墊圈沖壓模具設(shè)計.doc
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實驗實訓(xùn)(設(shè)計)報告
項目名稱: 墊圈沖壓工藝及模具設(shè)計
專 業(yè):模具設(shè)計與制造 班 級: 模具141
企業(yè)指導(dǎo)老師: 校內(nèi)指導(dǎo)老師: 鄧?yán)蠋?
學(xué) 號: 201401091 姓 名: 江峰
地 點:綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 時 間: 2016.7
成績
評定
二〇 一六 年 七 月 十三 日
綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院實驗實訓(xùn)(設(shè)計)
進(jìn)度檢查及成績評定表
日期
內(nèi)容
執(zhí)行情況
指導(dǎo)教師簽名
2016.7.4
下達(dá)任務(wù)書,查閱相關(guān)資料
2016.7.5-7.7
編制工藝方案,填寫工藝卡
2016.7.8-7.13
設(shè)計沖壓模具,繪制裝配圖和零件圖
學(xué)生姓名
江峰
專業(yè)班級
模具141
學(xué)號
201401091
成績匯總
評分項目
評分
比例(%)
分?jǐn)?shù)
總分
指導(dǎo)教師評分
40
評閱教師評分
30
答辯小組評分
30
指導(dǎo)教師
過程評語
評分
簽字: 年 月 日
評閱教師
報告評語
評分
簽字: 年 月 日
答辯小組
答辯評語
評分
簽字: 年 月 日
摘要
本次的課程設(shè)計是一個簡單的防滑墊圈及其復(fù)合模設(shè)計,此副模具是采用落料—沖孔兩道工序相結(jié)合的復(fù)合模,本人經(jīng)查閱相關(guān)書籍、資料以及對設(shè)計此副模具所要用到的相關(guān)公式、數(shù)據(jù)作出了一個準(zhǔn)確的依據(jù)。
本次課程設(shè)計一共分為兩部分,和其他模具的設(shè)計一樣,第一部是對零件進(jìn)行工藝分析,接著對工藝方案進(jìn)行比較,最終確定選用復(fù)合模加工制件的工藝方案。然后畫工序圖、排樣圖以及對材料利用率的計算,計算沖壓力,選擇沖壓機。然后填寫沖壓工藝規(guī)程卡。第二部分是沖壓模具的設(shè)計,選擇沖模類型以及結(jié)構(gòu)形式,定位方式,卸料方式,模具設(shè)計計算(主要計算各類主要零件的外形尺寸),最后確定凸凹模工作部分尺寸。
前言
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具是重要的工藝裝備之一,它在鑄造、鍛造、沖壓橡膠等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)效率,節(jié)約原材料,降低成本,并可保證一定的加工質(zhì)量要求。所以,汽車、飛機、拖拉機、電器、儀表、玩具等的零部件很多采用模具來加工。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快,對產(chǎn)品質(zhì)量外觀不斷提出新要求,對模具質(zhì)量要求也越來越高。模具的設(shè)計、制造工業(yè)部門肩負(fù)著為相關(guān)企業(yè)和部門提供產(chǎn)品的重任。如果模具設(shè)計及制造水平落后,產(chǎn)品質(zhì)量低劣,制造周期長,必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代,使產(chǎn)品失去競爭能力,阻礙生產(chǎn)和經(jīng)濟的發(fā)展。因此,模具設(shè)計及制造技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位是顯而易見的。
金屬板料沖壓是模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的加工形式之一,隨著市場競爭日趨加劇,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,對生產(chǎn)的安全性,操作的方便性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素,其設(shè)計制造技術(shù)受到普遍重視。因此學(xué)習(xí)模具課程,進(jìn)行模具設(shè)計也是適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)要求的。
這次課程設(shè)計的內(nèi)容是利用CAD等系列軟件設(shè)計材料為H62-M的黃銅墊圈沖壓模具,說明書有四部分內(nèi)容,敘述了整個設(shè)計的過程。分析了零件的工藝性,經(jīng)濟性,確定零件的沖壓工藝方案及其模具的結(jié)構(gòu)。然后進(jìn)行模具零件的設(shè)計計算。計算出零件尺寸后,通過CAD軟件做出各個零件的實體,最后完成模具裝配。
由于時間比較倉促,有的地方考慮不足,希望老師予以指導(dǎo)。
目錄
1、沖裁件工藝分析?????????????????????????????????????????1
1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性?????????????????????????????????????1
1.2尺寸精度和斷面粗糙?????????????????????????????????????1
2、沖壓工藝方案的確定?????????????????????????????????????2
3、沖壓工藝計算???????????????????????????????????????????4
3.1排樣圖設(shè)計,材料利用率計算?????????????????????????????4
3.2計算凹凸模尺寸?????????????????????????????????????????5
4、沖裁力計算及壓力中心計算,初選壓力機???????????????????6
4.1沖裁力計算及初選壓力機?????????????????????????????????6
4.2壓力中心的計算?????????????????????????????????????????7
5、模具結(jié)構(gòu)型式的確定?????????????????????????????????????8
5.1模具結(jié)構(gòu)型式???????????????????????????????????????????8
5.2定位裝置???????????????????????????????????????????????8
5.3推件裝置???????????????????????????????????????????????8
5.4卸料裝置???????????????????????????????????????????????9
5.5 導(dǎo)向裝置??????????????????????????????????????????????9
6、模具零部件設(shè)計????????????????????????????????????????10
6.1落料凹模??????????????????????????????????????????????10
6.2沖孔凸模??????????????????????????????????????????????10
6.3凸凹模????????????????????????????????????????????????11
6.4其他主要零件結(jié)構(gòu)??????????????????????????????????????11
7、零件及壓力機校核???????????????????????????????????????12
7.1墊板的校核????????????????????????????????????????????12
7.2壓力機的校核??????????????????????????????????????????12
總結(jié)??????????????????????????????????????????????????????13
參考文獻(xiàn)??????????????????????????????????????????????????14
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設(shè)計任務(wù)書
如圖墊圈零件沖裁圖,材料H62銅片,料厚t=1.5mm,大批量生產(chǎn),試確定沖裁工藝性,
設(shè)計沖裁模。
圖1-1 零件圖
1、沖裁件工藝分析
1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性
表1-1沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析表
工藝性質(zhì)
沖裁件工藝項目
工藝性允許值
工藝性評價
1.零件結(jié)構(gòu)
該零件結(jié)構(gòu)簡單,尺寸較小,厚度適中,適合沖裁
2.落料圓角半徑
R0.5
0.18t
符合工藝性
3.沖裁件孔的最小尺寸
φ7
0.9t/0.35t
符合工藝性
4.最小孔邊距
3.75
1t
符合工藝性
5.材料
H62 t=1.5mm
σs=196MPa
σb=412MPa
δ=10%
具有良好的沖壓性能
1.2尺寸精度與斷面粗糙度
尺寸精度:該制件所有尺寸都未標(biāo)注公差,按IT14級確定工件的公差。一般的沖壓均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表,各尺寸公差分別為:
22.3-0.520;6-0.30;?14-0.430;?6.50+0.36
表面粗糙度:零件圖上所有未標(biāo)注表面粗糙度,考慮為12.5μm。適合沖裁。
結(jié)論:該制件符合沖裁工藝性,適合冷沖裁加工,其加工工藝性好。
2、沖壓工藝方案確定
該零件包括沖孔和落料兩個基本工序,有以下三種方案可以采用
方案一:先沖孔,后落料,采用單工序模生產(chǎn)。
方案二:沖孔—落料復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三:沖孔落料連續(xù)沖壓,采用 級進(jìn)模生產(chǎn)。
圖2-1 方案一
圖2-2方案二
圖2-3方案三
表2-1沖壓工藝方案比較表
項目
方案一
方案二
方案三
模具結(jié)構(gòu)
簡單
復(fù)雜
復(fù)雜
模具數(shù)量
二套
一套
一套
模具壽命
低
較高
不高
制件質(zhì)量
精度低
精度高
精度不高
生產(chǎn)率
低
高
較高
根據(jù)表1-2,確定方案二
倒裝復(fù)合模,沖孔廢料由下模漏出,工件落在下模表面,需要及時清理。安全性相對較低。但工件精度較高,同軸度,對稱度及位置度誤差較小,生產(chǎn)效率較高,對材料要求不嚴(yán),可用邊角料.
正裝復(fù)合模,沖孔廢料和工件都落在下模表面,安全性更差。
綜合以上分析比較結(jié)果說明,本零件采用倒裝復(fù)合模最為合適。
3、沖壓工藝計算
3.1 排樣圖設(shè)計,材料利用率計算
(1)為了提高材料利用率選用直排查表6-1-9工件間搭邊值a1=1.8,邊緣搭邊值a=2.2,條料寬度偏差查表6-1-11,取Δ=0.5,導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙,查表6-1-13,取Z=0.5
(2)計算送料步距A:經(jīng)計算求得A=14+a1=15.8mm
(3)計算料條寬度B:經(jīng)計算求得
B-?0=(Dmax+2a+Z)-?0=(22.3+4.4+0.5)-0.50=27.2-0.50
導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+Z=27.2+0.5=27.8mm
以上式中:B―條料的寬度,單位mm
Dmax―沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸,單位mm
a―側(cè)搭邊值
Z―導(dǎo)料板于最寬條料之間的間隙
?―條料寬度的單向(負(fù)向)公差
查表7-3-1選擇板料規(guī)則為200010001.5
縱裁:
下條料數(shù):n=[AB]=100027.2=36(條)
單個條料制件數(shù):m=[L-a1l+a1]=[2000-1.814+1.8]=126(個)
材料利用率:η縱=nmA0LA100%=36126173.2022000500100%=39.3%
橫裁:
下條料數(shù):n=[AB]=200027.2=73(條)
單個條料制件數(shù):m=[L-a1l+a1]=[1000-1.814+1.8]=63(個)
材料利用率:η縱=nmA0LA100%=7363173.20220001000100%=39.8%
由于縱裁與橫裁利用率相差不大,優(yōu)先選用縱裁
圖3-1 縱裁 圖3-2 排樣圖
3.2 計算凹凸模尺寸
(1)凹模磨損后變大的尺寸:A1、A2、A3
查表3-5得:X1=X2=X3=0.5
A1=(6-0.50.3)0+140.3mm=5.850+0.325mm
A2=(22.3-0.50.52)0+140.52mm=22.040+0.13mm
A3=(14-0.50.43)0+140.43mm=13.7850+0.108mm
(2) 凹模磨損后變小的尺寸:B1
查表3-5得:X1=0.5
B1=(6.5+0.50.36)-140.360mm=6.68-0.090mm
查表6-1-1得 Zmin=0.090 Zmin=0.120
凸模刃口尺寸按凹模實際刃口尺寸配制,保證最小合理間隙值Zmin=0.090
4、沖裁力計算及壓力中心計算,初選壓力機
4.1 沖裁力計算及初選壓力機
該制件厚度t=1.5mm,初步考慮采用彈性性卸料裝置,因此完成本制件所需的沖壓力有沖裁力、頂件力、卸料力。
由表 得σb=412MPa
沖孔力:F沖=Ltσb=20.41.5412=12.61KN
落料力:F落=Ltσb=61.51.5412=18.45KN
沖裁力:F=F沖+F落
F=12.61+18.45=31.06KN
卸料力:查表3-15得K卸=0.06
F卸=K卸F=0.0631.06=1.86KN
頂件力:查表3-15得K頂=0.09
F頂=K頂F=0.0931.06=2.80KN
F總=F+F卸+F頂=31.06+1.86+2.80=35.72KN
F總=F總1.3=46.45KN
從滿足沖壓力的要求來看由國家標(biāo)準(zhǔn)初選J23-6.3壓力機
表4-1 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù)
型號
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺尺寸/mm
立柱距離/mm
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-6.3
63
35
150
200310
150
35
4.2 壓力中心的確定
圖4-1
因為該工件是一個關(guān)于x軸和y軸對稱的圖形,所以該工件的中心點O點為壓力中心。
5、模具結(jié)構(gòu)型式的選擇
確定沖壓工藝方案后,應(yīng)通過分析比較,選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式,使其盡量滿足以下要求:
(1)能沖出符合技術(shù)要求的工件;
(2)能提高生產(chǎn)率;
(3)模具制造和維修方便;
(4)模具有足夠的壽命;
(5)模具易于安裝調(diào)整,且操作方便、安全。
5.1 模具結(jié)構(gòu)型式
在確定采用復(fù)合模后,便要考慮采用正裝式還是倒裝式復(fù)合模。大多數(shù)情況優(yōu)先采用倒裝式復(fù)合模,這是因為倒裝式復(fù)合模的蟲孔廢料可以通過凸凹模從壓力機工作臺孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后,由推薦裝置推出,再由壓力機附上的接件裝置接走。條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全,能保證較高的生產(chǎn)率。而正裝式復(fù)合模,沖孔廢料由上模帶上,再由推料裝置推出,工件則由下模的推件裝置向上推出,條料由上模卸料裝置脫出,三者混雜在一起,如果萬一來不及排出廢料或工件而進(jìn)行下一次沖壓,就容易崩裂模具刃口。
故本零件采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。
5.2 定位裝置
為了使條料送料時有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。
因為板料厚度t=1.5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個固定擋料銷定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個彈簧擋料裝置的活動擋料銷.
5.3 推件裝置
在倒裝式復(fù)合模中,沖裁后工件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi),需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠,可以將工件穩(wěn)當(dāng)?shù)赝瞥霭寄!5跊_裁時,剛性推件裝置對工件不起壓平作用,故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時要低些。
由于剛性推件裝置已能保證工件所有尺寸精度,又考慮到剛性推件裝置結(jié)構(gòu)緊湊,維護(hù)方便,故這套模具采用剛性結(jié)構(gòu)。為兼顧工件的平整度和尺寸精度,可在剛性推件裝置和凸模固定板之間鑲嵌橡膠。
5.4 卸料裝置
復(fù)合模沖裁時,條料將卡在凸凹模外緣,因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。
在下模的彈性卸料裝置一般有兩種形式:一種是將彈性零件(如橡膠),裝設(shè)在卸料板與凸凹模固定板之間;另一種是將彈性零件裝設(shè)在下模板下。由于該零件的條料卸料力不大,故采用前一種結(jié)構(gòu),并且使用橡膠作為彈性零件。
5.5 導(dǎo)向裝置
采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架。
6、沖裁模零部件結(jié)構(gòu)
6.1 落料凹模外形尺寸H的確定
凹模采用板狀結(jié)構(gòu)通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大,考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量,凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)。
圖6-1
凹模厚度
H=kb=22.30.5=11.15<15取為20
凹模壁厚
C=(1.5~2)H=1.520=30mm
凹模寬度
B=s+2c=14+60=74mm
凹模長度
A=b+2c=22.3+60=82.3mm
式中 b—凹模刃口的最大尺寸
K—系數(shù),查表3-19
S—垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離
查表7-10-2,確定凹模的外形尺寸為1008020mm
6.2 沖孔凸模長度的確定
沖孔凸模在復(fù)合模中長度主要由凸模固定板厚度與落料凹模厚度確定,并保證合理間隙Zmin=0.090mm Zmin=0.120mm
圖6-2
L=H+h1=20+14=34mm
6.3 凸凹模外形尺寸的確定
凸凹模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu),并考慮修模量、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定,并保證合理間隙Zmin=0.090mm Zmin=0.120mm
圖6-3
采用彈壓卸料板時其長度為
L=h1+h2+t+h=14+10+1.5+7.5=32
式中 L—凸凹模長度,mm
h1—固定板厚度,mm
h2—卸料板厚度,mm
t—材料厚度,mm
h—增加長度
6.4 其他主要零件結(jié)構(gòu)
上模座1008025
下模座1008030
導(dǎo)套 6523
導(dǎo)柱 20120
模具所需其余結(jié)構(gòu)根據(jù)需要從表7-9-1中選取
7、零件及壓力機校核
7.1墊板的校核
由ρ=FZA得
凸模
ρ=1261033.2=379.82MPa>140MPa
因此凸模需要加裝墊板以降低模座所受的單位壓力
凸凹模
ρ=18450173.2=106.52MPa
因 90<106.52<140滿足模座要求,因此下模座不需加裝墊板
查表7-9-1選用墊板尺寸1008014
7.2壓力機的校核
選用J23-6.3型壓力機,采用固定臺式,工作臺尺寸為200X310mm,其最大閉合高度為150mm
調(diào)節(jié)高度為35mm。
模具閉合高度為:H模=上模座厚度+下模座厚度+凸模固定板厚度+凹模板厚度+卸料板厚度+墊板厚度+安全距離=25+30+14+20+10+4+20=123滿足:
Hmax-5≥H?!軭min要求
總結(jié)
歷經(jīng)近兩周的沖壓模具課程設(shè)計即將結(jié)束,在這次課程設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具設(shè)計方面的資料,請教各位老師有關(guān)方面的問題,使我對沖壓模具設(shè)計的各種成型方法,成型零件的設(shè)計,成型零件的加工工藝,主要工藝參數(shù)的計算,產(chǎn)品缺陷及其解決辦法,模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。在這次課程設(shè)計過程中我學(xué)會了許多書本之外的東西,那就是遇事多動腦,密切與其他同學(xué)的合作。并且注意學(xué)習(xí)其他人的長處,吸收老師和教導(dǎo)者的經(jīng)驗。在實際過程中,遇到許多攔路虎,各種各樣的困難擺在眼前,從中煅煉自己遇到問題時處理問題的能力,使自己在下一次遇到新事物時能更快、更好地熟悉它。
這次設(shè)計得到鄧?yán)蠋熛ば牡膸椭洼o導(dǎo)。在這里,我向所有指導(dǎo)過我的鄧?yán)蠋熀蛶椭^我的同學(xué)們表示衷心的感謝和敬意。有了克服設(shè)計期間的種種困難和艱辛的經(jīng)歷,我想,在今后的學(xué)習(xí)和工作中一定會兢兢業(yè)業(yè),奮發(fā)向上的拼搏!
參考文獻(xiàn)
1.《冷沖模設(shè)計指導(dǎo)教程與簡明手冊》,機械工業(yè)出版社 ,主編:周理
2.《沖壓工藝與模具設(shè)計》, 中南大學(xué)出版社,主編:魏春雷、徐慧民
3.《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》,北京理工大學(xué)出版社 , 主編:王芳
精選word范本!