墊圈沖孔落料復合模具設計【說明書+CAD】

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課 題 墊圈沖孔落料復合模 系 別 專 業(yè) 班 級 姓名/學號 指導教師 課 程 設 計 任 務 書 姓名 學號 班級 一、課題名稱： 墊圈沖孔、落料復合模 二、零件： 材料：Q235 料厚：0.8 批量：20萬 三、設計要求：1、繪制零件圖及編制沖壓工藝卡（A4）。 2、設計模具總裝圖（A0/A1）。 3、設計模具工作零件圖（A3/A4）。 4、編寫設計說明書（15頁以上）。 5、將說明書和圖紙裝訂成冊（按A4尺寸裝訂） 目 錄 前言…………………………………………………………………… 1 第一章 零件的工藝性分析………………………………………… 2 1.1 材料……………………………………………………………2 1.2 結構與尺寸……………………………………………………2 1.3 精度……………………………………………………………2 第二章 確定工藝方案……………………………………………… 3 2.1 工序性質與數量……………………………………………… 3 2.2 工序順序……………………………………………………… 3 2.3工序組合確定……………………………………………………3 第三章 確定模具總體結構……………………………………………4 3.1 類型…………………………………………………………… 4 3.2 結構…………………………………………………………… 4 3.2.1工作零件………………………………………………… 4 3.2.2 定位零件………………………………………………… 4 3.2.3 卸料、出件……………………………………………… 4 3.2.4導向零件……………………………………………………4 3.2.5支撐零件……………………………………………………5 第四章 工藝與設計計算………………………………………………6 4.1 排樣…………………………………………………………… 6 4.2計算沖壓力和壓力中心…………………………………………8 4.3 彈性元件……………………………………………………… 9 第五章 設計零件、繪制總裝配草圖…………………………………10 5.1 工作零件……………………………………………………… 13 5.2 定位零件……………………………………………………… 14 5.3 卸料與出件…………………………………………………… 14 5.4 模架與其他零件……………………………………………… 15 5.5 校核…………………………………………………………… 15 第六章 繪制總裝圖和各零件圖………………………………………16 工藝卡………………………………………………………………… 17 參考文獻……………………………………………………………… 18 設計小結……………………………………………………………… 19 19 前 言 本說明書是我根據《冷沖模工藝與模具設計》、《模具設計指導》等有關教材。引用了其中的公式，查找書中的表格，并得到了同學的幫助完成的。 本說明書主要介紹了沖裁模的工藝分析、工藝方案的確定、模具總體結構的選擇、工藝與設計計算、零件圖總裝圖尺寸計算及繪制。 為了能夠很好地掌握本課程的設計過程，根據課內及課外來所學的知識，編寫了該說明書以使老師可以在評閱的過程中能夠更好地指導. 墊圈沖孔、落料復合模具設計 第一章 零件的工藝性分析 1.1 材料 Q235為普通碳素鋼 σs=235MPa σb=450 MPa σs/σb=0.52 沖壓性能良好 1.2 結構與尺寸 零件形狀規(guī)則，沖孔尺寸與落料外形有15.5mm，其它無極限特征，適合沖裁加工 1.3 精度 零件除R5.53+00.3精度為IT14，29+00.045精度為T13-IT14之間，其余未注公差按IT14考慮。根據以上分析，該零件工藝性良好，適合沖裁加工 第二章 確定工藝方案 2.1 工序性質與數量 沖孔、落料 2.2 工序順序 單工序模：沖孔→落料 復合模：沖孔、落料 級進模：沖孔-落料 2.3工序組合確定 圖凸凹模壁厚為15.5mm，查P116 表3-29得允許最小壁厚2.3mm，符合要求，所以沖孔與落料能組合 第三章 確定模具總體結構 3.1類型 因零件較小，且中批量生產，不宜單工序沖裁；級進模單幅成本較高，所以不采用級進模；孔與落料邊緣距離為15.5mm，大于最小凸、凹模壁厚2.3mm，所以用復合模最為合理 3.2結構 3.2.1工作零件 a.凸模 R5.53孔使用臺階固定，加工經濟 落料凸模選用直通式的結構，可以用線切割加工 凸模長度 L=h1+h2+h4-（1-3） 強度校核 b.凹模 采用整體式的螺釘固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度h=6mm 凹模厚度 H=K1K2(＞15) 凹模壁厚 C=（1.5-2）H(≥30-40mm) 3.2.2定位零件 導料板定邊距,擋料銷定位 3.2.3 卸料、出件 采用彈性卸料，凸模出件 3.2.4 導向零件 選用滑動不帶壓板的導柱導套 3.2.5 支撐零件 1）上下模板 因為零件對稱，受力均衡，左右操作，采用后側上下模板 2）模柄 采用壓入式的模柄 3）固定板 采用臺階和帶錐度的凸模固定板 4）墊板 為防止上模板壓潰，加墊板（10-15mm） 第四章 工藝與設計計算 4.1排樣 因零件為圓形，采用一個個排有利于提高材料利用率，為保證產品質量和模具壽命，采用有廢料排樣 條料寬度 查P79表3-16（最小搭邊值）得搭邊a=1.2 a1=1 B=60+1.2+1.2=62.4mm 條料長度 設L=1000mm 步距S=60+ a1=60+1=61 n’= ==16.4(實際16個) 即n=16 A=(602-17.492-2×11.062) =2393.8mm2 利用率 η=×100%==61.4% 4.2計算沖壓力和壓力中心 1）沖壓力 F=LTσb=(60π+2×5π+11.06π×2) ×0.8×450=104KN L:沖裁件周邊長度 T：材料厚度 σb：抗拉強度 2）壓力中心——模具中心 X0== Y0= ∵沖裁以X軸、Y軸對稱 ∴X0=0 Y0=0 3）初定壓機 P≥（1.1-1.3）F∑ F∑=F+ Fx + FT F=104KN 查P85表3-20(卸料力、推件力和頂料力系數)得 KX=0.04-0.05 KT=0.055 Fx=KXF=0.05×104=5.2KN FT=nKTF=7.5×0.055×104=42.9KN (n===7.5) F∑=F+ Fx + FT =104+5.2+42.9=152.1KN P≥1.2 F∑=1.2×152.1=182.52KN 4）刃口計算 因零件為異性，采用配合加工比較合理，沖孔以凸模為基準，落料以凹模為基準。因為沖孔、落料為一體，從加工考慮所有的尺寸都標注在凹模上 變大 A凸=(Amax-x△)0△/4 變小 B凸=（Bmin+x△）0-△/4 不變 C凸=(Cmin+0.5△)±△/8 尺寸 基準 磨損 情況 計算公式 刃口計算 R5.53+00.3 凸模 變小 d凹=(dmin+x△+zmin) 0△/4 d凹=(5.53+0.75×0.3+0.072) 0△/4=5.82700.075 6000.74 凹模 變大 A凹=(Amax-x△)0△/4 A凹 =（60-0.5×0.74） 0△/4=59.6300.185 2900.045 凸模 變小 d凹=(dmin+x△+zmin) 0△/4 d凹=（29+1×0.045+0.072）0△/4 =29.11700.01125 R2.5 凸模 變小 d凹=(dmin+x△+zmin) 0△/4 d凹=（2.5+0.25×0.075+0.072） 0△/4=2.759500.0625 △ ：公差 即上偏差-下偏差 zmin：查P61表3-4（沖裁模初始雙面間隙） X：查P85表3-8（磨損系數） 4.3彈性元件 橡膠 選擇聚氨酯10個 Fy=Fx/n=5.2/10=0.52KN=520N hy=10%h0 P=1.1 MPa 查P133表3-33（橡膠壓縮量與單位壓力） Fy=A×P A= Fy/P=520/1.1=472.7mm2 選圓筒形橡膠，設卸料螺釘直徑8，橡膠孔10 ∵A=（D2-82） ∴D==26.5mm 取D=27mm hx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取4-10mm) h0===27.2mm 0.5＜h0/D＜1.5 ∵0.5＜27.2/26.5=1.03＜1.5 ∴符合要求 第五章 設計零件、繪制總裝配草圖 5.1工作零件 凸凹模長度：L=h1+h2+h4-(1-3) h1:凸模固定板厚度（0.6-0.8）H凹 h2：卸料板厚度（15-30mm） h4：彈性元件的高度，凸模進去凹模的厚度（取5mm） H凹= K1K2=1×1.37×=29.9mm 取30mm 彈性元件高度h=h0×0.9=27.2×0.9=24.48mm 取25mm 凸凹模：L=0.7×30+30+25+5-1=80mm 沖孔凸模 L=凹模+凹模固定板=30+30=60mm 5.2定位零件 5.3卸料與出件 5.4模架與其他零件 1）模架 凹模尺寸：170×120×30 H閉=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凹模固定板+彈性元件+凹模+料厚 H閉=40+50+25+30+25+25+30+0.8=215.8mm 取H閉 216mm 選著模架（指導書P131） 200×125×（190-225） 2）壓機（指導書P107） ∵P≥182.52KN ∴F=1.3P=1.3×182.52=237KN ∴初選250KN壓力機 封閉高度滿足 Hmax-H1-5＞H閉＞Hmin-H1+10 250-70-5=175≯H閉 不合適 重選壓機 300KN 300-80-5=215≯H閉 不合適 重選壓機360KN 360-90-5=265＞H閉 =216＞360-90-90+10=190 合適 確定設備J23-63 3）模柄（指導書P183） 壓入式模柄 ∵模柄孔 50×70 上模板厚度為40mm ∴模柄A50×100 JB/T7646.1-1994 工作臺孔230 4）墊板 5.5校核 1）漏料 rman=30mm R漏=115mm ∵R漏 ＞ rman ∴確保漏料 2）下模座與工作臺 A1+R=85+38=123mm S+2R=170+2×38=246mm 考慮到三邊基本符合安裝要求且下模板50mm比較厚 零件沖裁力不大可以滿足沖裁要求 第六章 繪制總裝圖和各零件圖 工藝卡 工序號 工序名稱 工序 內容 加工簡圖 工藝 設備 1 下料 剪板機上裁板 62.4×1000 2 沖孔、落料 沖內孔與落外形 沖孔落料復合模 3 檢驗 按零件圖紙檢驗 參 考 文 獻 [1]張海星.冷沖壓工藝與模具設計.浙江.浙江大學出版社，2006 [2]史鐵梁.模具設計指導.機械工業(yè)出版社，2003 [3]隋明陽.機械設計基礎.機械工業(yè)出版社，2008 設 計 小 結 忙碌了一個星期，總于完成了本次設計任務。我設計的是墊圈沖孔落料模，經過本次設計，使我對模具有了更多的了解和認識。 在設計過程中，運用了本學期及以前學的有關知識，逐步提高了我們的理論水平、構思能力，提高了分析問題及解決問題的能力。 本設計重點是在分析沖裁變形過程及沖裁件質量影響因素的基礎上，主要介紹沖裁件的工藝性分析、確定沖裁工藝方案、選擇模具的結構形式、工藝計算、選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸、校核模具閉合高度及壓力機、繪制模具總裝圖及零件圖。