單耳止動墊圈級進沖裁膜設(shè)計說明書20

上海工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計說明書 單耳止動墊圈復(fù)合模設(shè)計上海工程技術(shù)大學(xué)冷沖模課程設(shè)計說明書題目名稱 雙耳止動墊圈級進模 學(xué)院 材料工程學(xué)院 專業(yè)名稱 材料成型與控制工程 班級 學(xué)號 姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 目 錄1.零件工藝性分析 2 2.沖壓工藝方案的確定 33.排樣方式及材料利用率 44.模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析 85.模具主要零件形式、材料的選擇、公差配合、技術(shù)要求的說明 86.凸、凹模工作部分尺寸與公差 167.壓力中心計算、彈性元件的選用及計算 198.沖裁力計算、設(shè)備類型及噸位的確定 219.小結(jié)2310.參考文獻24一、零件工藝性分析此次沖壓件為單耳止動墊圈（GB854-88），規(guī)格為10mm，材料為Q235-A，經(jīng)退火、不經(jīng)表面處理。工件精度為IT13。具體尺寸如下圖： 根據(jù)沖裁件的基本尺寸，查【2】表2-10，按IT13級精度，查得各個尺寸的公差，得到各尺寸下圖所示：d=320 -0.39B=180 -0.27 L 1=220 -0.33L=360 -0.39d 1=21+0.33 0二、沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，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-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一中模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二和方案三只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，模具強度較高，操作方便。通過對上述三種方案的分析比較，又本次設(shè)計所設(shè)涉及到的沖壓件外形簡單故在此選用落料-沖孔復(fù)合沖壓（倒裝復(fù)合模）。三、排樣方式及材料利用率1、排樣方式設(shè)計模具，首先要設(shè)計條料排樣圖。此次單耳止動墊圈復(fù)合模具設(shè)計的排樣方式初選直排（豎排、橫排）、斜排。2、材料利用率計算1) 直排（豎排）的材料利用率計算：排樣圖：. 設(shè)計假設(shè)每條條料沖10個沖件，n=10；. 沖裁件面積 A=147.58 mm2；. 搭邊值a：根據(jù)t=0.5mm,L50mm,r2t,取各排樣方式的搭邊值； a=1.8，a1=1.5；. 條料寬度： 為了使條料始終緊靠同一側(cè)導(dǎo)料板送進，故采用有側(cè)壓裝置的模具，所以在條料與另一側(cè)導(dǎo)料板間須留有間隙，計算公式： ； ：條料寬度的負(fù)向偏差，查【1】表2-20，得=0.4；B 0 -=（16+4.5+2*1.8+0.08） 0 -0.08=24.18mm條料長度： S為步距，S=12.5+1.5=14mm L2*1.8+9*1.5+10*12.5142.1 mm. 一個步距的材料利用率：=A/BS=147.58/24.18*14=43.60%. 總的材料利用率：=nA/BL=10*147.58/24.18*142.1=42.95%2) 直排（橫排）的材料利用率計算：排樣圖：. 設(shè)計假設(shè)每條條料沖10個沖件，n=10；. 沖裁件面積 A=147.58 mm2. 搭邊值a：根據(jù)t=0.5mm,L50mm,r2t,取各排樣方式的搭邊值； a=1.8，a1=1.5；. 條料寬度： 為了使條料始終緊靠同一側(cè)導(dǎo)料板送進，故采用有側(cè)壓裝置的模具，所以在條料與另一側(cè)導(dǎo)料板間須留有間隙，計算公式： ； ：條料寬度的負(fù)向偏差，查【1】表2-20，得=0.4B 0 -=（12.5+2*1.8+0.05） 0 -0.05=16.15 0 -0.05mm. 條料長度： S為步距，S=16+4.5+1.5=22mm L=2*1.8+9*1.5+10*20.5=222.1mm. 一個步距的材料利用率：=A/BS=（147.58/16.15*22）*100%=41.51%. 總的材料利用率：=nA/BL=(10*147.58/16.15*222.1)*100%=41.19%3) 斜排的材料利用率計算：排樣圖：. 設(shè)計假設(shè)每條條料沖10個沖件，n=10；. 沖裁件面積 A=147.58 mm2；. 搭邊值a：根據(jù)t=1mm,L50mm,r2t,取各排樣方式的搭邊值； a=1.8，a1=1.5；. 條料寬度： 為了使條料始終緊靠同一側(cè)導(dǎo)料板送進，故采用有側(cè)壓裝置的模具，所以在條料與另一側(cè)導(dǎo)料板間須留有間隙，計算公式： ； ：條料寬度的負(fù)向偏差，查【1】表2-20，得=0.4 mmB0 -=（21.95+2*1.5+0.08） 0 -0.08=25.030 -0.08. 條料長度： S為步距，S=28.07mm L=41.88*10+2*1.5=421.8mm. 一個步距的材料利用率：. 總的材料利用率： 同樣計算過程得到直排（橫排）、斜排的材料利用率，具體數(shù)值見下表。排樣方式?jīng)_裁件面積A（mm2）步距S(mm)條料寬度B(mm)一個步距的材料利用率(%)總材料利用率(%)豎排700.5527.247.1554.62%54.27%橫排700.5545.229.1053.26%53.05%斜排700.5528.0745.2855.12%36.68%三種排樣方式相比，綜合考慮到材料的利用率、模具的設(shè)計、加工工藝等因素，采用豎排排樣方式。四、模具結(jié)構(gòu)形式合理性分析在保證產(chǎn)品尺寸公差等級的前提下，應(yīng)盡量簡化模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，降低模具制造費用，這是設(shè)計模具的守則。本次設(shè)計所選用的單耳止動墊圈沖壓件，外形比較簡單，又為確保一定的生產(chǎn)效率故，選用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，而倒裝復(fù)合模的結(jié)構(gòu)比順裝復(fù)合模簡單，同時方便廢料的去除，故選用沖孔落料倒裝復(fù)合模。（如下圖）五、模具主要零件形式、材料的選擇、公差配合、技術(shù)要求的說明1. 凸模設(shè)計(1). 沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，為B型圓凸模。將凸模固定在凸模固定板上。(2). 由于沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，故采用凸模與固定板H7/m6配合，上面留有 臺階。(3). 查【1】表10-52選取圓凸模 B II.(GB2863.1-81)dD(m6)D1hL基本尺寸極限偏差I(lǐng)型15.218+0.018+0.00722340(4). 凸模強度校核：(i) 壓應(yīng)力校核： =4*1*350/120=11.67：許用應(yīng)力，查【1】表8-50查得=120Mpa。：切應(yīng)力，查【1】表8-7得=350Mpa。而d=15.2mm， 因為 d>， 故設(shè)計合理。(ii) 彎曲應(yīng)力校核：因為是有導(dǎo)向裝置的凸模：=40 F：沖裁力 所以長度足夠合理。2. 凹模設(shè)計(1) 凹模孔口形式及主要參數(shù)因為工件形狀簡單，精度要求較低，沖件上出料，廢料向下落，凹模，此凹模的特點為不易積沖件或廢料，故孔口磨損積壓力較小，但刃邊強度較差，口口尺寸隨刃磨而增大。(2) 凹模外形尺查【1】表239取c30mm，h22mm(3) 凹模刃口與邊緣，刃口與刃口之間距離查【1】表241，且為保證足夠強度，凹模刃口與邊緣之間距離：a30mm沖孔和落料模具刃口與刃口之間距離大于5mm所以凹模設(shè)計可行為了使凹模結(jié)構(gòu)簡單，將落料沖孔的凹模做成同一塊凹模板，強度足夠。3. 凸凹模設(shè)計由于落料凸模為線切割出來的較復(fù)雜件，故采用與固定板的鉚接式固定，以減少加工時的難度。凸凹模因為形狀比較復(fù)雜，故采用線切割加工，所以為直通式4. 凸模與凹模的固定(1). 凸模：由于沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件，故采用凸模與固定板H7/m6配合，上面留有臺階。(2). 凹模：為簡化結(jié)構(gòu)，沖孔落料凹模并成一塊凹模板。5. 模具典型組合選取因為為保證凹模有足夠強度，及壁厚足夠，所以選擇凹模周界為 L *B=100*80的模具。查【3】國標(biāo)GB2851.1-81和GB2873.1-81選擇個參數(shù)的尺寸。具體見下表。凹模邊界配用模架配合高度孔距BLHminHmaxSS1S2S31008014016576405628零件規(guī)格數(shù)量墊板GB2858.3-81100*80*41固定板GB2858.2-81100*80*121凹模GB2858.1-81100*80*221卸料板GB2858.2-81100*80*101固定板GB2858.2-81100*80*141墊板GB2858.3-81100*80*41螺釘GB70-76M8*456圓柱銷GB119-768*452卸料螺釘GB2867.5-818*384彈簧GB2089-807螺釘GB70-76M8*554圓柱銷GB119-768*502圓柱銷GB119-768*40沖模的高度而 -5mm=165-5=150mm， +10mm=140+10=150mm又- 5 +10mm所以合模高度計算合理。6. 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用設(shè)計采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，具體規(guī)格見下表：單位：mm凹模周界閉合高度上模座下模座導(dǎo)柱導(dǎo)套LBHmaxHminGB2855.1-81GB2855.1-81GB2855.1-81GB2861.6-8110080165140100*80*30100*80*4020*13020*70*351）上模座GB2855.1-81凹模周界HhL1B1L2B2SS1RL2D(H7)D1(H7)LBD0基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差100803011090145125356032+0.025035+0.02502）下模座GB2855.1-81凹模周界HhL1B1L2B2SS1RL2D(H7)D1(H7)LBD0基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差100808040259090150150125125356020-0.020-0.04122-0.020-0.0413）導(dǎo)柱GB2855.1-81dL基本尺寸極限偏差（h6）200-0.009120dL基本尺寸極限偏差（h6）220-0.0091304）導(dǎo)套GB2855.1-81dD(r6)Lhl油槽數(shù)ba基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差（H7）20+0.013032+0.050+0.03470281523122355）模柄選用C型30-0.065-0.1957564162115291596）卸料螺釘dlHTSrcbM68712.58457.55.70.40.54.510.327）頂板選用C型DdRrHb4020546107. 定位零件彈簧彈頂擋料銷D(d9)Dd1lL基本尺寸極限偏差8-0.040-0.07610712248. 卸料裝置a) 型式：采用彈壓卸料上出料板 查【1】表2-54b) 卸料板與凸模之間的間隙因為是彈壓卸料板，所以凸凹模與卸料板孔配合按照H7/h6。9. 材料的選擇 因為凸凹模在強壓，連續(xù)使用和有很大沖擊的條件下工作的，并伴有溫度的升高，因此選用T10A。其余材料的選用根據(jù)表8-371。具體見裝配圖明細(xì)表。10. 公差與配合所有的銷孔均采用H7/r6 (過盈配合)有間隙的配合采用H7/h6(間隙配合)六、凸、凹模工作部分尺寸與公差1、 凸凹模間隙沖裁件材料為Q235，料厚，查【2】表3-4，得到最小、最大沖裁間隙：0.10mm，0.14mm, 0.040mm2、 刃口尺寸計算：采用配置加工的方法計算，該單耳制動墊圈涉及如下尺寸：d=320 -0.39B=180 -0.27 L 1=220 -0.33L=360 -0.39d 1=21+0.33 0其中d為B類尺寸（隨著凹模磨損，尺寸會變?。┢溆酁锳類尺寸（隨著凹模磨損，尺寸會變大）。查閱【1】表2-28；【1】表2-30；【1】表2-32A類尺寸：(1). B=180 -0.27 0.27；x=0.75; -0.020, +0.020，校核 ，成立所取凸、凹模公差滿足條件 有【1】表2-32得=(18-0.75*0.27)+0.0675 0=17.7975+0.0675 0mm=(17.7975-0.04)0 -0.055=17.75750 -0.0675mm(2). L 1=220 -0.330.33,x=0.75, -0.020, +0.025，校核 ，成立所取凸、凹模公差滿足條件，有【1】表2-32得=(22-0.75*0.33)+0.0825 0=21.7525+0.0825 0mm=(21.7525-0.04)0 -0.0825=21.71250 -0.0825mm(3). L=360 -0.390.39,x=0.75，-0.020, +0.030校核 0.050 ，成立所取凸、凹模公差滿足條件，有【1】表2-32得=(36-0.75*0.39)+0.0975 0= 35.7075+0.0975 0mm =(35.7075-0.04)0 -0.0975=35.66750 -0.0975mm(4). d=320 -0.39 0.39,x=0.75, -0.020, +0.030校核 0.050 ，成立所取凸、凹模公差滿足條件，有【1】表2-32得 =(32-0.75*0.39)+0.0975 0= 31.7075+0.0975 0mm；=(31.7075-0.04)0 -0.0975=31.66750 -0.0975mmB類尺寸：(5). d 1=21+0.33 00.33,x=0.75, -0.020，+0.020校核 ，成立所取凸、凹模公差滿足條件，有【1】表2-32得(21+0.75*0.33)0 -0.0825=21.24750 -0.0825mm；(21.2475+0.04)+0.0825 0=21.2875+0.0825 0mm各個刃口計算結(jié)果統(tǒng)計如下：IT9凹凸 180 -0.2717.80+0.0675 017.760 -0.0675220 -0.3321.75+0.0825 021.710 -0.0825360 -0.39 35.71+0.0975 035.670 -0.0975320 -0.3931.71+0.0975 031.670 -0.097521+0.33 021.250 -0.082521.29+0.0825 0七、壓力中心計算、彈性元件的選用及計算1. 沖裁的壓力中心計算：建立坐標(biāo)系、標(biāo)注如圖示所示，分別計算各條線段的壓力中心。說明：該零件為軸對稱形狀，壓力中心在X軸上，只需計算X的坐標(biāo)即可。又可借助AtuoCAD軟件，直接測量得到如下結(jié)果：1) ：由圖已知=12mm ，該線段的壓力中心即為它的幾何中心，該線段的壓力中心為；2) ： 線段的壓力中心即為它的幾何中心 ；3) ：，；4) ：，；5) ：，該線段的壓力中心即為它的幾何中心 ；6) ：，；7) ：根據(jù)軸對稱， 與 的數(shù)據(jù)信息相同；8) ：根據(jù)軸對稱， 與 的數(shù)據(jù)信息相同；9) ：根據(jù)軸對稱， 與 的數(shù)據(jù)信息相同；10) ：根據(jù)軸對稱， 與 的數(shù)據(jù)信息相同；11) 沖孔圓 ：該圓壓力中心即在它的幾何中心，其周長為47.12，其壓力中心在原點，即 ；匯總各個線段長度及其在X軸方向上的壓力中心位置：線 段長 度mmX軸上的壓力中所在位置1211.882.227.8118.6430.3516.647.812.2211.88沖孔圓47.12計算該零件的壓力中心：（借助AtuoCAD軟件測得沖壓件總長為123.463）2. 彈性元件彈簧的選用本復(fù)合們模裝置在圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘會用到彈簧。按照模具按照空間，擬選用4組彈簧：（1）圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘配合使用彈簧（i）查【1】表10-1得在最大許用變形量0.75h0時，F(xiàn)=2980N，符合。（ii）查【1】圖10-2得，（iii）檢查彈簧最大壓縮量hj=16.2>13.6故所選彈簧是合適的。八、沖裁力計算、設(shè)備類型及噸位的確定1、 沖裁力計算該模具采用復(fù)合模，擬選擇彈性卸料、上出料的沖裁模 。 落料沖裁力：162.31*1*432=70117.92N其中：L：為沖裁件外形的周長b：查【1】表8-7, b=432461 MPa，取b =432MPa 沖孔沖裁力65.97*1*432=28499.04N 卸料力0.05*61884=3505.896N:查【2】表3-11，得到=0.05 推件力:查【2】表3-11，得到=0.063n：根據(jù)，因為壁厚t=0.5，得到 6*0.063*28499.04=10772.64N 總沖裁力=70117.92+28499.04+3505.896+10772.64=112895.496N2、 壓力機選定根據(jù)112895.496N壓力機公稱壓力1.3=146.764KN綜合考慮閉合高度、設(shè)備折舊等因素選用，查【1】表9-3，選用公稱壓力為160KN的開始壓力機。具體規(guī)格如下表所示：公稱壓力/KN160發(fā)生公稱壓力時滑塊距下死點距離/mm5滑塊行程/mm70行程次數(shù)/次min-1115最大封閉高度（固定臺和可傾式）220封閉高度調(diào)節(jié)量/mm60滑塊中心到床身距離/mm160工作臺尺寸左右/mm450前后/mm300工作臺孔尺寸左右/mm220前后/mm110直徑/mm160立柱間距離/mm220活動臺壓力機滑塊中心到床身緊固工作臺平面距離/mm150模柄孔尺寸（直徑深度）/mm工作臺板厚度/mm60墊板厚度/mm40傾斜角（可傾式工作臺壓力機）九、小結(jié)沖壓模具設(shè)計課程設(shè)計是設(shè)計課程中一個重要的環(huán)節(jié)，通過這三周的課程設(shè)計讓我在各方面都受到了模具設(shè)計的訓(xùn)練，對模具的有關(guān)各個零件有機的結(jié)合有了深刻的認(rèn)識。由于我們在設(shè)計方面沒有經(jīng)驗，理論知識也不是特別扎實，難免在設(shè)計中出現(xiàn)這樣那樣的問題，從最先的選取方案，查表的不精確，到之后的對實際零件的不了解，印象不深刻，導(dǎo)致選取零件的困難，繪制過程中的尺寸繪制不精確，長度測量的誤差，等等。通過計算大批量的數(shù)據(jù)，才能得到之后的設(shè)計數(shù)據(jù)，所以在繪制中有些不合理的，需要反復(fù)修改，不斷請教老師、同學(xué)，及時改正錯、不足，力求精益求精。通過設(shè)計，可以對我們的查閱資料的能力有了很大鍛煉。對數(shù)據(jù)的采集、匯總，需要數(shù)的查取，第一次這樣大批量接觸，過程中的確會有較多的誤差，在計算數(shù)據(jù)時，除了做到盡量計算精準(zhǔn)外，還運用到了多方面的知識，比如我們之前學(xué)的高數(shù)，工程力學(xué)，機械原理等相關(guān)知識，有了這樣的過程，了解到之前學(xué)習(xí)的不足，有些數(shù)據(jù)的計算方法不了解，造成了困難，必須翻出之前的教科書，找尋方法，也給自己在學(xué)習(xí)方法上敲響了警鐘。計算和繪制圖形同樣要求我們足夠細(xì)致，思路清晰，在設(shè)計過程中多少都有些誤差與結(jié)構(gòu)錯誤，主要由于理論知識的不扎實，實踐經(jīng)驗的缺乏，對零件沒有認(rèn)知，對細(xì)節(jié)沒有把握，但通過課程設(shè)計，收獲頗多，一方面進一步鞏固了多門學(xué)科的理論知識，初步用于了實踐，另一方面，培養(yǎng)了自己解決問題的能力，對數(shù)據(jù)處理的能力，以及發(fā)揚團隊合作精神，大家共同解困難能力，相信經(jīng)過這樣的過程，通過自己的努力，可以面對更多的問題和困難，可以做得更好。十、參考文獻【1】 王孝培主編. 沖壓手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社, 1990【2】 溫其金 徐新成主編. 沖壓工藝及沖模設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社, 2004【3】 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)- 26 -