =59.8710 -0.02 mm 六．主要零件設計 6.1、凹模的設計 b=60mm， t=08mm 由課本表4-3得系數K=0.21 凹模厚度：H=Kb=0.2160mm=12.6mm 取H=20mm 凹模壁厚：C=（1.5～2）H =30～40mm 取C=35mm 凹模寬度：L=b+2C=(60+235)mm=130mm 凹模長度：L=b+2C=（60+235）mm=130mm 按沖壓模標準模架，由指導書表5-31取凹模周界尺寸 LBH=160mm160mm40mm 凹模洞口形狀采用直壁式 材料：T10A

12、 熱處理硬度：60～64HRC 凹模簡圖： 6.2、卸料和推件裝置的設計 根據要求采用彈性卸料版，取厚度為14mm 卸料版尺寸為160mm160mm14mm 材料：Q235 采用剛性推件裝置，直接利用壓力機的打桿裝置進行推件 材料：45鋼 熱處理：淬火 硬度：40～45HRC 6.3、凸模固定板的設計 采用階梯式 厚度h=(0.6～0.8)H凹=(0.6～0.8)40mm=24～32 mm 取h=25mm 外形尺寸與凹模外形尺寸一致. 外形尺寸：160mm160mm25mm 凸模與凸模固定板配合為H7/n6 材料：Q2

13、35、 6.4、凸模的設計 采用階梯式凸模 凸模固定板厚度h1=25mm 卸料版厚度h2=14mm 條料厚度t=0.8mm, 刃口修磨量取6mm 凸模進入凹模深度取0.8mm 安全距離取18mm 凸模長度：L= h1 +h2+t+h=(25+14+6+0.8+0.8+18)mm=64.6mm 凸模材料： T10A 熱處理硬度：58～ 62HRC 凸模簡圖： 6.5墊板設計 厚度一般取5～12mm, 取12mm 外形尺寸為160mm160mm12mm 材料：45鋼 熱處理：淬火 硬

14、度：43～48HRC 6.6彈性元件設計 彈性元件采用橡膠 橡膠工作行程=卸料版工作行程+模具修磨量 H橡膠=H卸料版+H修磨=t+1+6=（0.8+1+6）mm=7.8mm 橡膠的自由高度H0=（3.5～4）H橡膠=（27.3～31.2）mm 取H0=30mm 矩形橡膠在預壓量為15%時單位壓力為0.5Mpa 橡膠面積：A=F卸/P=1790N/0.5Mpa=3580mm 橡膠裝配高度：H裝配=85%H0=0.8530=25.5mm 橡膠采用矩形，中間開圓形孔以避讓凸凹模 取避讓孔為Φ60mm 橡膠一邊取120mm 另一

15、邊為（3580+ЛR）/120=53.4mm 取橡膠外形尺寸120mm55mm 為滿足橡膠的高徑比為0.5～1.5，將橡膠平分為四塊，最大尺寸為60mm，所以H0/D=30/60=0.5 選用的橡膠規(guī)格合理 6.7凸凹模的設計 由于倒裝復合模，孔內會積存廢料，所以最小壁厚要大一些，很據課本表4-4，取最小壁厚為2.3mm, 凸凹模采用螺釘、銷釘與下模座固定，凸凹模固定板厚度取30mm。 H凸凹模=H卸料版+H橡膠+H固定板+1=（14+25.5+30+1）mm=70.5mm 材料：T10A 熱處理：60～64HRC 凸凹模簡圖：

16、 七．模架及其他零部件的選用 7.1、模架選擇 前面已選擇中間導柱模架 由指導書表5-31得： 上模座：LBH=250mm340mm40mm 下模座：LBH=250mm340mm30mm 導柱1：dL=28mm220mm 導柱2：dL=28mm220mm 導套1：dLD=28mm80mm60mm 導套2：dLD=28mm80mm60mm 7.2、螺釘及銷釘的選用 GB/T70.1-2000內六角圓柱螺釘 凹模鎖緊螺釘：M1280 凸凹模鎖緊螺釘：M1080 GB/T119-1986圓柱銷 凹模定位

17、銷：A12110 凸凹模定位銷：A1085 八．校核模具閉合高度及壓力機有關參數 8.1、校核模具閉合高度 H閉=H上+H下+H凸+H凸凹+H墊-2=（40+45+64.6+70.5+24-2）=242.1mm 初選的J23-16開式壓力機最大封閉高度為220mm，未滿足使用要求。 由指導書表5-10 選用J23-25開式雙柱可傾壓力機，最大封閉高度為270mm，封閉高度調節(jié)量為55mm，模具安裝時可用墊塊調整配制。 8.2、沖裁所需總壓力校核 由前面計算可知F總=96032KN，壓力機的公稱壓力為250KN。F總＜F公，滿足生產要求。

18、 8.3、模具最大安裝尺寸校核 模具最大安裝尺寸為170mm170mm，沖床工作臺尺寸為370mm560mm，能夠滿足模具的安裝。 九．繪制裝配圖及主要零件圖 十．心得體會 兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程． 本次課程設計題目是花孔墊圈模具設計，通過對模具各個參數的設計，使我對模具設計的程序有了進一步的了解，對常用零件、機械制圖、公差與配

19、合、金屬材料及熱處理等有了更深刻的認識。 主要通過CAD進行設計，從中我熟悉了模具設計與分析過程，同時也更好的運用軟件進行設計，掌握了查閱相關手冊資料的技巧，對模具設計有了更深刻的認識。達到了進一步鞏固知識的目的和理論與事件的完美結合。 衷心感謝各位老師和同學的幫助。 通過對大學三年的理論知識的系統(tǒng)學習及在校期間的各種實習活動，使我們對本專業(yè)涉及的知識有了初步的認識，為了更進一步把理論知識用于實踐，特進行了本次畢業(yè)設計。 在設計過程中，通過對模具設計的各參數的設計，使我們對機器的設計程序有了進一步的了解，對機械中的常用零件、機械制圖、公差與配合、金屬材料及熱處理、機制工

20、藝、夾具等都有了更深刻的認識，達到了進一步鞏固知識的目的和理論與實踐的完美結合。 課程設計是對我們過去所有課程和畢業(yè)實習的一個綜合考核，在編寫過程中、得到了老師和同學的幫助支持。并多次得到了指導老師的批改和指導。 通過這次課程設計的編寫，得到了老師和同學的幫助支持，使我掌握查閱查資料手冊的能力，使我對以前所學過的各種基礎課，專業(yè)基礎課和專業(yè)課有了更加深刻的認識。培養(yǎng)了我們的實際動手能力，將我們所學的課程有機地結合起來，鞏固所學的專業(yè)知識. 由于本人能力有限，在編寫過程中難免會出錯。敬請各位同學和老師有幫助。最后，忠心感謝各位老師和同學的幫助和支持。 十一、參考文獻 【1】 丁松聚主編《冷沖模設計》 機械工業(yè)出版社 【2】 梅 伶主編《模具課程設計指導書》機械工業(yè)出版社 【3】 朱家誠主編《機械設計課程設計》合肥工業(yè)大學出版社 【4】 姜 勇、劉為亞主編《AutoCAD2007機械制圖基礎培訓教程》人民郵電出版社 【5】 王衛(wèi)衛(wèi)主編《材料成形設備》 機械工業(yè)出版社