1、墊片模具設計V y w y wwc y小、cj 、c-j y»、八，八 、八j ->課程設計（說明書）題 目：墊片模具設計姓 名： 印小莉學 號：070708239常熟理工學院；2010年11月m;、,、丁、二、，、； 、；、；、丁、丁、，、，、； 、；、；、；、丁、；、，、；、，、：、；、：；墊片模具設計第 1 章 墊片圖紙及技術要求1.1 零件圖1.2 技術要求第 2 章 沖壓工藝與模具設計2.1 沖裁的工藝分析2.2 確定沖裁工藝方案及模具結構形式2.3 沖壓模具的設計計算2.3.1 排樣方式的確定及其計算2.3.2 2 沖壓力的計算2.3.3 壓力中心的確定及相關計算2

2、.3.4 模具刃口尺寸計算2.3.5 確定各主要零件的外形尺寸2.4 繪制沖?？傃b圖第 3 章 主要零件及其他零件設計選取3.1 主要零件設計3.1.1 工作零件結構設計3.1.2 定位零件設計3.2 其他零部件結構設計3.2.1 導料板的設計3.2.2 卸料部件的設計3.2.3 推件裝置3.2.4 模架的選擇3.2.5 其他標準件的選擇第 5 章 結論參考文獻第 1 章 墊片圖紙及技術要求工件名稱：墊片工件簡圖：如圖所示。材料： Q235材料厚度： 1.5mm技術要求：零件的精度要求公差等級均為 IT110墊片模具設計標準公差表基本尺寸公差值IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT1

3、1IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18到師mm-334610142540600.100.140.250.400.601.01.43645812183048750.120.180.300.480.751.21.861046915223658900.150.220.360.580.901.52.210185811182743701100.180.270.430.701.101.82.718306913213352841300.210.330.520.841.302.13.33050711162539621001600.250.390.621.001.602.53.9508081

4、3193046741201900.300.460.741.201.903.04.6801201015223554871402200.350.540.871.402.203.55.412018012182540631001602500.400.631.001.602.504.06.318025014202946721151852900.460.721.151.852.904.67.225031516233252811302103200.520.811.302.103.205.28.131540018253657891402303600.570.891.402.303.605.78.9400500

5、20274063971552504000.630.971.552.504.006.39.7注：基本尺寸小于 1mm時，無IT14至IT18。墊片模具設計第 2 章 沖壓工藝與模具設計2.1 沖壓件工藝性分析此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料為Q235,具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有兩個010mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為6mm（）10mm的孔與R10mm外圓之間的壁厚） 此零件厚度小，形狀簡單，要求設計的模具具有高精度和高成型效率。，普通 沖裁完全能滿足要求。2 2 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

6、：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。方案二：落料- 沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案三：沖孔- 落料級進沖壓。采用級進模生產。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產效率低，難以滿足中批量生產要求。 方案二只需一副模具， 工件精度要求高， 生產批量大，表面要求平整，并且零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造也并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易滿足。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。但是復合模具在設計過程中應注意以下問題：（ 1） 復 合模在模具的同一位置上完成兩道或兩道以上的工序，模具結構較復雜，因此應在上下模間設置

7、導向裝置。（ 2） 當 復合模為倒裝結構時，通常采用彈性卸料板卸料；當沖壓毛坯為塊料時，則可用廢料刀卸料，當復合模為正裝結構時，若卸料力不大，應采用彈性卸料裝置；只有卸料力較大，用彈性卸料裝置不能滿足卸料力要求時，才采用剛性卸料裝置，由于彈性卸料具有操作方便的優點，因此應盡量采用彈性卸料裝置。（ 3） 外 形復雜的凸凹模，通常設計成直通形式，以方便線切割加工。此時凸凹模的固定方式要根據凸凹模的結構形狀及尺寸而定?？刹捎寐葆?、銷釘、鉚接、低熔點合金或環氧樹脂粘接等固定方法。（ 4） 凸 凹模平面尺寸較大時，不論是采用正裝結構還是倒裝結構，均可省去固定板，將凸凹模直接固定在模板上。（ 5） 對 于

8、沖壓非軸對稱制件的復合模，其工作零件必須定位可靠，不允許有轉動的可能。（ 6） 對 于落料沖孔的復合模具，在選用壓力機時也應該注意壓力機的許用載荷曲線，特別當模具工作行程較大時更應注意。（ 7） 當 復合模的導柱采用中間或對角布置時，應使兩導柱直徑不同，以防止上模相對下模錯位180°而發生事故。（ 8） 主要設計計算（ 9） 1 排樣方式的確定及其計算設計復合模，首先要設計條料排樣圖。墊片的形狀兩邊直邊的特點，直排 時材料利用率高，應采用直排，設計成直接沖壓，可顯著地減少廢料。 墊片模具設計查表2.12可得：工件間搭邊值為1.0mni側面搭邊值為1.3mm所以，條料步距為A = 40

9、 + 20 + 1.0 = 61mm總體采用彈壓卸料裝置，且為無側壓裝置送料。查表 2.12可得：導料裝置與最寬條料之間的單面最小間隙為0.5mm所以，條料寬度為B=20 +(1.3*2 ) +0.5=23.1mm材料利用率的計算據查可知：原材料選用 800mm*1500mm*2mm冷軋薄鋼板，每塊可切成47mm*1500mm格的條料17條，材料剪切利用率可達 99.9%。一個步距內材料利用率：N= s/s =n r/AB100% = 67.76%查板材標準，直選950m由1500mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為7張條料 (135m由1500mm,每張條料可沖56個工件，故每張鋼板的材料利用率為

10、67.76%。（ 10） 2沖壓力的計算該模具采用沖孔一落料復合模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的 相關計算見表8.2.1。F落=Lt b = 1.3 131.88 260 2=89.2kNF沖孔 Lt b =1.3 (20 3.14+12)2 260=50.6KNH=6mm 貝U n=h 3 tF 卸 KF 落 0.043 89.2 3.8KNF推 nkF 孔 3 0.05 50.6 7.6kNF 總 F落 + F沖孔 +F推 F 卸=89.2+50.6+3.8+7.6=151.1kN一般沖裁機壓力噸位必計算的沖壓力大30%即 F總=1.3*151.1 = 196.5KN橡膠塊：聚胺酯 選

11、用2個。Fy F 3800N nhj 0.3H hy 0.1HH= h- -3- 15mm 0.20.2Fy 38002A=- 2521.7mmFq 1.52 qR2 D2 d2 A 803.09mm2d=10mm 則：D=30mm參數為（15,30,10）根據計算結果，沖壓設備擬選 J23-25。（ 11） 3確定模具壓力中心模具壓力中心是指沖壓式各沖壓力合力的作用點，為了確定壓力機和模具的正常工作，使沖模的壓力和壓力機滑塊的中心相結合。對稱塊的沖裁，沖裁 件的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。本沖裁件是對稱件，所以壓力中心就在 沖裁件的幾何中心，即O點，因此不要計算壓力中心。由以上計算結果可以

12、看出，該工件沖裁力不大，壓力中心在原點Q所以模具中心仍選在坐標原點 Q若選用J23-25沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積 范圍內，滿足要求。墊片模具設計（ 12） 4 工作零件刃口尺寸計算在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前， 首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度， 使裝配工作簡化。 因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見表8.2.3 所示。1 ) 孔凸凹模刃口尺寸的計算。由于制件結構簡單，精度要求不高， 所以采用凸

13、模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查表 2.4 得 Zmin=0.132 Zmax = 0.240由工件精度 IT=14 查標準工差表得 1 =0.582 =0.583 =0.18 而對于凸 = 凹 =1/4校核：Zmax- Zmin =0.108mm, 滿足：Zmax- Zmin凸 + 凹查表 2.6得： IT14 級時磨擦系數x1=x2=0.5 , x3=0.5凸模磨損后，沖裁件尺寸變小，則其凸凹模尺寸按公式：d凸(d X )0凸計算：di(8 0.5 0.3)00.863 1/4=8.1500.0216L2(40 0.1)沖孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，

14、保證雙面間隙在0.2460.360之間。2)外形落料凸凹模刃口尺寸的計算。對于外形落料采用公差法制作，其凸凹模刃口尺寸的計算如下：當以凹模為基準時，凹模磨損后，刃口部分尺寸變大，因此屬于 A 類尺寸。 按 公式A凹(Amax X )0由工件精度IT=10查標準工差表得 =0.84,而凸=0.02,凹=0.025由表 2.6得磨損系數 x為 0.5:則 A凹(10 0.5 0.84)00.145 = 9.600.145A 凸(9.6 0.126)00.009 =8.47400.009表£3 3沖裁模初始雙面間隙值匕材料厚 度口& 10. 35.Q34540.5065MtiQ3工

15、Q235At/mmZtninZmaxZininZmuc小于叱極41間隙050.040O.OdO0.040機0600.0400.0600 040口.泗0上0.0480.7200.0480.07；0.D4S0 0720.0480.0720.70.0640.0920.040.0920 0640.0920 0640.0920.S0.0720.1040.0721U40.072Q 1040.0640.0520.030(M260.090Q,1209叩Q,1雷0.0900J261.CI0.1000.1400.1C0OJ400.1000.140D.0900.1261.20.1260.1800 1320.1300

16、,1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401 750.2200.3200.2200.3200.2200 32C2.00.2460.3600.21500.3800.2600.3802JOJfiO0380O.2S00.4000.28DQ.-40C250.3500.5000.3S0C.5400.3EO0.5402.750.400O.SdO0.4200.000口儂0 COC3.CI0.4 置10.(5400.4S0C.I56O0.4800 6刎3.50 54 口0.7400.520P.7300.5SU0.73C4J0.(5400.3800.6S0C.9200.

17、6SO0.92C4.50.720.O0OO.6B00.9&00.7SQ1 0405.50.9401.2800.7E01.100O.PSO1.3201 0801.4400.8401.2001 1401 500650.P401.300S.(J1.2P0LdSO注：沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙取 08鋼的25%2.3.5卸料橡膠的設計選用的四塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪 斜，影響模具的正常工作。橡膠塊：聚胺酯 選用4個。Fy 3800Nnhj 0.3Hhy 0.1Hhg 3H= 15mm0.2 0.2A_ Fy 38002A=2521.7mmFq 1.5222,

18、2 A2R D d 803.09mmd=10mm 則：D=30mm、參數為(15,30,10)2.4模具總體設計(1)模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用分別沖壓，所以模具類型為沖孔一落 料復合模。(2)定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側 壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一 件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。(3)卸料、出件方式的選擇墊片模具設計因為工件料厚為1.2mm相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性第三章 主要零件及其他零件設計3.1 主要零部件設計卸料。又因為是級進模生產， 所以采用下出件比

19、較便于操作與提高生產效率。（ 4）導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整，該級進模采用中間導柱的導向方式。（ 1）工作零件的結構設計 落料凹模結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5其總長 L 可按公式 2.9.2 計算： 20+14+1.2+28.8=64mm1） 落料凸、凹模的結構設計。在落料凹模內部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，并查表 2.21,取得刃口高度h=6mm該凹模的結構簡單，宜采用整體式。查表2.22 ，得 k=0.5則，凹模高度H ks 0.5 42 21

20、；凹模壁厚C 1.5H 1.5 21 31.5凹模的外形尺寸的確定： 凹模外形長度L s1 2c 42.564 2 31.5 105.56凹模外形寬度B s 2c 42 2 31.5 105125mm125mm28mm。材料：Crl2MoV熱處理：5862HRC技術要求：尾部與凸模固定板按 H6/m5配合 沖孔凸模因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式， 一方面加工簡單， 另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個0 5的圓形凸?？蛇x用標準件 BII型式（尺寸為5.15X64）。沖（|）8mmfL的凸模2構如圖8.2.4 （b）所示。材料： Crl2MoV熱處

21、理：5862HRC為了增加凸模強度與剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以選用 B 形凸模。凸模固定板厚度取27mm，凸模長度根據結構上的需要來確定L h凸模固定板h落料凹模（27 29） mm 56mm由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需對其進行強度校核。沖裁時凸摸進入凹模刃口 1mm。 凸凹模的設計凸凹模采用整體式，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據計算壓力中心的數據，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式 2.9.3 、 2.9.4 計算：該模厚度 H=kb=0.2Xl27mm=25.4mm&

22、#167;表 2.9.5 得 k=0.2 ）該模壁厚 c= （1.5 2） H=3A 50.8mm墊片模具設計取該模厚度H=30mm凹模壁厚c=45mm該模寬度 B=b+2c= (127+2X 45) mm=217mm該模長度L取195mm(送料方向)該模輪廓尺寸為195mrm217mrm 30mm結構如圖8.2.4 (c)所示材料：Crl2 MoV 熱處理：6064HRC(2)定位零件的設計落料凸模下部設置兩個導正銷，分別借用工件上© 5mnf口 © 8mm兩個孔作導正孔。8mmi正孔的導正銷的結構如圖8.2.5所示。導正應 在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后

23、卸料板下平面超出凸 模端面lmm ,所以導正銷直線部分的長度為 1. 8mm導正銷采用H7/r6 安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/h6配合。擋料銷:1)選用活動擋料銷(6*22);如下圖標記示例：宜役d =b mm、長0L - 21 iun；,黃界簧一頂一桐,6X22 IB/T 7649.5M科士 45.熱處理硬度43-48HRC 技術條件二按JHT76531效4的規定L=22mm, d=6mm ES= 0.030mm EI= 0.060mm ， d1=8mm, d2=5.5mm, l=12mm,擋料銷高度選4mm （查表知）2）導料銷選用規格為： d=5mm ,L=22m

24、m , l=12mm ,d1=8mm ,d2=5.5mm 的導料銷起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規格為8X16。3.2 其他零部件的設計3.2.1 導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取1mm這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按表 2.9.7 選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC用螺釘和銷釘固 定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。3.2.2 卸料部件的設計 卸料板的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC卸料螺釘的選用卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑

25、為12mm螺紋部分為M1（X 10mm卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面lmm， 有誤差時通過在 螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。卸料板；選用彈壓式規格為： 125mm 125mm 8mm卸料螺釘；選用規格為 M10 373.2.3 推件裝置推桿；選用規格為D=6mm , L=45mm推板；選用規格為D=60mm ,h=9mm推件塊；選用規格為 D=42mm ,H=23mm第四章 結束語通過這次模具設計, 使我明白了沖壓模具設計的重要性以及模具設計需要注意的問題。沖壓過程中機械運動的概述冷沖壓就是將各種不同規格的板料或坯料， 利用模具和沖壓設備（壓力機，又名沖床）對其施加壓力，使之產生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產都是采用立式沖床，因而決定了沖壓過程的主運動是上下運動， 另外， 還有模具與板料和模具中各結構件之間的各種相互運動。機械運動可分為滑動、轉動和滾動等三種基本運動形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運動形式的特點不同，對沖壓的影響也各不相同。既然沖壓過程存在如此多樣的運動， 在沖壓模具設計中就應該對各種運動進行嚴格控制，以達到模具設計的要求；同時，在設計中還應當根據具體情況，靈活運用各種機械運動，以達到產品的要求。沖壓過程的主運動是上下運動，但是在模具中設計斜楔結構、轉銷結構、滾軸結