涂料桶密封蓋模具結構形式及沖壓設備零件的設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u12614涂料桶密封蓋模具結構形式及沖壓設備零件的設計案例 120797第1章模具結構形式及沖壓設備選擇 139071.1選擇模具結構形式 164311.1.1模架及導向方式 158131.1.2毛坯定位方式 2224401.1.3選擇卸料，出件方式 215671.1.4主要零部件的定位方式與固定方式 229331.2選擇沖壓設備 323343第2章選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸 5222672.1落料、球形拉深、淺錐拉深復合模工作零部件設計 5174342.1.1凸模 5140522.1.2凹模 5238122.1.3凸凹模 6103342.1.4定位零件的設計要求 785932.1.5卸料部件的設計 799582.1.6模架及其他零部件的設計 7317572.2反拉深模主要零部件設計 11259352.2.1工作部分結構尺寸的設計 11263252.2.2定位零件的設計 1210432.2.3設計模架及其他零部件 12第1章模具結構形式及沖壓設備選擇1.1選擇模具結構形式1.1.1模架及導向方式按照國標規定，模具基礎可分為：一是由上、下模座、并且導柱、導套進行組成而形成的導柱模架；另一種是由彈壓導板代替上摸座組成的導板模模架。窗體基礎是整個窗體的基礎。模具作為承受壓力的主體，它在整個器械的作用就是將所有的零件全部固定。它也是整個器械的核心。模座與元件當中的各個部分都密切相連，上部分通過模柄和壓力機當中的滑塊進行相連，下半部分也是與工作臺進行直接連接，連接的主要方式是通過螺絲和壓板。為了讓空間更加的平衡，確保位置沒有偏差，模座的導向裝置起到了決定性作用。模架的基本要求：（1）強度和剛度達標；（2）精確度高(例如：平行上下模座、導柱與導套中心垂直、模柄垂直于上模座等)。（3）上、下模間導軌準確(導軌間隙較小，上、模間運動平穩，無滯住)。根據上述觀點，型材基座的選擇十分重要。符合模具基礎要求，確保模具的使用時長；本實用新型使用時效長，后導柱模座的導向裝置在水平和垂直方向上都合適。所以后導柱模的基座選用復合膜。1.1.2毛坯定位方式帶鋼能夠在模具中找到精確位置并且能夠準確進給的原件是沖模定位件。擋板是對前進步的控制，對板寬的控制被稱為導板。在沖孔帶材時，導軌部件包括導軌板、導軌銷等，以保證導軌與邊沿之間有固定距離。導向盤和導向銷用于導向帶材或閥芯的側面，以確保導向盤和導向銷前進方向正確。皮帶由導板或導銷的一面引導進料，以避按工件圖紙，形狀為帶材，帶材為導板，前進距離由擋銷控制。1.1.3選擇卸料，出件方式固定或彈壓卸料裝置和廢料切刀這三個類型是卸料裝置的三種方式。這些卸料板是用來移動沖床上的夾鉗或沖床及模具上的沖孔元件或廢料。凹形下部為固定卸料機的形式，構造簡易，卸料力強，安全性高，通常只用于卸料作用，用于硬厚物料。噴嘴分為剛性噴嘴和彈性噴嘴兩種。頂模具一般采用硬質頂出。用壓力機推桿的沖頭沖壓上模，沖孔完成。壓頭、模塊、凹模推出凹模，因為壓力大、工作可靠。工作厚度為1mm，卸料力大，可采用剛性卸料器，卸料可靠。1.1.4主要零部件的定位方式與固定方式該沖床采用沖床固定板。一般采用沖頭壓入固定板、梯形沖頭配H7/h6、直通沖頭配N7/h6或P7/h6的方法；當凹模導向板的凹模需要定位時，沖頭一般需要是用螺釘和銷子安裝在下模座上。1.2選擇沖壓設備在選擇沖壓設備時注意以下幾點：與沖裁時的總力相比，壓力機往往不小于它，即F壓≥F總，式中：F壓表示所選壓力機的噸位F總表示沖裁時的總力；（2）選擇沖程和模具類型的選擇，要根據模具的結構。（3）可以根據模具尺寸、安裝方式、出料方式來選擇壓機臺面的尺寸。如有印件，則一定要考慮臺面孔的尺寸，使有關件在沖孔后可自由通過。（4）選配壓力機的閉合高度是否合適于模具。（5）與沖床滑塊的模柄直徑、深度是否相似。（6）壓力機滑塊距離為拉伸深度的2~2.5倍。（7）沖壓行程數要保證最高的生產效率。（8）壓力機要便于安全使用。表1.1J23系列開式可傾壓力機的主要技術參數第一套落料、球形拉深、淺錐拉深復合模總沖壓力為：F=F+F+F+F+F=205011.2N+12300.91N+20501.52N+41657.518+97233.54N=377808.69N根據計算結果擬選壓力機JH23-63。對于第二套反拉深模的總拉深力為：F2=36462.58N根據計算結果擬選壓力機J23-16。第2章選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸2.1落料、球形拉深、淺錐拉深復合模工作零部件設計2.1.1凸模一種在模具中包含多個沖模工件或廢料的工件。（1）凸模的結構及固定方法拉深凸模組合圖中的部分形狀工件，考慮到加工時，第一組模具的拉深凸模用4個內六角螺釘和圓柱銷直接與下模座連接，第二組打孔形狀為一組，內六角螺絲直接與上模座連接。凸模長度的計算淺錐形部位拉深凸模的長度計算拉伸凸模工作件尺寸l=20mm，總長L=28mm+20mm=48mm凸模強度的校核通常來說，凸模強度足夠大，不需要檢驗。但如果超薄凸模或凸模的橫截面較小，而模具厚度較厚，則必須壓緊。檢查該材料承受彎曲的效果和功能。它的主要目的就在于避免凸模的縱向失去穩定性從而導致斷裂，還能夠檢查能否達到目標的自由長度和危險截面尺寸。2.1.2凹模在沖壓過程中，與凸模配合的工件，直接將工件分離或成形。凹模的外貌形狀和固定的方法選取矩形作為凹模的形狀，并用螺絲和銷子直接與支架連接。若用螺釘和定位銷固定模具，則必須確保螺釘與螺孔、銷孔和螺孔之間的間距很遠，將對模具的壽命減少的很嚴重。落料凹模刃口的選擇根據結構的不同，凹模可分為整體式或鑲拼式凹模，子形為整體凹模。它的刃口的形狀分為直筒和錐形兩種情況。對于此次設計沖裁元件的各種結構，選用直筒式。其具體結構包括形狀，寬度，各類精度等等。并有很多優點：①刀刃的強度性很好。打磨后尺寸不發生變化；②刀口直壁下的擴大部位可以簡化凹模加工；③形狀復雜或精度要求較高的零件打孔。確定落料凹模輪廓尺寸本次設計當中，凹模的輪廓的各項長度普遍都是模孔的厚度還有刃壁的間距或者是模的外形確定的。凹模厚度：H=kb(H≥15mm)式中k─系數，k取0.18b─最大孔口尺寸H=kb=0.18×126mm=22.68mm，由于本副模具為復合模，拉深部位工作尺寸為20mm。故取H=50mm.凹模壁厚：c=（1.5~2）H，c≥30~40毫米c=22.68×1.5=34.5mm凹模寬度：B=b+2c=126mm+2×34.5mm=195mm凹模長度：L取200mm凹模輪廓尺寸為：200mm×200mm×50mm2.1.3凸凹模在每個復合膜當中，一定會有一個凸凹模存在。刃口作為模內外邊緣物件，沖裁元件的大小決定了邊緣之間壁厚。在強度的方面，壁厚它的條件是受最小值影響著。與沖模的構成相關的是模的最小壁厚，正裝復合模，由于凸凹模裝于上模，孔內不會積存廢料，脹力小，最小壁厚可以稍微薄一些；倒裝復合模，因為孔內悔積存廢料，所以最小壁厚要稍微厚一些。（1）凸凹模模長度的計算本副模具中凸凹模既起到落料凸模的作用又起到拉深凹模的作用。其長度可按落料凸模部分確定。凸模長度計算公式：L=h+h++h式中：L─凸模長度h─凸模固定板厚度h=h─卸料板厚度,h取10mmh─附加長度，凸模修磨量(7mm)，凸模進入凹模深度(21mm)，凸模固定板到卸料板的安全距離(6mm)等。L=h+h++h=+10mm+34mm得：L=66mm2.1.4定位零件的設計要求沖模內定位部用于確保帶鋼的正確進料和在模內的正確位置。給料面上的帶材必須有兩個方向的限制：第一，帶材的給料方向應與板材的垂直方向一致，以保證板材的給料方向正確，稱為送進導向；二是控制板材給料的距離為送料定距。定位能夠控制給料的間距叫做擋料，寬度方向叫做導料。在控制帶鋼方向時，應根據坯料形狀、模具結構、沖壓精度及生產效率等要求，采用固定擋料銷。2.1.5卸料部件的設計（1）卸料板的設計卸料板厚度為10mm，外形為的帶缺口的環狀（尺寸內徑×外徑：172mm×126mm）,出料板采用Q235鋼，淬火硬度在40~45HRC之間。（2）卸料板的固定出料板上設3個沉頭螺釘，公稱直徑10mm，通過卸料板下方的支架固定在凹模上。2.1.6模架及其他零部件的設計（1）模架的設計要求根據有關資料，可以按照工件以及結構的尺寸，選擇后導柱模塊的I級精度。依據模具周圍的尺寸，選擇相應的模具座規格如下：上模座尺寸：240mm×240mm×45mm，GB2855·5-81下模座尺寸：240mm×240mm×55mm，GB2855·6-81導柱尺寸：35mm×180mm，20鋼導套尺寸：35mm×115mm×43mm，20鋼因其強度高，加工工藝精湛，鋼模取代了普通鑄鐵模座。滲深0.8~1.2mm，導柱、導套的硬度均為58~62HRC。由Cr12MoV型材制成拉深沖頭，拉深沖頭及落料模，熱處理硬度60~64HRC。①導向器件的設計：導向器件作為模具當中最為重要的器件，對于模具的精度以及壽命以及制品的成型質量等等方面，它的質量問題都有著很重要的作用。導向管和導向套是軸和套件，通常由內外圓柱表面構成。對于內外表面的粗糙程度，以及尺寸方面的精度問題，更是各個相互配合的同軸度，是對于精度的主要需要方面。導向板的配合面必須經過加工，并且耐磨性能好。一般軌道匹配面精度達到IT6，表面粗糙度在Ra=0.2~0.1μm。工件匹配面的精確定位精度達到IT5，表面粗糙度為Ra=0.1~0.05μm。使用普通機床進行粗糙處理主要是為了對零件的外形進行對比，半成品熱處理，采用磨光機完成消除變形引起的變形熱處理，提高配合面的尺寸精度，降低表面粗糙度。對匹配要求高、精度高的導軌而言，需要整理配合面來達到精度和表面粗糙度要求。②設計模具閉合高度：此模具的閉合高度：H=H+H+H+H-h+t式中H一模具閉合高度H一上模座高度，H=45mmH一凸凹模高度，H=66mmH一落料凹模高度,H=50mmH一下模座高度,H=55mmh一凹凸模沖裁后進入凹模的深度，h=22mmt一料厚，t=1mmH=H+H+H+H-h+t=45mm+66mm+50mm+55mm-22mm+1mm=195mm很明顯，模具的封閉高度小于所選壓力機JH23-63的最大裝模高度，可供使用。模柄的設計要求模柄的基本要求是：第一，和壓機滑塊的模柄孔必須精準配合，安裝結實；第二，必須正確牢固地連接上模。II型模柄選用H7/n6型模柄配合安裝孔，可確保同軸度高、垂直度高，適用于很多小型模具。規格：50×100GB2862·3-81，材料為A3鋼。（3）固定板和墊板的設計要求凸模固定板按相對位置將凸模或凹模壓入固定部位，安裝為上、下模座板。通過對凸凹型的模具進行固定，我們采用矩形模和圓模兩個種類作為沖模的常用材料。下面有幾處問題通過設計的固定板提出：①相比較于凹版的厚度來說，凹模的固定板比起凹版更薄一些，大約是0.6-0.8倍左右。能夠和凹版和一些能夠放點的材料相比的是它的平面尺寸。板材尺寸相同，出于安全以及其他方面的考慮，對待螺釘和銷釘位置的安裝是很重要的環節。②使用過渡的方式來進行對凸模的安裝孔和模之間的配合，配合的公差是H7/m6，除此之外應該磨平凸模的后端處。③本次設計的固定板對待打磨的要求很高，需要垂直于沖頭的安裝孔內的軸線，并且打磨時必須需要兼顧上表面以及下表面。基面和壓裝表面粗糙度在Ra=1.6~0.8微米之間時，可以降低要求使非參考性的平面更容易達到標準。④本次設計選用的材料，是可以不用通過熱處理進行淬硬的常用材料。使用的材料可以是Q235或者45號鋼。本次設計所選用的固定板的外形尺寸(長×寬×厚)為200mm×200mm×22mm，使用的材料是Q235鋼。墊板為了對模座的壓力進行降低處理，利用所選用的墊板直接抵抗和擴散沖頭所引起的壓力問題，這便是使用墊板的意義，也是為了保護模座面被擠壓。我們最常用的是凸模型的墊板，它的位置位于板和模具的基座中間。和固定板的形狀和大小大致比較類似，一般厚度在4-12毫米。此模具不使用凸模墊板。（4）螺釘、銷釘通過對設計的理解，對螺絲和銷釘材料按照一定的需求進行選取，使用內六角螺釘作為本次設計模具固定的材料。同時選用圓柱銷釘進行定位。在選取的同時有下面一些問題需要了解并且注意：①螺釘的排列非常規整，它位于固定的部位輪廓的周圍。如果所考慮的部分是圓形的，使用的數量大概在3-4個左右。；如果固定部分是長方形，則通常使用4~6個螺釘。常用的兩個銷釘，盡量錯開，確保定位的準確性。②每個螺絲之間的間距不能太小，強度性問題需要時刻注意，刀刃和外輪廓之間的間距也有同樣類型的問題，并且在螺釘和銷釘之間的位置也需要有適當的把控。③內六角螺絲穿孔及螺絲裝配尺寸合適。④為保證定位精度，對聯軸器零件的銷孔進行了加工。H7/m6或H7/n6過渡配合的銷孔和銷釘。按照沖壓壓力和模具厚度確定螺釘和銷釘的規格。（5）彈頂裝置的彈性元件設計因零件在成型過程中需要壓出，模具為彈性頂件裝置，彈性元件為橡膠。按尺寸計算如下：橡皮墊收受壓后所產生的彈壓力為：P=qF式中：P—橡皮墊受壓時產生的彈壓力,q—橡皮墊在一定壓縮比時所對應的彈壓力F—橡皮墊的實際受壓面積選取橡膠的條件：為了保證橡膠的工作水平不受影響，并且能夠保證操作的流暢性，我們對壓力的要求比較嚴格，即F≥F式中：F—橡膠在預壓縮狀態時的預壓力F—卸料力；能夠被橡膠的作用而生成的壓力F，F=AP，式中：A—橡膠墊的橫截面積P—橡膠的單位壓力。②不僅對壓力有著一定的需求，同時對壓縮性也同樣具有很高的要求，使得橡膠不會過早的失去效果，即H≥H+H，H—橡膠的允許最大壓縮量③除了上述兩個要求需要滿足意外，還需要對結構的空間性進行選取，我們為了保障在壓縮的過程當中，能夠承受大面積膨脹的截面，我們必須在墊塊的周邊放有足夠的空間。⑵橡膠選用步驟：①確定橡膠墊的自由高度,由H=35%~45%H,H=25%~30%H，則橡膠墊的自由高度H=H/（0.25~0.30）=（3.5~4)H。②測定橡膠墊的橫截面面積A：為了使橡膠滿足壓力要求，F=AP≥F因此膠墊的橫截面面積與卸料力和單位壓力之間存在如下關系：A=F/P。③決定橡膠墊的平面尺寸：圓柱形橡皮墊塊的外徑為D，內孔為d，截面積為A=4p（D-d），代入上面公式A=F/P后，則可得外徑D=。④檢查橡膠墊的自由高度，自由高度H與其直徑D的比值應在下圖范圍內，即0.5≤H/D≤1.5。測定橡膠墊安裝高度H,H=H-H。表2.1橡皮壓縮參數橡皮壓縮/%單位壓力q/MpA橡皮壓縮/%單位壓力q/MpA100.26251.06150.50301.52200.70352.10（1）確定橡膠墊的自由高度在自由狀態時，H=22mm故H=88mm。（2）橡膠的預壓縮量：H=30%=88×30%=22.4mm⑶橡膠墊的外徑D=式中D一橡膠墊的外徑d一圓筒形橡膠的內徑，d取17mmF一頂件力，F=20501.52NP一橡膠墊單位壓力，P=1.52MPaD===132mm⑷校核橡膠墊自由高度H==0.66，可見0.5<>1.5，滿足要求2.2反拉深模主要零部件設計2.2.1工作部分結構尺寸的設計拉深凹模的設計拉深凹模的長度H=50mm圓角半徑，查表得r=2.5mm拉深凸模的設計拉深凸模的長度H=60mm圓角半徑r=(0.6~1)r,取r=2.5mm2.2.2定位零件的設計由于通過第一套模具的初步加工，該坯料被拉深為前錐形部位已經達到工件要求尺寸，故可利用此錐面對坯料進行定位。2.2.3設計模架及其他零部件（1）模架據統計，按照重要部件的尺寸及結構尺寸，選擇后導柱模塊的I級精度。依據凹模周圍的尺寸，選擇相應的模架規格如下：上模座尺寸（mm）：240×240×45，GB2855·5-81下模座尺寸（mm）：240×240×55，GB2855·6-81導柱尺寸：35mm×180mm，20鋼導套尺寸：35mm×115mm×43mm，20鋼因其強度高，加工工藝精湛，鋼模取代了普通鑄鐵模。導套滲碳深度0.8~1.2mm，導柱、導套硬度均為58~62