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1、- 1 - 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 05成型 学生姓名： 王森 学 号： 指导教师： 完成日期： 2008年 1月 18日 - 2 - 目 录 摘 要 3 1 零件的工艺性分 析 3 2 确定工艺方 案 3 3 工艺计算 3.1 计算工艺 力 4 3.2确定排样形式和裁 板 5 3.3 材料利用 率 6 4 压力中心确定，压力机选择 4.1 压力中心确 定 6- 3 - 4.2 压力机选 择 7 5 模具设计 5.1 确定模具结 构 6 5.2
2、 模具零件尺寸计算与确 定 6 6 模具其他零件的选用 6.1卸料弹簧的选 择 6 6.2 选择上下模板及模 柄 6 6.3 垫板凸模固定 板 6 6.4 闭合高 度 6 6.5 导柱、导 套 6 6.6 卸料螺- 4 - 钉 6 7 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
3、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
4、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， F KLt 一般材料的 ，所以 ，式中 。 1.3 b b F Lt ) b Mpa 材料的抗拉强度（ 由表2-18，查得08钢的 ，取 。 280 420 b Mp
5、a : 400 b Mpa - 6 - 落料力 1.3 177 0.6 400 42480 42.48 F Lt N KN 总 垫圈冲孔力 1 1.3 25.12 0.6 400 6028.8 6.03 b F Lt dt N KN 由表3-12查得 ， 。 0.04 0.05 K : 卸 0.055 K 推 ， 0.04 42.48 1.7 F K F KN 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 ， / n h t 6 h 。 6 0.6 10 n 。 1 10 0.055 6.029 3.3 F nK F KN 推推 总力： 53.51 F F F F F KN
6、 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=0.6,由表3-18查得如下图所示。图 1.1 计算板料宽度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 0 1 0.4 ( 2 ) 43.6 B D a 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- 7 - 的方法。图 1.1 33 材料利用率计算。 材料利用率一个步距内的材料利用率 ， 1 100% 2207 (44 61.5) 100% 81.7% A Bh 式中 ，因每张钢材可剪裁为 11张条料（44100
7、0mm） ，每张条料可 A B h 冲裁件面积 条料宽度 送料进距(m m ) 冲 16个工件，则 1 11 16 2207 100% 100% 77.7% 500 1000 nA LB 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图 1.1 42 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- 8 - 表 3 高速压力机主要技术参数 型号 J75G-30 送料长度/mm 6 80 : 公称压力/kN 300 厚度/mm 0.1 2 : 滑快行程次数/（次min ） -1 150 750 : 宽度/mm 5 80 :
8、滑快行程/mm 10 40 : 主电动机功率 /kW 7.5 最大封闭高度/mm 180 生产厂家 上海第二锻压机床厂 封闭高度调节量/mm 40 5 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 ， ， 0.6 t min 0.048 Z max 0.072 Z 因制件精度为IT14级，所以取x=0.5 故凸、凹模采用分
9、别制造的方法 落料凹模 0.62 0.155 4 4 1 0 0 0 ( ) (44.7 0.5 0.62) 44.39 d D D x 相应凸模配合凹模尺寸，保证双面间隙在0.0480.072 同理： 0.62 0.155 4 4 2 0 0 0 ( ) (40 0.5 0.62) 39.69 d D D x 0.74 0.185 4 4 3 0 0 0 ( ) (60 0.5 0.74) 59.63 d D D x 相应凸模配合凹模尺寸，保证双面间隙在0.0480.072- 9 - 冲孔凸凹模 0 0 0 0.155 0.155 4 0.155 0.155 4 min 0 0 0 ( )
10、(8 0.5 0.62) 8.31 ( ) (8.31 0.048) 8.358 p d d d x d d Z 5.2.2 凹模、凸模、凸凹模尺寸： 凹模高度 ， = ( 15 )=0.22 60=13.2 H K b mm mm g 式中 b mm k 冲裁件最大外形尺寸， 系数，查表取0.22 凹模边壁厚 ，实取 25mm (1.5 2.0) (1.5 2.0) 13.2 (19.8 26.4 c H mm : : ） 凹模板边长 2 60 2 25 110 L b c mm 查标准 JB/T-6743.1-94:凹模板宽 B=125mm 故确定凹模板外形为： .将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后 125 125 18( ) mm 实取为：125 125 14( ) mm 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 凸凹模长度： 1 2 3 16 8 24 48( ) L h h h mm 式中 1 2 h h h -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
