墊圈沖壓模具設計要點

《墊圈沖壓模具設計要點》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《墊圈沖壓模具設計要點（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文?？粕厴I(yè)設計（論文）評語學生姓名:學號：0801080127 院：榮成學院專業(yè)：模具08-1任務起止時間:2011年5月13日至2011年6月15日畢業(yè)設計（論文）題目：墊圈沖壓模具設計指導教師對畢業(yè)設計（論文）的評語:指導教師簽名：指導教師職稱：評閱教師對畢業(yè)設計（論文）的評語:評閱教師簽名：評閱教師職稱：答辯委員會對畢業(yè)設計的評語:答辯委員會評定，該生畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)椋捍疝q委員會主席簽名： 職稱：年 月 日哈爾濱理工大學榮成學院?？粕厴I(yè)設計（論文）任務書學生姓名：學號：0801080127學 院：榮成學院專業(yè)：模具08-1任務起止時間：2011年5月1

2、3日至2011年6月15日畢業(yè)設計（論文）題目：墊圈沖壓模具設計畢業(yè)設計工作內(nèi)容：結(jié)合硅鋼板的結(jié)構(gòu)特點，分型其沖壓工藝特性，確定沖壓成型 工序，設一套完整的沖壓模具，并給出典型零部件零件圖。1 . 了解畢業(yè)設計內(nèi)容，查閱資料（5月13日一5月20日）2 .確定硅鋼板沖裁工序，完成總裝圖和零件圖的設計。（5月21日6月3日）3 .撰寫論文，準備畢業(yè)答辯（6月4日6月15日）。資料：1 .中國模具設計大典.2 .梅伶模具課程設計指導.3 .劉建超沖壓模具設計與制造.指導教師意見：簽名：年 月日指導教師意見：簽名：年 月日墊圈沖壓模具設計摘要本文首先介紹了沖壓成形與模具技術(shù)概況，包括沖壓成形與模具

3、技術(shù)的概念、沖壓設備的選用、沖壓工序的分類，沖模的分類，沖 模設計與制造的要求，常見沖壓設備種類，設備選用和模具安裝 等。然后針對圓形墊片，分析了沖壓工藝方案，確定了排樣方式及 設計方法等；在模具結(jié)構(gòu)設計中，主要介紹了沖壓力與壓力中心的 計算，工作零件刃口尺寸計算，工作零件設計及其他模具結(jié)構(gòu)零件 設計等。最后選擇了模架，繪制了總裝圖和零件圖。所設計的墊片 沖壓模具結(jié)構(gòu)基本合理，基本符合生產(chǎn)要求。關鍵詞 沖壓設備；壓力中心；刃口尺寸目錄摘要I.第1章緒論1.1.1 沖壓成形與模具技術(shù)概述 1.1.1.1 沖壓與沖模概念 1.1.1.2 沖壓工序的分類 1.1.1.3 沖模的分類1.1.1.4 沖

4、模設計與制造的要求 11.2 沖壓設備及選用2.1.2.1 常見沖壓設備21.2.2 沖壓設備的選用21.2.3 模具的次序.3.第2章工藝方案的分析及確定42.1 零件圖4.2.2 零件的工藝分析4.2.3 工藝方案的確定5.2.4 排樣的確定 5.第3章模具結(jié)構(gòu)設計.6.3.1 沖壓力與壓力中心的計算 63.1.1 沖裁方式與沖壓力的計算 63.1.2 沖裁力的計算 .6.3.1.3 卸料力、推件力的計算 63.1.4 總沖裁力的計算73.1.5 壓力中心的計算73.1.6 沖模刃口尺寸的計算 73.2 工作零件刃口尺寸計算83.3 工作零件結(jié)構(gòu)設計與其他模具結(jié)構(gòu)零件 93.3.1 凹模尺

5、寸9.3.3.2 凸凹模尺寸.9.3.3.3 沖孔凸模尺寸.9.3.3.4 其他模具結(jié)構(gòu)零件93.3.5 典型零件加工工藝方案如下 93.4 模架選擇1.0第4章總裝圖11結(jié)論12參考文獻1.3致謝14附錄15第1章緒論1.1 沖壓成形與模具技術(shù)概述1.1.1 沖壓與沖模概念沖壓：在溫室下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓 力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工 方法。沖模：在沖壓加工中，將材料加工成零件的一種特殊工藝裝 備，稱為沖壓模具。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進的模具、高 效的沖壓設備是必不可少的三要素 1 01.1.2 沖壓工序的分類沖壓加工因制

6、件的形狀、尺寸和精度的不同，所采用的工序也 不同。根據(jù)材料的變形特點可將沖壓工序分為分離工序和成形工序 兩類。分離工序是指坯料在沖壓力的作用下，變形部分的應力達到強 度極限以后，是坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序主要有剪裁和 沖裁等。成形工序是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服 極限，但未達到強度極限，是坯料產(chǎn)生索性變形，稱為具有一定形 狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻 邊、旋壓等2。1.1.3 沖模的分類1根據(jù)工藝性質(zhì)分類：沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模。2根據(jù)工序組合程度分類：單工序模、復合模、級進模。1.1.4 沖模設計與制造的要求1.1.4.1 沖壓

7、成形工藝設計(1)沖壓原材料利用率高，即材料消耗應盡可能少。(2)根據(jù)工廠的具體生產(chǎn)條件，制定工藝方案應技術(shù)上先進可 行，經(jīng)濟上合理。(3)工序組合方式和工序排列順序應符合沖壓變形規(guī)律，能確保 沖壓合格的工件。哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文(4)工序數(shù)量應盡可能少，生產(chǎn)效率盡可能高。(5)制定的工藝規(guī)程，應方便工廠的生產(chǎn)組織與管理31.2 沖壓設備及選用1.2.1 常見沖壓設備沖壓設備屬鍛壓機械。常見沖壓設備有機械壓力機和液壓機。機械壓力機按驅(qū)動滑塊機構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式，按滑塊 個數(shù)可分為單動和雙動，按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式和閉式，按自 動化程度可分為普通壓力機和高速壓力機等。而液壓機

8、按工作介質(zhì) 可分為油壓機和水壓機401.2.2 沖壓設備的選用壓力機應根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、模具的外形尺寸以及現(xiàn)有設備等情況進行選擇。壓力機的選用包括選擇壓力機 類型和壓力機規(guī)格兩項內(nèi)容。1.3 .2.1壓力機類型的選擇(1)中、小型沖壓件選用開式機械壓力機。(2)大、中型沖壓件選用雙柱閉式機械壓力機。(3)導板模或要求導套不離開導柱的模具，選用偏心壓力機。(4)大量生產(chǎn)的沖壓件選用高速壓力機或多工位自動壓力機。(5)校平、整形和溫熱擠壓工序選用摩擦壓力機。(6)薄板沖裁、精度沖裁選用剛度高的精密壓力機。(7)大型、形狀復雜的拉伸件選用雙動或三動壓力機。(8)小批量生產(chǎn)中大型厚板

9、件的成形工序多采用液壓壓力機5o1.4 .2.2壓力機規(guī)格的選擇(1)工稱壓力拉深時壓力機噸位比計算出的拉伸力大 60%100%。(2)滑塊行程長度成形拉伸件和彎曲件應使滑行塊長度大于制件 高度的2.53.0倍。(3)行程次數(shù)應根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來考慮。(4)工作臺面尺寸當制件或廢料需下落時，工作臺面尺寸必須大 于下落件的尺寸。對有彈定裝置的模具，工作臺面孔尺寸還應大于 彈頂裝置的外形尺寸。(5)滑塊模柄尺寸模柄孔直徑要與模柄直徑相符合，模柄孔的深 度應大于模柄的長度。(6)閉合高度。(7)電動機功率的選擇必須保證壓力機的電機功率大于沖壓時所 需要的功率6。1.2.3模具的次序(1)根

10、據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機滑塊的高度，使滑塊在下至 點時其底平面與工作臺面之間的距離大于沖模的閉合高度。(2)先將滑塊升到上止點，沖模放在壓力機工作臺面規(guī)定位置， 在將滑塊停在下止點，然后調(diào)節(jié)滑塊的高度，使其底平面與沖模座 上平面接觸。(3)將壓力機滑塊上調(diào)35mm,開動壓力機，空程12次，將滑 塊停于下止點，固定住下模座。(4)進行試沖，并逐步調(diào)整滑塊到所需的高度 7o-24 -第2章工藝方案的分析及確定2.1零件圖本文所設計的墊片零件圖如圖2-1所示圖2-1墊片零件圖技術(shù)要求：1 .零件名稱：圓墊圈2 .材料：203 .材料厚度：t=1.5 mm4 .工件精度：IT142.2零件的工藝分析

11、沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一 般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法 將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝 性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù) 水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形 狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實應性的主要因素。根據(jù) 度囪至囹西囹這一要求對該零件進行工藝分析如下：1材料:該沖裁材料為20鋼是普通碳素鋼，具有良好的可沖壓 性。2零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，比較適合沖裁。3尺寸精度：該沖裁件尺寸精度采用IT14級。2.3工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要

12、包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應進行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術(shù)效果，選擇一個最佳的 合理沖壓工藝方案80該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下3種工藝方 案：(1)先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。(2)落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。(3)沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。方案(1)模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案(2)和方案(3)對于該零件都可以采用，為更好地保證尺寸精度，最后確定用 復合沖裁的方式進行生產(chǎn)。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所

13、以 采用倒裝復合模結(jié)構(gòu)及彈性卸料方式。2.4排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特 別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本 的有效措施之一。排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置(即材料的經(jīng)濟利用)，與沖件的外形有很大關系90根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的 排樣兩種10。考慮到該制件的生產(chǎn)綱領與加工條件，采用條料加工有余料的 排樣。排樣圖見圖2-2。第3章模具結(jié)構(gòu)設計3.1 沖壓力與壓力中心的計算3.1.1 沖裁方式與沖壓力的計算當一次沖裁完成以后

14、，為了能夠順利地進行下一次沖裁，必須 適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同 時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接 決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量1103.1.2 沖裁力的計算計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，考慮到刃口 的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因 素的影響，可取安全系數(shù)為 1.3,于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計 算：F=1.3LTr式(3-1)式中：L沖裁輪廓的總長度(mm);T板料厚度(mm)；-板料的抗剪強度(MPa)。經(jīng)查資料取p300MPa, 按10鋼板計算將相應數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料 F

15、=1.33.14 5X2M.5 ：300=18.4KN3.1.3 卸料力、推件力的計算由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準確計算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗公式計算：FQ1=K1F (N)式(3-2)FQ2=K2nF (N)式(3-3)式中：FQ1、FQ2分別為卸料力、推件力；K1、K2 分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表3-1n同時卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)，F(xiàn)沖裁力(N),按式(3-1)計算。表3-1卸料力、推件力系數(shù)表材料種類板料厚度/mmK1K2鋼0.10.06 0.090.1鋼0.1 0.50.045 0.070.063鋼0.5 2.50.025 0.060.055鋼2.5 6.

16、50.02 0.050.045查表3-1得K1=0.05 K2=0.055。代入公式得:卸料力 FQ1=K1F=404 0.05=2.02KN推件力 FQ2=K2nF=0.055 1 X18.4=1.01KN3.1.4 總沖裁力的計算根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選總沖壓力為：F 總=40.4+18.4+2.02+1.01=61.830.050KN3.1.5 壓力中心的計算該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。3.1.6 沖模刃口尺寸的計算對于沖制薄材料，采用配制法，計算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽纾?先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃各 個尺寸在磨損過程中是變大、變

17、小還是不變這三種情況，然后分別 按不不同的公式計算120為保證凸、凹模之間的間隙值，必須采用凸、凹模配合加工的 方法。由于此零件為落料件，所以采用凹模為基準件，根據(jù)凹模磨損 后的尺寸變化情況。凹模磨損后會增大的尺寸第一類尺寸A式(3-4)式(3-5)式(3-6)A=(Amax-XQ 4凹模磨損后會減小的尺寸第二類尺寸BB=(Bmin+xA) 0 人一凸4凹模磨損后會基本不變的尺寸第三類尺寸C1 1C =(Cmi；1)2 8式中：A、B、C模具基準件尺寸，單位 mm；Amax、Bmin、Cmin工件極限尺寸，單位 mm；A工件公差，單位 mm。表3-2磨損系數(shù)x板料厚度t/mm非圓形圓形10.7

18、50.50.750.5工件公差 A/mm122440.160.200.240.360.420.500.600.160.200.240.160.20.240.30以上是落料凹模的計算方法，相應的凸模應按凹模的尺寸配置，并保證最小的問Zmin間隙值的確定查下表確定: 由IT=14,查公差表得：又由t=0.5mm查表取：x=0.510mm,查公差表，式(3-7)式(3-8)凸、凹模分別按IT14級加工制造，沖孔 取 x=0.5; Af=0.009mm；聞=0.015mm校核p p + 5dl 15mm)=0.26X 100=26mm其中K查表3-2,利用插值法得K=0.26。凹模邊緣壁厚 O (1.

19、52)HC=(1.5-2) 26=(39-52)，實取 C=50mm凹模邊長L=b+2C=100+2X50=200mm查標準 JB/T 6743.1-94;凹模寬 160mm。因此確定凹模外形尺寸為200X160X26mm,將凹模板做成薄型形式并加空心墊板后實際凹模尺寸為 200X160X20mm。表3-3凹模厚度系數(shù) Ktb12工 500.350.4250-1000.220.283.3.2 凸凹模尺寸凸凹模長度：L=h1+h2+h式(3-9)=20+20+16.6=56.6mm 式中：hl凸凹模固定板厚度；h2卸料板厚度h 增加高度(包括凸凹模進入凹模的深度，彈性元件安 裝高度)。3.3.3

20、 沖孔凸模尺寸沖孔凸模尺寸：L凸小1+卜2+卜3式(3-10)=20+10+20=50mm式中：hl凸模固定板厚度h2空心墊板厚度h3凹模板厚度。3.3.4 其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復合模結(jié)構(gòu)特點，查JB/T2885.1-94,確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表 3-5所示。3.3.5典型零件加工工藝方案如下典型零件凹模板的加工工藝為：備料 一熱處理一磨平面一鉗工 一磨平面一熱處理一線切割14。工藝過程如表3-4o表3-4凹模板加工工藝序號工序名稱工序的主要內(nèi)容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平面銃（刨）六平面4鉗工劃線、打螺紋孔、銷釘孔和 穿絲孔5磨平面光上卜平向全

21、圖紙要求6熱處理淬火、回火達到硬度要求7線切割線割內(nèi)型，保證間隙達到要求3.4模架選擇模架選用適合中等精度，上下滑平穩(wěn)，可橫向送料，適于大批 量生產(chǎn)的后側(cè)導柱模架。根據(jù)凹模尺寸的確定查表得模架參數(shù)：表3-5模架參數(shù)模架L=63B=63開模最大高度115mm上模座63X63X 20下模座63X63X 30導柱18X 90導套18X60X 18第4章總裝圖根據(jù)零件的設計，凸凹模的設計，沖壓力的計算，中心壓力的計算，刃口尺寸計算以及其他模具的相關設計分析等，繪制模具總裝配圖4-11.下模座；2.導柱；3.彈簧；4.卸料板；5.活動擋料銷；6.導套；7.上模座；8.凸 模；9.推板；10.模柄；11.

22、模柄；12一沖孔凸模；13.凸模壓板；14.凸模固定板.；15.凹 模固定板；16.凸凹模；17.落料凹模；18.墊板；圖4-1模具總裝圖結(jié)論針對圓形墊片的具體結(jié)構(gòu)，所設計的模具為落料沖孔復合模 具，設計過程包括對零件的分析，工藝方案的確定，排樣的確定， 沖裁力，卸料力和推力的計算，刃口尺寸的計算，工作零件結(jié)構(gòu)， 凹模，凸模尺寸計算與設計，其他模具零部件的選擇以及模架的選 擇。通過本次設計得知圓墊圈采用復合模是因為它具有以下一些優(yōu)點：工件同軸度較好，表面平直，尺寸精度較高；生產(chǎn)效率高，且不受條料外形尺寸的精度限制，有時廢角料也可用以再生 產(chǎn)。它的缺點是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并

23、且 凸凹模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與邊 緣間距較小的下件不宜采用。由于復合模本身所具有的一些優(yōu)點較 明顯，故模具企業(yè)在條件允許的情況下，一般傾向于選擇復合模結(jié) 構(gòu)。1 .梅伶.模具課程設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，20102 .魏春雷.沖壓工藝與模具設計.北京：北京理工大學出版社，20083 .王衛(wèi)衛(wèi).材料成形設備.北京：機械工業(yè)出版社，20104 .甘永立.幾何公差與檢測.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，20085 .楊占堯.沖壓模具圖冊.北京：高等教育出版社，20086 .孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理.北京：高等教育出版社，20067 .翁其金.冷沖壓技術(shù).北京：機械

24、工業(yè)出版社，20008 . 丁松聚.冷沖模設計.北京：機械工業(yè)出版社，19949 .成虹.沖壓工藝與模具設計.北京：高等教育出版社，200010 .杜東福.冷沖壓模具設計.長沙：湖南科學技術(shù)出版社，198511 .吳詩淳.沖壓工藝學.西安：西北工業(yè)大學出版社，199512 .駱志斌.模具工實用技術(shù)手冊.南京：江蘇科學技術(shù)出版社，200013 . ShoWaDenGYosha. AmemiyaT . AdvancedFxonometricsM, 198514 . Yingbin Bao. A comparative study on various ductile crack formation

25、 criteria. Journal of engineering materials and technology, 2007致謝本文是在論文指導老師精心指導和大力支持下完成的。老師以 其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的 工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次課程設 計過程中我也學到了許多有關設計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā) 展趨勢有了很大的了解。通過這次模具設計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這 次課程設計，綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實 際知識進行一次冷沖壓模具設計，通過實際設計從而培養(yǎng)和提高了 自己的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷

26、沖壓模具設計等課程所學的 內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的 基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方 案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了 相應規(guī)范和標準，同時對各科相關的課程都有了全面的復習，獨立 思考的能力也有了提高。并提高了查閱設計資料和手冊的能力，熟 悉了設計中的標準和規(guī)范等。在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合 運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心 情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。1:口.,C3.30附錄1凹模固定板附錄2墊板63.00-6.00li /so一一-產(chǎn)。j. ：L-44.0L附錄3固定板je.oo上-1小工-千牛.X附錄5上模座己0、.一附錄6凸凹模T - 35c13.、0C-90010-0。C9n、TjJE 丁廠-4 6,COJ3,0：附錄7凸模固定板.)- 3.0C附錄8凸模壓板附錄9下模座匕口63.00附錄10卸料板