沖裁小墊片的模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

沖裁小墊片的模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,沖裁小,墊片,模具設(shè)計,全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 購買后包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘 要 我這次所設(shè)計的是一個小墊片，這個墊片是我運用了兩年的所學(xué)知識所設(shè)計出來的。這個墊片的設(shè)計，不僅僅是對我兩年知識的審查，還能夠提升自身的能力。這個墊片的設(shè)計概述了墊片的工藝特性、零件設(shè)計、模具設(shè)計。我采用了一套用來沖裁的模具，此設(shè)計在沖裁時我采用了倒裝復(fù)合模，這樣能夠提高生產(chǎn)效率。在設(shè)計過程中，我使用了CAD、UG等現(xiàn)代模具設(shè)計軟件。 關(guān)鍵詞：倒裝復(fù)合膜；Ug；Cad 目 錄 前 言 1 1 材料沖壓性能分析 2 1.1 材料的沖裁性能系數(shù) 2 1.2 零件形狀結(jié)構(gòu)的沖壓工藝性分析 2 1.2.1零件尺寸精度的工藝性分析 2 1.2.2沖裁件內(nèi)外形公差 3 1.2.3沖裁件的內(nèi)孔尺寸公差 3 1.2.4沖裁件的斷面粗糙度與毛刺 4 2沖裁工藝分析與確定 5 2.1沖裁工藝 5 2.1.1零件的沖裁工藝方案 5 2.1.2 沖裁工藝的確定 5 3 沖裁件排樣方案的確定 5 3.1 材料的利用率 5 3.1.1 材料利用率的基本內(nèi)容 5 3.1.2 材料利用率的公式 5 3.2 材料的搭邊值 6 3.2.1 搭邊的基本內(nèi)容 6 3.2.2 搭邊值的圖表 7 3.3 沖裁件的排樣 7 3.2.1 排樣方式的確定 7 4 凸凹模刃口尺寸與沖壓力的確定 8 4.1 凸凹模刃口尺寸計算原則和公式 8 4.1.1 計算原則 8 4.1.2 計算公式 9 4.2 沖壓力 10 4.2.1 沖裁力 10 4.2.2 卸料力、推件力、頂件力 10 4.2.3 壓力機的選取 10 5 模具總結(jié)構(gòu)圖 11 5.1 凹模板的設(shè)計 11 5.1.1 凹模板的尺寸 11 5.1.2 凹模板二維圖 12 5.2 凸模的設(shè)計 12 5.2.1 凸模長度 12 5.2.2 凸模二維圖 13 5.3 螺釘、銷釘 13 5.3.1 螺釘布置 13 5.3.2 銷釘布置 14 總 結(jié) 15 致 謝 16 附 錄 17 參考文獻 19 前 言 模具，工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。素有"工業(yè)之母"的稱號。 模具具有特定的輪廓或內(nèi)腔形狀，應(yīng)用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)。應(yīng)用內(nèi)腔形狀可使坯料獲得相應(yīng)的立體形狀。模具一般包括動模和定模(或凸模和凹模)兩個部分，二者可分可合。分開時取出制件，合攏時使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形狀復(fù)雜，承受坯料的脹力，對結(jié)構(gòu)強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，模具生產(chǎn)的發(fā)展水平是機械制造水平的重要標志之一。 我國考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國就已有沖壓模具被用于制造銅器了，這也證明了中國古代沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。1953年，中國長春第一汽車制造廠首次建立了沖模車間，該廠在1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了長期的發(fā)展道路后，目前我國已形成了300多億元各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。 我國沖壓模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面上都已有了很大的發(fā)展，但與世界先進水平相比，差距依然很大，一些大型、精度高、壽命長的高檔模具每年還是在大量的進口，特別是高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍是主要依靠進口。另外一些低檔次的簡單沖模，已展現(xiàn)出供過于求的現(xiàn)狀，市場竟爭激烈。 1 材料沖壓性能分析 1.1 材料的沖裁性能系數(shù) 根據(jù)要求，材料為45號鋼，力學(xué)性能如下： 抗剪強度 τ=432～549 MPa 抗拉強度 σb=539～686 MPa 屈服強度 σs=353 MPa 伸長率 δ=16 % 彈性模量 E=200 MPa 這個零件是一個沖裁小墊片，材料為45號鋼，厚度為2mm，其中間有一個?15的大圓和兩個?10的小圓，由于45號鋼具有良好的沖壓性能，所以選取45號鋼作為材料。 1.2 零件形狀結(jié)構(gòu)的沖壓工藝性分析 1.2.1零件尺寸精度的工藝性分析 零件圖： 圖1-1 零件草圖 表1-1零件基本參數(shù) 零件名稱 精度 板厚 材料 生產(chǎn)批量 沖裁小墊片 12級 2mm 45號鋼 大批量 1.2.2沖裁件內(nèi)外形公差 表1-2標準公差 基本尺寸 mm 公差等級 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 大于 至 μm mm 1 3 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.25 3 6 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 6 10 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 18 30 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 30 50 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 50 80 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 查表1-2得： 我們所做零件的內(nèi)外形公差選IT12 1.2.3沖裁件的內(nèi)孔尺寸公差 表1-3沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸公差 料厚 t/mm 沖裁件尺寸 一般精度的沖裁件 較高精度的沖裁件 ＜10 10～50 50～150 150～300 ＜10 10～50 50～150 150～300 0.2～0.5 0.08 0.10 0.14 0.20 0.025 0.03 0.05 0.08 0.05 0.08 0.12 0.02 0.04 0.08 0.5～1 0.12 0.16 0.22 0.30 0.03 0.04 0.06 0.10 0.05 0.08 0.12 0.02 0.04 0.08 1～2 0.18 0.22 0.30 0.50 0.04 0.06 0.08 0.12 0.06 0.10 0.16 0.03 0.06 0.10 2～4 0.24 0.28 0.40 0.70 0.06 0.08 0.10 0.15 0.08 0.12 0.20 0.04 0.08 0.10 查表1-3得： 零件厚度為2mm，內(nèi)孔直徑為?15與?10時上公差為0.22，下公差為0.10。 1.2.4沖裁件的斷面粗糙度與毛刺 沖裁件的斷面粗糙度及毛刺高度與材料塑性、材料厚度、沖裁間隙、刃口鋒利程度、沖模結(jié)構(gòu)以及凸模、凹模工作部分表面粗糙度等諸多因素有關(guān)。選用普通沖裁方式?jīng)_裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度值Ra一般可達3.2～12.5μm。毛刺的允許高度見表1-4。 表1-4普通沖裁毛刺的允許高度 料厚t/mm ≤0.3 ＞0.3～0.5 ＞0.5～1.0 ＞1.0～1.5 ＞1.5～2.0 試模時 ≤0.015 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.04 ≤0.05 生產(chǎn)時 ≤0.05 ≤0.08 ≤0.10 ≤0.13 ≤0.15 查表得：生產(chǎn)時，當我們板料厚度為2mm時毛刺允許高度要小于0.15mm。 2沖裁工藝分析與確定 2.1沖裁工藝 2.1.1零件的沖裁工藝方案 一般來說，低精度，大批量，大尺寸的產(chǎn)品宜單工序生產(chǎn)，采用簡單磨具。 方案一：由單工序沖裁模來進行生產(chǎn)，先落料后沖孔； 方案二：由復(fù)合沖裁模來進行生產(chǎn)，沖孔落料同時進行； 方案三：由級進沖裁模進行生產(chǎn)，先沖孔后落料。 2.1.2 沖裁工藝的確定 由于該沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡單，屬于中心對稱圖形，我選擇方案三用級進模來設(shè)計。 3 沖裁件排樣方案的確定 3.1 材料的利用率 3.1.1 材料利用率的基本內(nèi)容 在沖壓零件的成本中，材料費用約占60%以上，因此，合理利用材料，提高材料利用率，是排樣設(shè)計應(yīng)考慮的重要因素之一。 材料的利用率是指沖裁件的實際面積與所用所用板料面積的百分比。 3.1.2 材料利用率的公式 一個步距內(nèi)的材料利用率η=A/Bs×100% A——一個進距內(nèi)沖裁件的實際面積（mm2）； B——條料寬度（mm）； s——步距（沖裁件時條料在模具上每次送進的距離，其值為兩個對應(yīng)沖件間對應(yīng)點的間距，mm）。 一張板料（或條料、帶料）上總的材料利用率η0=A1/BL×100% n——一張板料（或條料、帶料）上沖裁件的總項目； A1——一個沖裁件的實際面積（mm2）； L——板料（或條料、帶料）的長度（mm2）; B——板料（或條料、帶料）的寬度（mm2）。 3.2 材料的搭邊值 3.2.1 搭邊的基本內(nèi)容 排樣時工件間以及工件與條料側(cè)邊間留下的余料稱為搭邊。 搭邊雖然是廢料，但是在沖裁過程中起了很大的作用：補償定位的誤差，保證沖出合格的零件；使條料保持一定的剛度，保證順利送料；使坯料在沖裁變形時能有足夠的非變形區(qū)“強區(qū)”，避免毛刺被帶入凹、凸模間隙，降低沖件的質(zhì)量和模具的壽命。 但是搭邊的存在又必然的降低了材料的利用率，因此，設(shè)計排樣圖時必須合理確定搭邊值。一般來說，搭邊值的大小受到以下因素及規(guī)律的影響。 （1） 材料的力學(xué)性能。硬材料的搭邊值可以小些，軟材料、脆材料的搭邊值應(yīng)該大些； （2） 沖裁件的形狀和尺寸。沖裁件尺寸大或有尖凸的復(fù)雜形狀時，搭邊值要大些； （3） 材料厚度。厚材料的搭邊值要取大一些； （4） 送料及擋料方式。用手工送料時，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些； （5） 卸料方式。彈性卸料（有壓料）比剛性卸料（無壓料）的搭邊值小一些。 實際應(yīng)用中，搭邊值一般由經(jīng)驗確定，見表3-1 3.2.2 搭邊值的圖表 表最小搭邊值3-1 材料厚度 t/mm 圓形或圓角r＞2t的工件 矩形件邊長l≤50 矩形件邊長l＞50或圓角r≤2t 工件間a1 側(cè)邊a 工件間a1 側(cè)邊a 工件間a1 側(cè)邊a ＜0.3 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 ≥0.3～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 ≥0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 ≥0.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 ≥1.2～1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 ≥1.6～2.0 1.2 1.5 1.8 2.5 2.0 2.2 3.3 沖裁件的排樣 3.2.1 排樣方式的確定 考慮到這套模具的成本與模架的大小，下面我設(shè)計了兩種排樣方式進行比較。 圖3-1排樣圖 圖3-2排樣圖 下面我們進行兩種排樣材料利用率的計算并進行比較。 圖3-1： 一個步距的材料利用率η=A/Bs×100%=2389.76/（46×77）≈80％ 圖3-2： 一個步距的材料利用率η=A/Bs×100%=2389.76/(75.5×49)≈64％ 經(jīng)比較選用如圖3-1所示的排樣圖。 4 凸凹模刃口尺寸與沖壓力的確定 4.1 凸凹模刃口尺寸計算原則和公式 4.1.1 計算原則 沖裁件的尺寸精度取決于模具刃口尺寸的精度，合理的沖裁間隙也要靠模具刃口尺寸及其公差來保證。 在計算刃口尺寸時，應(yīng)分別按落料和沖孔兩種情況考慮，并遵循以下的原則： （1）設(shè)計落料模時，以凹模刃口尺寸為基準，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模刃口尺寸為基準，間隙取在凹模上。 （2）刃口的基本尺寸應(yīng)根據(jù)落料或沖孔、刃口磨損的方向和最小間隙來確定。 （3）凸，凹模刃口的制造公差應(yīng)根據(jù)凸，凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工方法和沖裁間隙的要求來確定。 4.1.2 計算公式 根據(jù)刃口尺寸計算原則，得到刃口尺寸的計算公式為： 落料：Dd=(Dmax-χΔ)+δd0 Dp=（Dd-Zmin）0-δp=(Dmax-χΔ-Zmin)0-δp 沖孔：dp=（dmin+χΔ）0-δp dd=（dp+Zmin）+δd0=（dmin+χΔ+Zmin）+δd0 Dd、Dp——落料凹、凸模的刃口尺寸（mm）； dp、dd——沖孔凸、凹模的刃口尺寸（mm） Dmax——落料的最大尺寸（mm） dmin——沖孔的最小尺寸（mm） Δ——沖裁件的公差（mm，如果沖裁件是任意尺寸，按IT14級精度處理） Zmin——最小間隙（mm） δp、δd——凸凹模的刃口公差（mm） x——磨損系數(shù)，x值在0.5×1之間，它與沖裁件的精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選擇：沖裁件精度較高（IT10）時：x=1;沖裁件精度一般（IT11～IT13）時：x=0.75；沖裁件精度較低（IT14以下）時：x=0.5 落料： Dd=(Dmax-χΔ)+δd0=（215-0.75×0.3）+δd0=214.64+0.2250 Dp=（Dd-Zmin）0-δp=(215-0.75×0.3-Zmin)0-δp=214.830-0.13 沖孔： dp=（dmin+χΔ）0-δp=（16+0.75×0.3）0-δp=16.640+0.13 dd=（dp+Zmin）+δd0=（dmin+χΔ+Zmin）+δd0=14.85+0.2250 4.2 沖壓力 4.2.1 沖裁力 F=KLtτb 式中F——沖裁力（N）； L——沖裁件周邊長度（mm）； t——材料厚度（mm）； τb——材料抗剪強度（Mpa）； K——考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=1.3。 經(jīng)計算F沖= KLtτb=1.3×226.16×2×500=294KN 4.2.2 卸料力、推件力、頂件力 FX=KXF=294× 0.04=0.01KN FT=nKTF=294×0.055×1=0.16KN FD=KDF=294×0.06=0.18KN 表4-1卸料力、推件力和頂件力的系數(shù) 沖件材料 KX KT KD 鋼（料厚t／mm） ＞0.1～0.5 0.045～0.055 0.063 0.08 ＞0.5～2.5 0.04～0.05 0.055 0.06 KX-----卸料力系數(shù)； KT-----推件力系數(shù)； KD-----頂件力系數(shù)； n-----同時卡在凹?？變?nèi)的沖件數(shù)，n=h／t（h為凹?？卓诘闹比斜诟叨?，t為材料厚度）。 4.2.3 壓力機的選取 總壓力計算F總=F+FX+FT=294+0.01+0.16=294.17KN 對于沖裁件工序，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時總沖壓力的1.1～1.3倍，即P≥（1.1～1.3）F總 P≥1.2×294.17 ≥353.004KN P-----壓力機的標稱壓力 經(jīng)計算我們選用的壓力機為J23-35，它的主要技術(shù)規(guī)格見（附錄1） 5 模具總結(jié)構(gòu)圖 5.1 凹模板的設(shè)計 5.1.1 凹模板的尺寸 H-----凹模板厚度 S2-----凹模寬度方向刃口最大距離 K-----考慮板料厚度的影響系數(shù) 表5-1系數(shù)K值 S2/mm 材料厚度t/mm 0.5 1 2 3 ＞3 ≤50 0.3 0.35 0.42 0.5 0.6 ＞50～100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 ＞100～200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 ＞200 0.1 0.12 0.15 0.18 0.22 凹模板厚度H=KS2=0.28×77=21.56取22mm 凹模板壁厚C=（1.5～2）H=30～40取C=30mm 凹模板寬度B=46+2 C=106取110mm 凹模板長度L=步距+2C=46+2×30=106取110mm 所以，凹模輪廓尺寸為110×110×22（mm） 5.1.2 凹模板二維圖 圖5-1 凹模板 5.2 凸模的設(shè)計 5.2.1 凸模長度 凸模長度的計算公式為：L=h1+h2+h3+h≈130mm L-----凸模長度（mm）; h1-----凸模固定板厚度（mm）； h2-----卸料板厚度（mm）； h3-----導(dǎo)料板厚度（mm）； h-----附加長度，我們一般取15到20mm。 5.2.2 凸模二維圖 圖5-2 凸模 5.3 螺釘、銷釘 5.3.1 螺釘布置 ① 螺釘數(shù)量的確定 由于凸模固定板將凸模與上模座相連接，其具體要求是可靠性和穩(wěn)定性，故采用4個螺釘相連接。 ② 螺釘大小的確定 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要，在保證連接可靠性的前提下，選取螺釘規(guī)格為M16和M12，長度根據(jù)被連接零件的厚度來確定。 ③ 螺釘位置的確定 在確定螺釘位置時，選取對角布置的方式。 5.3.2 銷釘布置 ① 銷釘數(shù)量的確定 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，銷釘在模具中主要起定位作用，故采用2個銷釘。 ② 銷釘大小的確定 由于該模具從外形結(jié)構(gòu)上講并不大，故采用Ф6（銷釘直徑可取與螺釘直徑相等或比螺釘直徑小一個規(guī)格）。 ③ 銷釘位置的確定 為了保證被連接零件定位的準確性，采用對角布置。 螺釘與銷釘位置的確定具體參數(shù)見（附錄2） 總 結(jié) 在經(jīng)過多天的努力之下，我終于完成了這次的畢業(yè)設(shè)計。這次的畢業(yè)設(shè)計使我對自己所學(xué)的專業(yè)——模具設(shè)計與制造有了一個新的了解。老師一共給了我們四個課題。塑料模、沖壓模、Moldflow、成本估算。我選擇了上學(xué)期我所設(shè)計過的沖壓模。雖然這個零件我上學(xué)期我設(shè)計過，但是我還是重頭開始設(shè)計。而這次的沖壓模設(shè)計，讓我學(xué)會了這個模具設(shè)計是圍繞著自己所知的零件信息來展開設(shè)計。先從零件的工藝分析開始設(shè)計，零件的工藝分析又包括了零件材料、零件結(jié)構(gòu)、零件的尺寸精度以及零件的批量生產(chǎn)。只有確定了這些因素能夠滿足零件的設(shè)計要求，我們才能夠進行接下來的步驟。 接著，對零件進行排樣設(shè)計。一般來說，零件的排樣方法有好幾種，但是我所設(shè)計的零件墊圈結(jié)構(gòu)簡單，我選擇了一次性加工的方法——落料模生產(chǎn)。這樣的排樣方法，模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。 接下來的工藝計算，不能出一點紕漏。最重要的就是刃口尺寸的計算。因為，沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度，合理的沖裁間隙也要考模具刃口尺寸及其公差來保證。這是我這次畢業(yè)設(shè)計中最重要的一項。 在這次畢業(yè)設(shè)計的模具設(shè)計方面，我利用了銷釘來定位凹模和卸料板以及下模座，銷釘還被我用來固定凸模和凸模固定板以及上模座。最后用導(dǎo)柱來支撐上模架和下模架。 大學(xué)三年生活就這么過去了。當初我來到這個學(xué)校時，對這一切都是感覺那么的好奇和新鮮。如今三年的時光轉(zhuǎn)瞬離去，我已經(jīng)成長成了一個青年，對接下來的生活也有了明確的規(guī)劃。三年大學(xué)生活不僅讓我學(xué)到了各種的專業(yè)知識，讓我為自己畢業(yè)后的工作有準備，同時還教會了我如何學(xué)習(xí)。因為，當今的社會，不管我們在哪里，我們都要抱著一顆求學(xué)的心，這樣才能迅速的在同屆畢業(yè)生里出頭。 致 謝 在這次設(shè)計過程中，我得到了老師和同學(xué)在各方面的幫助。在這我向各位老師和模具1413班的所有同學(xué)表示感謝，他們在我的整個設(shè)計過程中一直給予我?guī)椭?，解決了我設(shè)計上的很多問題。 附 錄 附錄1 開式雙柱可傾式壓力機（部分）主要技術(shù)規(guī)格 型號 J23-6.5 J23-10 J23-16 J23-25 J23-35 J23-40 J23-63 J23-80 公稱壓力/KN 63 100 160 250 350 400 630 800 滑塊行程/mm 35 45 55 65 80 100 100 `130 滑塊行程次數(shù)(次/min) 170 145 120 55 50 80 40 45 最大閉合高度/mm 150 180 220 270 280 300 400 380 閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 35 35 45 55 60 80 80 90 滑塊中心線至床身距離/mm 110 130 160 200 205 220 310 290 立柱距離/mm 105 180 220 270 300 300 420 380 工作臺尺寸/mm 前后 200 240 300 270 380 420 570 540 左右 310 370 450 560 610 630 860 800 工作臺孔尺寸/mm 前后 110 130 160 200 200 150 310 230 左右 160 200 240 290 290 300 450 360 直徑 140 170 210 260 260 200 400 280 墊板尺寸/mm 厚度 30 35 40 50 60 80 80 100 直徑 150 200 模柄孔尺寸/mm 直徑 30 30 40 40 50 50 50 60 深度 55 55 60 60 70 70 70 80 滑塊/mm 前后 190 230 360 350 左右 210 300 400 370 床身最大可傾斜角 45° 35° 35° 30° 20° 30° 25° 30° 附錄2 螺孔、銷孔的最小布置尺寸 簡圖 螺釘孔 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 A 淬火 10 12 14 16 20 25 30 不淬火 8 10 11 13 16 20 25 B 淬火 7 8 9 10 12 13 17 C 淬火 5 不淬火 3 銷釘孔 ?4 ?6 ?8 ?10 ?12 ?16 ?20 D 淬火 7 9 11 12 15 16 20 不淬火 4 6 7 8 10 13 16 參考文獻 [1] 翁其金.冷沖壓技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2001. 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