墊片沖裁模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、 目 錄 前言 任務(wù)描述 1 一. 沖壓件工藝性分 2 二. 沖壓工藝方案的確定 2 三. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 2 （1）排養(yǎng)方式的確定以及計(jì)算 2 （2）沖壓力的計(jì)算 2 （3）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 3 （4）工作零件刃口尺寸計(jì)算 3 （5）卸料橡膠的設(shè)計(jì) 4 四. 模具總體設(shè)計(jì) 4 （1）模具類(lèi)型的選擇 4 （2）定位方式的選擇 4 （3）卸料，出件方式的選擇 4 （4）導(dǎo)向方式選擇 5 五. 主要零部件設(shè)計(jì) 5 （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、 5 a.落料凸模 5 b.沖孔凸模 5 c.凹模 5 （2）定位零件的設(shè)計(jì) 6 （3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 6 （4）卸料板部件設(shè)計(jì) 6 （5）模架及其他零部件設(shè)計(jì) 6 六. 模具總裝圖 7 七. 沖壓設(shè)備的選定 7 八. 工作零件的加工工藝 7 九. 模具的裝配 8 十．設(shè)計(jì)小結(jié) 9 附圖 裝配圖 10 （參考文獻(xiàn)）11 沖裁模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 沖裁模設(shè)計(jì)： 根據(jù)給定工件圖設(shè)計(jì)沖裁模具。工件尺寸如圖所示，料厚t=1, 材料:紫銅; 大批量. 要求: 1.

3、完成模具總裝圖(3D電子文檔); 2.完成總裝配圖,圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn); 3.繪制工程圖,圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn). 4.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).(A4紙打印) 工件圖 工件名稱(chēng)：墊片 工件簡(jiǎn)圖：如圖所示 生產(chǎn)批量：大批量 工件材料：紫銅 材料厚度：1 mm 一. 沖壓件工藝性分析 此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。材料為紫銅，具有良好的沖壓性能，適合沖

4、裁。工件結(jié)果簡(jiǎn)單，有2個(gè)直徑10mm的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的尺寸全部為自由公差，可看著IT14級(jí)，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。 二. 沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料 沖孔 兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 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，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。 方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓

5、速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為最佳。 三. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）排養(yǎng)方式的確定以及計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間兩個(gè)孔，直排材料利用率最高。如 圖一 所示的排樣方法，可減少?gòu)U料。第一次沖裁使用活動(dòng)擋料銷(xiāo)，然后第二次可用固定擋料銷(xiāo)。搭邊值取1.5mm，壁厚取2.5mm，條料寬度為65mm，步距為31.5mm，一個(gè)步距的材料利用率為88%（計(jì)算見(jiàn) 表一） （2）沖壓力的計(jì)算 該

6、模具采用級(jí)進(jìn)模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見(jiàn) 表一 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇 J23-25。 圖一 排樣圖 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算 項(xiàng)目分類(lèi) 項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注 排 樣 沖裁件面積A A=6530-2 1793 條料寬度B B=60-22.5 65mm =1.5mm, =2.5mm 步距S S=30+1.5 31.5mm 一個(gè)步距的材料利用率 1

7、00%= 88% 沖壓力 沖裁力F F=KL=1.32501160 52000N L=250mm 卸料力 = F=0.0552000 2600N 查表得=0.05 推件力 =F=60.0652000 18720N 取6 沖壓工藝總力 = ++ =52000+2600+18720 73320N 彈性卸料 下出件 （3）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 通過(guò)軟件得出壓力中心點(diǎn)（0，-8.4） 由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大， 壓力中心偏離坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0）較小，為了便于裝配，模具中心仍先在坐標(biāo)原點(diǎn)。若選用J23-25沖床，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄投影范

8、圍內(nèi)，滿足要求。 （4）工作零件刃口尺寸計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單,適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開(kāi)加工的方法來(lái)計(jì)算，具體計(jì)算見(jiàn) 表二 所示。 表二 工作零件刃口尺寸的計(jì)算 尺寸及分類(lèi) 尺寸轉(zhuǎn)換 計(jì)算公式 結(jié) 果 備 注 落 料 30 查表得沖裁雙面間隙 磨損系數(shù)X

9、=0.5，模具按IT14級(jí)制造。校核滿足 60 36 R15 沖 孔 Φ10　　 孔心距 30 300.26 （5）卸料橡膠的設(shè)計(jì) 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn) 表三。選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表三 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算 項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注 卸料板工作行程 4 mm 為凸模具凹進(jìn)卸料板的高度1mm，為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm，為凸模修磨量取5mm

10、,取為的25%，選用4個(gè)圓筒形橡膠 橡膠工作行程 9 mm 橡膠自由高度 36 mm 橡膠的預(yù)壓縮量 5.4 mm 每個(gè)橡膠承受的載荷 650 N 橡膠的外徑D 42 mm 校核橡膠自由高度 滿足要求 橡膠的安裝高度 30.6 mm 四. 模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。 （2）定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖钦{(diào)料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)初定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定距。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋

11、料銷(xiāo)定距。 （3）卸料、出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾? mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （4）導(dǎo)向方式選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用對(duì)角式導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 五. 主要零部件設(shè)計(jì) （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a.落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5?？傞L(zhǎng)L可按公式計(jì)算： L==15+8+30.6-1=

12、52.6mm b.沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，加工簡(jiǎn)單，便于裝備與更換。見(jiàn)圖 c.凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模具在模架上的位置時(shí)。要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算： 凹模厚度H=kb=0.3x60 mm=18 mm，為了方便橡膠安裝，取H=25 mm 凹模壁厚c=（1.5-2）H=37.5-50 mm，取c=40 mm 凹模寬度 B=b+2c=(60+2x40) mm=140

13、mm 取B=150 mm 凹模長(zhǎng)度 L取147.5 mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為147.5mm x150mm x25mm，結(jié)構(gòu)如圖所示 圖二 落料凸模和沖孔凸模零件圖（草圖） 圖三 凹模零件圖（草圖） （2）定位零件的設(shè)計(jì) 落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，借用工件直徑10 mm的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷(xiāo)采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。

14、 （3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1 mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板厚度取4 mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45 HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動(dòng)擋料銷(xiāo)凹槽。 （4）卸料板部件設(shè)計(jì) a.卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8 mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45 HRC。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為8 mm，螺紋部分為M6x4 mm。 （5）模架及其他零部件設(shè)計(jì) 該模具

15、采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向裝置安裝在模具對(duì)稱(chēng)線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，便于橫向送料；以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模具規(guī)格。 導(dǎo)柱分別為28x100，32x100；導(dǎo)套分別為28x42x95, 32x45x95。 上模座厚度取40 mm，上墊板厚度取5 mm，固定板厚度取15 mm，下模座厚度取45 mm； 那么該模具的閉合高度： ==40+5+52.6+25+45-2=165.6 mm 式中：L—凸模長(zhǎng)度，L=52.6 mm H—凹模厚度，H=25 mm —凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，=2 mm 可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-25

16、的最大裝模高度220 mm，可以使用。 六．模具總裝圖（見(jiàn)附圖） 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模3個(gè)、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷(xiāo)21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，利用條料上的孔作為導(dǎo)正銷(xiāo)孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。首次沖壓采用活動(dòng)擋料銷(xiāo)，而后用落料孔套在活動(dòng)擋料銷(xiāo)上完成精確定距。 七．沖壓設(shè)備的選定 通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25能滿足使用要求。 其主要參數(shù)如下

17、： 公稱(chēng)壓力：250 kN 滑塊行程：65 mm 最大閉合高度：270 mm 最大裝模高度：220 mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：55 mm 工作臺(tái)尺寸（前后x左右）：370x560 mm 墊板尺寸（厚度x孔徑）：50x200 mm 模柄孔尺寸：φ40x60 mm 最大傾斜角度：30 八.工作零件的加工工藝 本副沖裁模，模具零件的加工的關(guān)鍵在工作零件，固定板以及卸料板，大多數(shù)才用線切割加工。沖孔凸模是由車(chē)床加工形成， 表四 為沖孔凸模加工工藝過(guò)程。 表四 沖孔凸模加工工藝過(guò)程 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 工 序 簡(jiǎn) 圖 1 備料 將毛胚鍛

18、成原棒Φ15x65 2 熱處理 退火 3 車(chē)削 按圖車(chē)削外形 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨端面 工作端留單邊余量0.3 6 磨削 精磨外圓端面至尺寸 7 鉗工精修 全面達(dá)到要求 檢 驗(yàn) 九.模具的裝配 根據(jù)級(jí)進(jìn)模裝配要點(diǎn),本模具的裝配選凹模為基準(zhǔn)件,先裝下模,再裝上模。并調(diào)整間隙,試沖,返修。具體裝配見(jiàn) 表五 所示。 表五 墊片級(jí)進(jìn)模裝的配 序 號(hào) 工 序 工 藝 說(shuō) 明 1 凸模、凹模 預(yù)配 ①裝配前仔細(xì)檢查凸模形狀及尺寸及凹模形孔，凸凹模的形狀、尺寸，是否符合圖紙

19、要求尺寸精度、形狀 ②將各凸模分別與相應(yīng)的凹模、凸凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻，不適合的應(yīng)重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⑼鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固 3 裝配下模 ①下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板； ②在下模座、導(dǎo)料上用已加工好的凹模分別確定其螺孔的位置，并分別鉆孔，攻絲； ③將下模座、導(dǎo)料板、凹模、活動(dòng)擋料銷(xiāo)、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷(xiāo)釘 4 裝配上模 ①在已裝好下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模2預(yù)裝下模座； ②預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷(xiāo)孔位置并

20、鉆鉸螺孔、銷(xiāo)孔； ③用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起，但不要擰緊； ④將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠預(yù)壓縮量，使卸料板高出凸模下端約1 mm； ⑤復(fù)查凸模、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ⑥安裝導(dǎo)正銷(xiāo)釘 ⑦切紙檢查，合適后鉆銷(xiāo)釘孔，打入銷(xiāo)釘 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整 十．設(shè)計(jì)小結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)禮拜的辛苦奮斗，使我對(duì)模具有了更多的認(rèn)識(shí)，也得到了更多的經(jīng)驗(yàn)。反反復(fù)復(fù)的查表和修改，依舊樂(lè)此不疲，讓我對(duì)一些錯(cuò)誤有了深刻的印象。 設(shè)計(jì)過(guò)程是煩瑣的，首先用UG做的三維零件圖—再裝配；然后轉(zhuǎn)變成CAD的平面圖，然

21、后再做裝配圖；尤其是設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 最是麻煩，也是修改最多次的地方，不但要保證內(nèi)容正確，還要讓頁(yè)面顯的清楚，整齊，明了； 這次小小的設(shè)計(jì)也是一次很好的歷練，讓我意識(shí)到，做什么事情都不是那么簡(jiǎn)單，要搞好設(shè)計(jì)不但需要 廣泛的理論知識(shí)，還有 熟練的軟件使用和操作，今后還有更多復(fù)雜的模具考驗(yàn)我，有了這次經(jīng)驗(yàn)，或許能解決不少難題。 附圖 墊片級(jí)進(jìn)模裝配圖 1—下模座 ；2—導(dǎo)柱；3—導(dǎo)正銷(xiāo)；4—導(dǎo)套；5—凸模固定板；6—上墊板；7—上模座； 8—卸料螺釘；9—模柄；10—圓柱銷(xiāo)；11—緊固螺釘；12—沖孔凸模；13—落料凸模； 14—彈

22、簧橡膠；15—卸料板；16—凸模；17—緊固螺釘；18—圓柱銷(xiāo)；19—緊固螺釘 20—擋料銷(xiāo)；21—活動(dòng)擋料銷(xiāo)；22—導(dǎo)料板 【參考文獻(xiàn)】 1. 劉建超、張寶忠主編：《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 北京：高等教育出版社，2004.8 2. 劉小年主編：《機(jī)械制圖》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.5 3. 喬元信主編：《公差配合與技術(shù)測(cè)量》 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006.7 4. 謝增明主編：《鉗工技能培訓(xùn)》 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2005.6 5. 陳立德主編：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 北京：高等教育出版社，2005.6 6. 李華主編：《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 北京：高等教育出版社，2005.1 7. 王紀(jì)安主編：《工程材料與材料成形工藝》 北京：高等教育出版社，2000.8 8. 曹洪利主編：《高級(jí)模具鉗工與技能訓(xùn)練》 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社2006.7 - 14 -