墊片模具設(shè)計(jì)

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1、大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：墊片復(fù)合膜 專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 設(shè)計(jì)者 : 趙銳 班級(jí)：模具 09 摘要 ： 通過(guò)在學(xué)校的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)該零件的沖裁模，首先對(duì)沖壓間進(jìn)行工藝性分析，對(duì)沖 壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫裝配圖。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備 （主要是壓力機(jī)） 上的模具對(duì)材料施加壓力， 使其分離或 塑性變形， 從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。 沖壓通常在常溫 下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工， 且主要采用板料來(lái)加工成所需零件， 所以也叫冷沖壓或板料沖壓。 沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程技術(shù)。 前言 模具是制造

2、業(yè)得一種基本工藝裝備， 它的作用是控制和限制材料 （固態(tài)或液態(tài)） 流動(dòng)， 使之形成所需的形體， 用模具制造零件以其效率高產(chǎn)品質(zhì)量好， 材料廠消耗低， 生產(chǎn)成本低 而廣泛用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高 低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志， 它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量， 效益 和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)， 正日益受到人們的關(guān)注。 早在 1989 年 3 月中國(guó)政府頒布的 《關(guān) 于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是

3、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得重要領(lǐng)域。模具 在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要 工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域的 60%~90% 的產(chǎn)品零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上， 僅以汽車， 摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。 汽車， 摩托車行業(yè)是模具的最大市場(chǎng)， 在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家， 這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左 右。 汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一， 汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件， 經(jīng)濟(jì)型轎車 和重型汽車， 汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)， 已在汽車工業(yè)生產(chǎn)政策中得到了明確。 汽車基本車型 不斷增加， 一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千

4、副，價(jià)值上億元。 為了適應(yīng)市場(chǎng)的不斷需求，汽 車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有 80% 的模具須要更換。中國(guó)摩托車居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)， 中國(guó)共有 14 種排量 80 多個(gè)車型， 1000 多個(gè)型號(hào)。 單輛摩托車約有零件 2000 種， 共計(jì) 5000 多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價(jià)值為 1000 多元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。 1 目錄 （一）零件的工藝性分析 3 1.材料分析 3 2. 結(jié)構(gòu)分析 3 3. 精度分析 3 （二）沖裁工藝方案的確定 3 （三）零件工藝計(jì)算 3

5、1. 刃口尺寸計(jì)算 4 2. 排樣計(jì)算 5 3. 沖壓力計(jì)算 6 4. 壓力中心計(jì)算 6 （四）沖壓設(shè)備的選用 6 （五）模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 6 1. 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 6 2. 卸料裝置中彈性元件的計(jì)算 7 3. 其他零部件結(jié)構(gòu)圖 8 （六）模具裝配圖 11 （七）參考文獻(xiàn) 13 # （一）零件工藝分析 工件為圖一所示的落料沖孔件 ，材料為Q235鋼，材料厚度 3mm,生產(chǎn)批量 為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下： <()35-0.62 1、材料分析 Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖裁成形性能。 2結(jié)構(gòu)分析 零件簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)

6、對(duì)稱，無(wú)尖角對(duì)沖裁加工較為有力。零件內(nèi)部有兩個(gè) 8的孔和 一個(gè)孔，滿足沖裁最小孔徑 dmin >1.0t=3mm,另外，經(jīng)計(jì)算 e20的孔距零件外 形之間的最小邊距為 7.5mm ,滿足沖裁件最小邊距l(xiāng) min >1.5t=4.5mm。所以，該 零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。 3、精度分析 零件上有5個(gè)尺寸標(biāo)注了公差尺寸要求， 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT11級(jí), 一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10級(jí)，沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9級(jí)，工件的 尺寸全為自由公差， 可看作IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。 （二）沖裁工藝方案的確定 零件為落料沖孔件，可提出的方案如下

7、： 方案一、單工序模：零件屬于中批量生產(chǎn)，因此采用單工序模須要模具數(shù)量多， 生產(chǎn)率低，所以費(fèi)用也高，不合理。 方案二、復(fù)合模：若采用復(fù)合沖裁，可以得出沖件的精度和平直度較好，生產(chǎn)率 較高，凸凹模最小壁厚為 3.2mm. 方案三、級(jí)進(jìn)模：大批量生產(chǎn)，沖裁精度較高，沖裁件孔與孔、孔與邊緣尺寸較 小時(shí)使用，計(jì)算該件的最小壁厚為 6.6ms 綜上所述，可選方案二的復(fù)合膜。 （三）零件的工藝計(jì)算 1刃口得尺寸計(jì)算 根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。 (1)落料件的基本尺寸計(jì)算公式為 Da = (Dmax-X 3 0A Dt =(Da —Zmin)\ ①尺寸420

8、00.52 mm。由表2.2.3可得凸凹模最小間隙Zmin = 0.460 mm , Zmax =0.640 mm。 查表得 5T =0.020, 16A =0.0250，磨損系數(shù)為 x=0.5 校核：回 | + 歸A =0.045< Zmax - Zmin =0.18 a 0.025 0.025 Da =(Dmax -X ) 0A =(20 -0.5X 0.52) 0 =19.74。 0 0 0 Dt = (Da -Zmin ) _T =(19.74 一0.64) ,0.020 =19.1 9.020 ②尺寸 @3500.62mm,由材料厚度可得 Zmin =0.460mm

9、, Zmax = 0.640 mm。 查表彳導(dǎo)6T =0.020, 6A =0.030,磨損系數(shù)為 x=0.5。 校龍亥；16Tl + 16A =0.005< Zmax - Zmin =0.18 A_ 0.030 0.030 Da =(Dmax —X4)號(hào)=(35 —0.5X 0.62 ) 0 =34.69 0 0 0 0 Dt = (Da _Zmin ) = (34.69-0.64) _0.020 =34.05 _0.020 (2)沖孔的基本尺寸計(jì)算公式為 dT =&所? 乂，), dA - (dT Zmin )0 ①?zèng)_孔尺寸 2X 18 f^mm，可查得 Zmin =0

10、.460mm , Zmax =0.640mm 。 許=0.020 , 6a =0.020 ,磨損系數(shù) x=0.5 校核：16T + — 1 =0.04W Zmax ^min =0.18 dT =(dmin +xA)\= (8+0.5X0.36) 00.02 =8.18 01).02 A .0.02 0.02 dA=(dT + Zmin)乎=(8.18+0.46) 0 =8.64 0 0.52 ②沖孔尺寸 200 mm ,可查得 Zmin =0.460mm, Zmax=0.640mm , 6T =0.020, 6A =0.025 ,磨損系數(shù) x=0.5 。 (3)孔心距計(jì)算：尺

11、寸 60 0.74 L d= (L min +0.5 △ ) 0.125 2 =((60—0.74) +0.5X 1.48 ) mmt 0.125x 1.48mm =60 _ 0.185mm 2、排樣計(jì)算 (1)根據(jù)零件形狀和增大利用率而采用斜排。 2 2) 搭邊值設(shè)定 a1=2.5 , a=2.8 。 3 3)條料寬度與導(dǎo)料板寬度間距離計(jì)算 采用無(wú)側(cè)壓裝置條料寬度與導(dǎo)料板間距離 一 一、 0 _ 0 條料寬度B」=(Dmax+2a+c) 3 查得條料寬度偏差 A=0.9mm,導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 c , c=0.5 。 B=(35+2X 2.8+0.5) 00.

12、9 =41.1 00.9,實(shí)際板料寬度為 42mm。 導(dǎo)料板間的距離： A=B+C=42+0.5=42.5mm 。 步距 S=2x+a1。如圖,x=35.28 S=35.28X 2+2.5=73.06 73.06 35.28 2.5 (4) 條料利用率n =(VBS)X100% 2 一個(gè)零件面積為 1600.77 mm 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積： _ _ _ _ 2 BX S=42X 73.06=3068.52mm 因此，材料利用率： n =(A/ BS) x 100% 二(1600.77/3068.52) 100% =53% 3、沖壓力計(jì)算 可知

13、沖裁力基本計(jì)算公式： F二KLt . 此例中零件的周長(zhǎng) L1=186.6mm,沖孔內(nèi)周邊之和 L2=113.1mm,又因?yàn)? = =300MPa , t=3mm, K=1.3. F1 = K L1t T =1.3X 186.6X 3X 300=218.322KN 沖孔力： F2=K L2tT =1.3X 113.1 X 3X300=132.327KN 總沖裁力： F 二 F1 F2=218.322+132.327=350.649KN 推件力：根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度 h=9mm ,故n=h/t=9/3=3, KT =0.45,貝U: FT=n KT F沖=3X 0.45X

14、132.327=178.641KN 卸料力：Kx =0.04,則：Fx = Kx x F落=0.04 x 218.322 = 8.372KN 所以，F(xiàn)z= F Fx F[ 二 350.649 178.641 8.732-538.02KN 公稱壓力：f = 1.3 F2 =1.3x 538.02 = 699.43KN 4、壓力中心計(jì)算 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，取該件幾何中心。 （四）、沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-80,其主要技術(shù)參數(shù) 如下： 公稱壓力：800KN 滑塊行程：130 mm 最大封閉高度：380 mm 閉合高度調(diào)節(jié)：90 mm

15、 滑塊中心線到床身距離： 290 mm 工作臺(tái)尺寸：540 mm x 800 mm 工作臺(tái)孔尺寸： 230 mm x 360 mm 模柄孔尺寸：^60 mm x 80 mm 墊板厚度；100 mm （五卜模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 1、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界得大 小，由凹模高度和壁厚的計(jì)算公式，得 凹模高度 H=Kb=0. 3X 78=23.4 mm,取整數(shù) 24 mm 5 凹模壁厚 c=(1.5~2)H=40 mm 凹模長(zhǎng)度 L=b+2c=35+ 2X40=115 mm 由以上計(jì)算凹模輪廓尺寸 LXBXH=158X

16、 115X 24,查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并無(wú)厚度合 適，選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸是 LXB=160X 125 ,凹模材料選用：Cr4WmoV 模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座： 160 mm x 125mm x 40,下模座：160mm x 125mm x 50mm ,導(dǎo)柱：25 mm x 160 mm ,導(dǎo)套：25 mm x 95 mm x 38 mm o 2、卸料裝置中彈性元件的計(jì)算 模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下： (1) 確定橡膠的自由高度 H0 H0= (3.5~4) H 工 HH = h工作 + h 修磨=t+1+(5~10)=(2+

17、1+7) mm=10mm 由以上兩個(gè)公式，取 H0=40 mm。 (2)確定橡膠的橫截面積 A A =Fx/P 查得矩形橡膠在預(yù)壓量為 10%~15%時(shí)的單位壓力為 0.6MPa,所以 八 9850N 2 A= 16417 mm 0.6MPa (3)確定橡膠的平面尺寸 根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開有矩形孔以避讓凸 模。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為 78 mm x 46 mm , 外形暫定一邊長(zhǎng)為160 mm ,則另一邊長(zhǎng)b為 bx 160-78 X46= A 16417 78X46 b= - mm 115mm (4)校核橡膠的自

18、由高度 Ho Ho D 為滿足橡膠墊的高徑比要求，將橡膠墊分割成四塊裝入模具中，其最大外 形尺寸為80 mm ,所以 40 一 0.5 80 橡膠墊的高徑比在 0.5~1.5之間，所以選用橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模 高度約為 0.85X40mm=34 mm。 7 3.其他零部件結(jié)構(gòu)圖 1 .沖孑L凸模 2.凸凹模 # 3凹模 9 5.凸

19、模固定板 4.卸料螺釘 6.模柄 # （六）裝配圖 口 11 （七）參考文獻(xiàn) 《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 《沖壓模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》 #