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1、- 1 -山东建筑大学课 程 设 计 说 明 书题 目： 拖拉机用垫片的成型工艺与 模具设计 课 程： 冲压工艺及模具设计 院 （部）： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 机本 04 成型 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2007 年 1 月 18 日 - 2 -目 录摘 要31 零件的工艺性分析32 确定工艺方案3 3 工艺计算 3.1 计算工艺力 43.2 确定排样形式和裁板53.3 材料利用率 64 压力中心确定，压力机选择 4.1 压力中心确- 3 -定 64.2 压力机选择 75 模具设计 5.1 确定模具结构 65.2 模具零件尺寸计算与确定 66
2、模具其他零件的选用 6.1 卸料弹簧的选择 66.2 选择上下模板及模柄 66.3 垫板凸模固定板 66.4 闭合高度 66.5 导柱、导套- 4 - 66.6 卸料螺钉 67 参考资料11摘要冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品
3、制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。- 5 -1 零件的工艺性分析该零件是拖拉机用的垫片，要对零件进行大批量的生产。该件属于隐蔽件，被完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整，中心圆孔是该零件需要保证的重点。2 确定工艺方案首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有落料、冲孔。方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构
4、简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或級进冲裁方式。复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模具。通过对比，故采用方案二，比较适合该零件。3 工艺计算31 计算工艺力平刃口模具冲裁力， FKLt- 6 -式中 一般材料的 ，所以 ，式中 。1.3bbFLt)bMpa材 料 的 抗 拉 强 度 （由表 2-18，查得 10 钢的 ，取 。2943bMpa:40所以上式 2 12.55.sin()1.536097.FKN 垫圈冲孔力 18.4.bdt KN由表 3
5、-12 查得 ， ， 。0.5:卸 05推 0.6顶，97.286FK卸 卸h 为凹模孔口直壁的高度，t 为材料厚度，则工件数 ，由表查得 ，/nht6h。61.54n。140.51.32nKN推 推总力 2.8FFKN总 卸 推32 确定排样形式和裁板方法采用有废料排样，沿制件全部外形冲裁。排边的大小，因主体轮廓为圆形，材料厚度 t=1.5,由表 3-18 查得如下图所示。图 1.1计算板料宽度- 7 -因为采用了有废料排样，沿制件部分外形冲裁，所以条料宽度为 42mm.确定板料规格选用了热轧普通薄板，查资料采用板料的长度为 1000，宽度为 500，采用横裁的方法。图 1.133 材料利用
6、率计算。材料利用率单个零件的材料利用率 ，10%nABh122 22.5sin()()5.1906360A m14,9,.Bh式中 ， h1冲 裁 件 面 积条 料 宽 度送 料 进 距 (m)n一 个 进 距 内 冲 件 数 120961%82.345.4 压力中心确定，压力机的选择41 压力机的确定压力中心的确定用作图法确定- 8 -图 1.142 压力机的选择因为该垫片需要大批量生产，故采用高速压力机，采用机器的型号为 J75G-30表3 高速压力机主要技术参数型号 J75G-0送料长度 /mm 680:公称压力/kN 厚度 /mm .12滑快行程次数/（次min）-11:宽度 /mm
7、5:滑快行程 /mm 04:主电动机功率/kW7.最大封闭高度 /mm 26生产厂家 上 海 第 二 锻 压 机 床 厂封闭高度调节量 /mm 505 模具设计5.1 确定模具结构因为垫圈是大批量生产，故可以采用复合模，复合模的结构形式可采用典型的倒装结构，此时垫圈孔的废料可从台面孔漏下，制件可采用刚性推件装置推出，卸料采用弹簧卸料板，采用带导柱后侧式模架。5.2 模具零件尺寸计算及确定5.2.1 冲裁模间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算由表 2-5 所示因为 ， ，1.2tmin0.132Zmax0.4Z- 9 -落料部分因为 ，所以凸模偏差 ，凹模偏差500.2p0.3d冲孔部分因为 ，所以
8、凸模偏差 ，凹模偏差8.p .2d由表 2-11 查得 0.75x，.23.pd maxmin0.18.60.54Z满足 maxinpdZ故凸、凹模采用分别制造的方法落料凸凹模0.30.30- .2.2()(5.17)52.6498dpDx凹凸冲孔凸凹模000. .22min()(8)7.7511dZ凸 凹5.2.2 凹模、凸模、凸凹模尺寸：凹模高度，=(15)0.35=17.HKbg式中 mk冲 裁 件 最 大 外 形 尺 寸 ，系 数 ， 一 般 取 .凹模边壁厚，(1.520)17.53(04)cH: :凹模板边长 2Lbm查标准 JB/T-6743.1-94:凹模板宽 B=125mm故
9、确定凹模板外形为： .将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后158()实取为： 1254()凸模采用固定板固定，固定部分厚度取 25mm,采用落料和冲孔同时进行（便于修磨刃口） ，故凸模全长凸凹模尺寸- 10 -凸凹模长度： 123610245()Lhm式中12h-凸 凹 模 固 定 板 厚 度弹 性 卸 料 板 厚 度增 加 长 度 （ 包 括 凸 模 进 入 凹 模 深 度 ， 弹 性 元 件 安 装 高 度 等 ）凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为 7mm,根据强度要求查冲压模具设计与制造表 2.9.6 知，该壁厚为 4.9mm 即可，故该凸凹模侧壁强度足够。冲
10、孔凸模尺寸：凸模长度： 123=410Lhm凸式中123h凸 模 固 定 板 厚空 心 垫 板 厚凹 模 板 厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。6 模具其他零件的选用6. 1 卸料弹簧的选择冲裁时卸料板平面外形尺寸 ，考虑凸模修磨量 。(1).52.htm35hm6.2 选择上下模板及模柄采用 GB2855.6-81 后侧带导柱形式的模板,根据最大轮廓尺寸选项进规格标准模板， ，上模板厚 45mm,下15642m160LBm为模板厚 55mm按 GB2855.6-81 选 B 带凸缘形式的模柄。501其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。6.3 垫板、凸模固定板
11、垫板、凸模固定板：考虑推荐装置在上模内挖窝，采用垫板加固，垫板厚度取10mm,固定板厚度取 25mm，固定板与垫板直径均取 110mm(与凹模直径相同)。6.4 闭合高度闭合高度：模具闭合高度应为上下模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和。即- 11 -所选压力机闭合高度 ， 。满足max260Hmin(2605)210mmax0in51H6.5 导柱、导套导柱、导套：按 GB2861.2-81 选 d=25mm,其中导柱长度有 ，模具108:闭合高度 ，选最长导柱021.5180lm按 GB2861.6-81 选 导套，其中长度有 80、85、90、95mm ，可选较大的d90mm.6.6 卸料螺钉卸料螺钉：按 GB2867.6-81 选 的带肩卸料螺钉，螺柱长 。10dm60lm卸料螺钉窝深应满足 +5)26)3.5102620.4.hm :卸 料 板 行 程 螺 钉 头 高 度 修 磨 量 （ 安 全 间 隙 （对螺钉进行验算， +0.-=51.-
