圆垫片冲压模设计

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1、共18 页第 1 页圆垫片冲压模设计 目录第一部分：设计任务书及行业简介(2)第二部分：设计过程(4)错 误 ！ 未 找 到 引 用 源 。冲 压 工 艺 分析(4)错 误 ！ 未 找 到 引 用 源 。冲 压 工 艺 方 案 确认(4)错 误 ！ 未 找 到 引 用 源 。主 要 设 计 计算(5)错误 ！未 找到 引用源。模具总体 设计(12)错误 ！未 找到 引用源。主要零件 设计(13)错误！未找到引用源。模具总装图(18)错误 ！未 找到 引用源。冲压设备 选定(19)错 误 ！ 未 找 到 引 用 源 。 模 具 零 件 加 工 工艺(19)错误！未找到引用源。模具装共18 页第

2、2 页配(22)第三部分：设计总结(24)第四部分：参考资料(25)1、模具结构设计合理，工艺性好。设计计算正确，参数选用合理。 2、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合规范。 3、模具装配图采用CAD 绘制并打印。 4、绘制全套模具零件图，无后续加工的标准件除外。 5、设计说明书内容完整，分析透彻，语言流畅，参考资料应注明出处。字 数在 1000015000之间。零件图共18 页第 3 页工件名称：同心圆垫片 工件简图：如上图 生产批量：中批量 材料：铝合金 材料厚度： 1.5mm 第二部分：设计过程一、冲压件工艺性分析：此工件冲孔、落料两个工序。材料为铝合金，具有良好的冲压性能，

3、适合冲裁。工件结构相对简单，有一个10mm和 1个 5mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 5mm( 两同心圆之间的壁厚 ) 。 工件的尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。共18 页第 4 页二、 冲压工艺方案的确定：该工件包括冲槽冲孔落料、三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料 -冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔 -落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生

4、产效率都较高， 但模具制造难度大， 并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较， 该件的冲压生产采用方案三为佳。三、主要设计计算（1） 、排样方式的确定及其计算：同心圆垫片的形状具有圆形的特点，直排时材料利用率较高，应采用直排，如图下图所示的排样方法。条料宽度83mm ，步距离为81.2mm ，一个步距的材料利用率为78% 。工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单， 故采用单排排样设计， 采用手工送料，采用导料板导料、挡料销挡料。由表210（见冲模工艺与

5、模具设计一书）查得mma5.11，mma2.1那么：B=80+2a1=83mm 条料的步距： S=80+a=81.2mm共18 页第 5 页导料板的导料尺寸 :1B=B+1C=83+1=84mm( 采用无侧压装置 ,条料与导料板间间隙minC=1 冲裁单件材料的利用率计算：%5.74%100 832.8148014.3%1004%10022SBD SBA排样图如下所示：（2） 、冲压力的计算：、落料力的计算：KLtF落(K=1.3) ；落F落料力（ N ） ；L 工件外轮廓周长 L=mmD2518014.3；t 材料厚度 t=2mm；材料抗剪强度 （MPa ）由书（见冲模具设计应用实例一书）附

6、录1A查得=305Mpa; 落料力则为：KNMPammmmF04.19930522513.1落、冲槽、冲孔力的计算：LtF3.11冲共18 页第 6 页L1工件内轮廓周长L1=120+12=132mm LtF3.11冲=1.31322305=104.68KN 、LtF3.12冲L2工件内轮廓周长L2=mmD6.1132)6(4014.3；LtF3.12冲=1.3113.62305=90.08KN 即冲裁力为 : 冲裁力F=落F+1冲F+2冲F=199.04+104.68+90.08=393.8 KN 、卸料力的计算：落卸卸FKF卸K卸料力因数，由表2-15（见冲模具设计应用实例一书）查得卸K=

7、0.06 KNF628.238.39306.0卸、推件力的计算：冲推推FnKF推K推件力因数由表 215（见冲模具设计应用实例一书）查得推K=0.05 n=h/t，n=8/2=4 推F=40.05393.8=78.76KN 、总冲压力的计算：故总的冲压力为推卸冲落总FFFFF共18 页第 7 页=199.04+104.68+90.08+23.63+78.76=510.79KN(弹性卸料 ,下出件 ) 故拟选定 J-23-65 开式双柱可倾压力机(3) 压力中心的确定及相关计算：计算压力中心时， 先画出凹模型口图， 如下图所示。 在图中将 xoy 坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几

8、何图形分解成L1L3 共 3 组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（ 122.8，0） 。由己上计算结果可以看出, 该件的冲裁力比较大, 压力中心偏移坐标原点的距离也比较大, 为了便于模具有加工和装配模具中心仍选在坐标原点O. 选用适当的冲床 , C 点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。压力中心数据表基本要素长度 L/mm 各基本要素压力中心的坐标值X Y L1=251.2 0 0 共18 页第 8 页L2=13281.2 0 L3=125.681.2 0 合计 257.6 122.8 0 凹 模 型 口 图（4）工作零件刃口尺寸计算:在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，

9、首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点， 工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定共18 页第 9 页板以及卸料板， 这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下对工件未注公差可按IT14 计算，也可由书附录1D查得各尺寸的未注公差。根据表 210（见冲模具设计应用实例一书）查得冲裁模刃口双间隙24.0minZmm ，36.0maxZmm 。1） 、落料刃口尺寸计算：074.080的凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得mm030.0凹，m

10、m020.0凸。由于minmax05.0ZZ凸凹，故采用凸模与凹模分开加工方法， 因数由表 2 13 （见冲模具设计应用实例一书）查得 X=0.5，则：mmXDD03.0003.00063.7974.05.080）（）（凹 凹mmZDD002.0002.00min51.79)24.05.063.79()(凸凹凸其工作部分结构尺寸如图所示：共 18 页第10 页2） 、冲 10mm 孔刃口尺寸计算 : a=74.0060,b=30.006的槽凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得mm185.0凹mm185.0凸和mm075.0凹，mm075.0凸,由于minmax37.0ZZ

11、凸凹和minmax14.0ZZ凸凹, 故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 2 13 （见冲模具设计应用实例一书） 查得 X=0.5 和 X=0.75，则：mmXaa0185.0002.0037.6074.05.060）（）（凸凸mmXbb0075.00075.00225.630.075.06）（）（凸凸凹a,凹b按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.12mm 。3） 、冲 5mm 孔刃口尺寸计算：62.0040的凸凹模的制造公差由表212 （见冲模具设计应用实例一书）查得mm030.0凹，mm020.0凸. 由于m inm ax050.0ZZ凸凹 , 故采用凸模与凹模分别加工方法，因数由表 2

12、13（见冲模具设计应用实例一书）查得共 18 页第11 页X=0.5 ，则：mmXdd002.0002.0031.4062.05.040）（）（凸凸mmZdd03.0003.000min55.40)24.031.40()(凹 凸凹 , 其 工 作部 分结构尺寸如图所示：5） 、卸料橡胶的设计 ：卸料橡胶的设计计算见如下。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。卸料板工作行程mmhthh2.421,1h为凸模凹进卸料板的高度 1mm, 2h为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm 。橡胶的工作行程mmhhH2.9修行，修h为凸模修磨量取5mm 。橡胶的自由

13、高度mmHH8.364行自由，H取自由H的 25% 。橡胶的预压缩量mmHH52.5%15自由压,一般共 18 页第12 页自由压HH%15%10。每个橡胶承受的载荷NFF59074/1卸, 选用四个圆筒形橡胶。橡胶的外径mmpFdD725.0)/(27.1(12,d 为圆筒形橡胶的内径，取 d=12mm ，p 为 0.5MP 。校核橡胶的自由高度5.151.0/5.0DH自由，满足要求。橡胶的安装高度mmHHH31压自由安。四、模具总体设计:1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。2）定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压

14、装置。 控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。3）卸料、出件方式的选择因为工件料厚为2mm ，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 又因为是级进模生产， 所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整， 该级进模采用中间导柱的导向方式。共 18 页第13 页五、主要零部件设计：（1）工作零件的结构设计 落料凸模结合工件外形并考虑加工， 将落料凸模设计成直通式， 采用线切割机床加工， 2 个 M12螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5 。其总长 L

15、 可按公式计算：L=hthh2140+18+2+29=89mm L- 凸模长度1h- 凸模固定板厚度2h-卸料板厚度t- 材料厚度h- 增加长度。它包括凸模的修磨量， 凸模进入凹模的深度（0.5-1mm ） , 凸模固定板与卸料板之间的安全距离等, 一般取 10-20mm 。具体结构如下：共 18 页第14 页圆 周 冲孔凸模因为所冲的孔为方形与圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲40mm 孔的凸模结构如下图：凹模共 18 页第15 页凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.383mm=24.9mm（查表得 k=0.3）凹模壁厚 c=（1.52）H=37.35mm 49.8mm 取凹模厚度 H=50mm，凹模壁厚 c=45mm ，凹模宽度 B=b+2c= （83+245）mm=173mm 凹模长度 L 取 360 mm （送料方向）凹模轮廓尺寸为360mm 173mm 50mm ，结构如下图 : 共 18