墊圈沖壓模設(shè)計(jì)要點(diǎn)

湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱(chēng)：Q235圓形墊圈級(jí)進(jìn)沖壓模設(shè)計(jì)報(bào)告題目：學(xué)生姓名：所在學(xué)院：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：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(jì)計(jì)算 .31、排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距 32、材料的禾II用率 .43、沖壓力與壓力中心計(jì)算44、沖床選用5（四）沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 .6（五）沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .71、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)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 .1,16、 模柄的選用.117、沖模閉合高度計(jì)算.128、墊板的結(jié)構(gòu)13（六）模架選用.13（七）模架基本加工.131.0如圖1所示零件：屏蔽板生產(chǎn)批量：大批量設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具14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。IT132、工件結(jié)構(gòu)形狀：有一個(gè) 0 38mm勺圓孔，墊圈大徑0 42mm3、尺寸精度：零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按級(jí)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：Bgmmo*.1、42mmq.220。4、沖孔時(shí)，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(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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42 -38=2 mm凸凹模強(qiáng)度不夠，操作也不方便；2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(jí)進(jìn)模比較合適，并采用側(cè)刃定距。三模具設(shè)計(jì)計(jì)算1、排樣、計(jì)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(huì)相應(yīng)增 大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)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(jì)算，我們?nèi)?a=1mm側(cè)邊取搭邊值a1=1mm并每邊加Immffl來(lái)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(jì)算：B=(D+2a1) =(42+2 X 1+2) =46mm圖2排樣圖2、材料的利用率n=100%2查【2】式2-9 Bh得 n = 人一父100%=70.04%4 46 433、沖壓力與壓力中心計(jì)算：1)沖孔力：沖孔 查【1】式3-4, F沖=KLtp ,查【1】表4-1 Q235 抗拉強(qiáng)度 , =375460MPa ,取 0b =420MPa , 一般 K=1.3F 沖=1.3Lt r= 1.3 x 兀 X 38X 1 X420=65,18 (KN)2)落料力：F落=1.3Lt r=1.3 x 兀 x42X1X420=72,04(KN3)卸料力F =KsF 查【1】表3-13 , Ks取0.05=0.05X (72.04+65.18)=6.879(KN4)推件力 F推=nKeF n取4個(gè)， Ke取0.055=nx 0.055 X(72.04+65.18)=4X 0.055 X 72.04=30.268 (KN5)總沖壓力F總=F落+ F沖+F卸+F推=65.18+72.04+6.879+30.268= 174.367 (KN6）壓力中心計(jì)算圖3y0 =0XoF落,Xi +F沖*X2F沖+F落65,18 22 72.04 10822 108=70.88mm4、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(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25。其工藝參數(shù)如下：標(biāo)稱(chēng)壓力：250 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(jì)算采用凸凹模分別加工：查【1】表32t=1mm,Q235的沖裁間隙Zmin=0.1、 Zmax=0.14 ,zmax -Zmin =0.140.1=0.041、對(duì)于落料42mmq220 : 8p =0.02、樂(lè)=0.03、7 =0.5 查【1】表 3-15、 3-16,、p +、d=0.02+0.03=0.05> Zmax -Zmin=0.04根據(jù)【1】式3-18、3-19得：、6p =0.4(ZmaxZmin) =0.0166d =0.6(Zmax-ZmJ =0.024Dd =(Dmax-4)乎=(42-0.50.22) f024 =41.8900.024 mmDp =(Dd -Zmin)% = (41.89-0.1)嬴=41.790n.小mm2、對(duì)于沖孔638mm書(shū).1： 6p=0.02、8d=0.03、父=0.75 查【1】表 3-15、 3-16,、p +、d =0.02+0.03=0.05> Zmax - Zmin =0.04根據(jù)11式3-18、3-19得：6p =0.4(ZmaxZmin) =0.016每d=0.6(Zmax-Zmin) =0.024dp =(dmax+八) =(38+0.7591)，016 =38.075,16 mmdd =(dd +Zmin)B =(38.075+0.1) 0te.024 =38.1750te.024mm3、對(duì)于側(cè)刃定距采用配合加工法計(jì)算(計(jì)算出凸模尺寸及制造公差，凹模 由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配制) ：對(duì)于43.0500.1 Z =0.75 ,對(duì)于 600.2 , =0.5 查1表 3-15,是B類(lèi)尺寸，根據(jù)【1】式3-21得:00D43.05 =(43.05 +0.75黑0.1)友4 =43.125力.025D6 =(6+0.5父0.2)% =6.01短凹?；境叽缗c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(jì)1、凹模的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)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最大外形尺寸來(lái)確定的。該凹模的外形為矩形。凹模厚度H=Kb ( n 15mm)凹模壁厚 c=(1.5 2)H(A3040mm) 式中：b 一沖裁件的最大外形尺寸；K一系數(shù)，考慮板料厚度的影響。查表：表4 3系數(shù)K值b/mm料 厚t/mm0.5123<500.30.350.420.5K 取 0.4mmH=KB (> 15mm =0.35X42=14.7 H 取 30mmc=(1.52)H( >30-40mm) =1.5-2) 乂 14.7=30 44mm根據(jù)本次需要c取30凹模一般采用螺釘和銷(xiāo)釘固定。螺釘和銷(xiāo)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(xiāo)孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)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 Ra=0.80.4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(lèi)型凹模洞口類(lèi)型如圖所示為直筒式刃口凹模。因?yàn)槠渲圃旆胶蠊ぷ鞑糠殖?寸不變。本模具即使用此類(lèi)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(guò)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 X30=24mm.取25mm材料可選用 Q235或45鋼，本此選45鋼。墊板的作用是承受凸?；虬寄５妮S向壓力，防止過(guò)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(zhǎng)度 L=H1+ H2+ H3+ h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一為附加的長(zhǎng)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6GB 2863281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，沖裁出外形完整的 合格零件，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零 件來(lái)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(lèi)很多。 設(shè)計(jì)時(shí)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(xiāo)的高度h而定，可查【2】表表2-25取得。材料厚度t/mm擋料銷(xiāo)高度 h/mm導(dǎo)料板高度h/mm1365、卸料裝置的確定設(shè)計(jì)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(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(jì)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(guò)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=6mm6、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(lái)選擇。材料為Q235可參照GB2862.1-81查【2】表9-41。選用A40M 105。如圖77、沖模閉合高度計(jì)算式中:H=h1+ h2+h3+h4hl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=6+ 51 + 30+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，它的作用是防止沖裁時(shí)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(guò)程中的全部載荷。模架的上模座通過(guò)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(tái)面上。上、下模座之間靠模架的導(dǎo)向裝置 來(lái)保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)程中間隙均勻。一般 模架均已列入標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)加以正確選用。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選用【2】表9-46后側(cè)導(dǎo)柱窄型模架。315-100-200 245I GB/T 2851.4 ,上模座 315X 100X45 GB/T2855.5 ;下 模座 315X 100X 55GB/T2855.6,導(dǎo)柱 35 X 160 GB/T 2681.1 ; 35X 405X 43 導(dǎo)套 GB/T 2861.6模座材料一般選用HT20O HT250也可選用Q235 Q255結(jié)構(gòu)鋼，對(duì)于大 型精密模具的模座選用鑄鋼 ZG35 ZG45此次選用HT20Q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(shí)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(xiāo)加工。4.2 凹模的加工凹模的加工，采用線切割比較合理，因?yàn)楣ぷ鞑糠趾凸潭ú糠值男螤钆c 尺寸做成一樣，這類(lèi)凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工。模具刃口要求 有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。熱處理硬度要稍高于凸模， 達(dá)至U 6064HR%右。4.3 墊板、凸模固定板、卸料板且材料要求不是很高，因此采用 45號(hào)鋼，熱處理需要達(dá)到HRC38-42 在加工方面，只要采用機(jī)械加工就可以生產(chǎn)出來(lái)，同時(shí)，在復(fù)雜的地方 機(jī) 械加工與線切割加工同時(shí)用上，一般以方便為主。九參考文獻(xiàn)：【1】沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)（第二版）北京大學(xué)出版社 牟林 胡建華等編著【2】沖壓模具課程設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社 林承全主編