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1、第二章第二章 垫圈工艺性分析及设计方案确定垫圈工艺性分析及设计方案确定2.12.1 设计参数设计参数2.1.12.1.1设计课题（制件图）设计课题（制件图）图 2.1.22.1.2制件选用制件选用的材料为 Q235-A 钢，料厚为 5mm，制件的形状、尺寸、精度要求如制件图 2.1.2。2.1.32.1.3制件生产批量：大批量制件生产批量：大批量2.22.2 零件的工艺分析零件的工艺分析此工件有落料、冲孔等工序。因为复合模得到的冲裁件尺寸精度等级高，而且是冲孔落料同时进行，冲裁件较为平整。所以选择复合模。2.2.12.2.1确定工艺方案确定工艺方案方案种类方案种类 该工件包括落料冲孔两个基本工
2、序，可以有以下三种工艺方案。方案一：先冲最小的垫圈按直径大小一次冲裁，采用单工序模生产。方案二：三个垫圈级进冲裁，采用级进模生产。方案三：采用三个垫圈同时进行复合模的生产。方案的比较方案的比较 各方案的特点及比较如下。方案一：模具结构简单，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会
3、增大模具尺寸，是加工难度提高，因而也排出此方案。方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足要求，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。故本方案用一次成型复合模的方法。2.32.3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 复合模有两种形式，复合模有两种形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析 该工件成型后脱模方便性，使用倒装复合模其有两个垫圈留在上模，故使用倒 装复合模。 第三章第三章 主要工艺参数的计算主要工艺参数的计算3.13.1排样方法的确定排样方法的确定根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法不可能得到，但可以采用有废料的排样方法。经过多次排样计算决定采用直排，初画排样图如下图
4、3.1 所示图 3.13.23.2确定搭边值确定搭边值 查（2）P24表 2-15 ，去最小搭边值：工件间 a=3,侧面。由于考虑5 . 31a到在冲压过程中必须在两边设置压边值，故取 a=4，。31a3.33.3确定条料步距确定条料步距 步距：mmaD483450宽度：mmaD5342452103.43.4条料利用率条料利用率 查（1）式 3-2%03.64%1005 .46444 .384452 总工 SS式中：一个工件的面积 一个步距的条料面积工S总S3.4.13.4.1画出排样图画出排样图根据以上资料画出排样如图 3.4.1 所示图 3.4.13.53.5 冲裁力的计算冲裁力的计算3.
5、5.13.5.1冲裁力冲裁力 F F 查（2）P181表 9-1 取材料的抗拉强度为 400Mpa由bLtF式中：材料的抗拉强度bMpaL冲裁件的周长mmt材料厚度mm又因为82 . 32 .283 .144045Lmmt5所以KNLtFb4 .8522 .42654003.5.23.5.2卸料力卸料力Fx由 查（2）P26表 2-17 可知： 取KxFFx 04. 0Kx则KNKNKxFFx096.344 .85204. 03.5.33.5.3推件力推件力TF由 FnkFTT查（2）P26表 2-17 可知： 4n045. 0TK则KNKNFT4 .1534 .852045. 043.5.4
6、3.5.4顶件力顶件力DF由 FKFDD05. 0DK则KNKNFD6 .424 .85205. 03.63.6 压力机公称压力的确定压力机公称压力的确定本模具采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁工艺，其工艺为：KNKNFFFzT8 .10054 .1534 .852根据以上计算结果，冲压设备拟选 JA21-160。公称压力：1600KN 滑块行程：160mm滑块行程次数：40 次/min 最大封闭高度：450mm封闭高度调节量：130mm 滑块中心线至床身距离：380mm立柱距离：530m 工作台尺寸（前后左右）：710mm1120mm垫板尺寸：460mm 模柄尺寸（直径深度）：70mm80m
7、m3.73.7 冲裁压力中心的确定冲裁压力中心的确定由于工件是对称图形，因此压力中心即为工件的几何中心。第四章第四章 主要零件的设计及标准的选择主要零件的设计及标准的选择4.14.1 模具加工方法的确认模具加工方法的确认4.1.14.1.1落料落料1.1. 凹凸模凹凸模 1 1（1）由（由（2 2）表）表 2-72-7 查得间隙极限尺寸查得间隙极限尺寸， mmZ83. 0minmmZ14. 1maxmmZZ31. 031. 083. 0minmax由（1）表 3-16 查得凸凹模制造偏差为：020. 0p030. 0d（2 2）落料部分公差落料部分公差 31. 005. 0dp2 2、凹凸模、
8、凹凸模 2 2（1 1）由（）由（2 2）表）表 2-72-7 查得间隙极限尺寸查得间隙极限尺寸， mmZ83. 0minmmZ14. 1maxmmZZ31. 031. 083. 0minmax由（由（1 1）表）表 3-163-16 查得凸凹模制造偏差为：查得凸凹模制造偏差为：020. 0p030. 0d（2 2）落料部分公差）落料部分公差 31. 005. 0dp3 3、凹凸模、凹凸模 3 3（1 1）由（）由（2 2）表）表 2-72-7 查得间隙极限尺寸查得间隙极限尺寸， mmZ83. 0minmmZ14. 1maxmmZZ31. 031. 083. 0minmax由（由（1 1）表）
9、表 3-163-16 查得凸凹模制造偏差为：查得凸凹模制造偏差为：020. 0p025. 0d（2 2）落料部分公差）落料部分公差 31. 0045. 0dp4.1.24.1.2冲孔冲孔（1）冲孔 3 .14d（2）冲孔的部分公差查表 3-16 02. 0p02. 0d31. 004. 0dp故结合模具及工件的形状特点，此模具制造只能分开加工。查（1）表 3-15 得，X=0.7515. 0尺寸计算见表 4.1.2：表 4.1.2单位：mm制件尺寸()0 D 0d凹模尺寸dDDd0)(（凸模尺寸0)( pddp凹凸模 10 15. 04503. 0089.44凹凸模 10 15. 045 0
10、02. 006.44凹凸模 20 15. 04003. 0 089.39凹凸模 20 15. 040 0 02. 006.39凹凸模 30 15. 02 .28025. 0009.28凹凸模 30 15. 02 .280 02. 026.27冲孔凸模 40 15. 03 .140 02. 041.14冲孔凹模 40 15. 03 .1402. 0024.15因此，凹凸模和冲孔凸、凹模的基本尺寸见附录。 4.24.2 卸料装置的设计卸料装置的设计已知冲裁板厚 t=5mm,冲裁卸料力,根据模具安装位置拟选用kNFx096.343 个弹簧，每个弹簧的预压力为 F0Fx/n=6.516KN 查（2）第
11、 9 章表 9-32 圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹簧规格为（时所选弹簧的工作极限负荷 FjF顶）d=6mm，D=30mm，mm，Fj=1700N，hj=13.1mm，n=7，f=1.88mm，t=7.8mm600h（其中，d 为材料直径，D 为弹簧大径，Fj 为工作极限符合，h0 为自由高度，hj 为工作极限负荷下变形量，n 为有效圈数，t 为节距）弹簧总压缩量为：mmnhFFxHjj21.5061 .13 7 . 1 096.394.34.3 模具总体结构设计模具总体结构设计4.3.14.3.1模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以本套模具类型为复合模。4.3.2
12、4.3.2定位方式的选择定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。4.3.34.3.3出件方式的选择出件方式的选择 根据模具冲裁的运动特点，该模具同时采用刚性出件和弹性（橡胶）方式。直径为 45mm 和直径为 14.3mm 的垫圈采用推件块卸料，直径为 28.2mm 的垫圈采用强力弹性橡胶卸料，既安全又可靠。见图 4.3.3图 4.3.34.3.44.3.4导柱、导套位置的确定导柱、导套位置的确定 为了提高模具的寿命和工件质量，模具受力均匀，方便安装
13、、调整、维修模具，该复合模采用中间导柱模架。4.44.4 主要零部件的设计主要零部件的设计4.4.14.4.1工作零部件的结构设计工作零部件的结构设计a 落料部分凹模 凹模采用整体凹模，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模板中心重合，其轮廓尺寸可按（2）第二章公式 2-24 和公式 2-25 计算:凹模厚度 b=45mm （查（2）P35 表 2-22 得mmkbH27456 . 0k=0.6）凹模壁厚 C=（1.52）H=40.554mm取凹模厚度=20mm，壁厚=50mm凹模直径 B=b+2c=45+250=145mm取凹模直径=160mm图 4.4.1.1
14、根据工件图样，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下，取凹模直径为160mm，所以凹模轮廓尺寸为，如图 4.4.1.1。mmmmmm20160160图 4.4.1.2 b、冲孔凸模 根据制件图样，工件中就一个孔，因此只需设计一支凸模。长度=凹模+固定板+t=35+20+5=68mm，如图 4.4.1.2图 4.4.1.3c、凹凸模 3 根据图样及装配图，其长度=固定板+固定板+卸料板+弹簧压缩时固定板与卸料板的距离+合模时工件进入凹模的的距离=20+20+15+10+6=71mm，如图 4.4.1.3图 4.4.1.4 d、凹凸模 2 根据图样及装配图，其长度=固定板+凹模=20+20=40mm
15、，如图 4.4.1.4。 4.4.24.4.2卸料板设计卸料板设计 卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 15mm，材料为 45 钢，淬火硬度为 4045HR4.4.34.4.3卸料螺钉的选用卸料螺钉的选用 卸料板采用 3 个 M8 的螺钉固定，长度L=b1+b2+h1+h2+L1+L2=20+20+10+8+10+25=93mm（其中 b1、b2 为垫板厚度，h1为弹簧的安装高度，h2 为卸料板工作行程，L1 为拧入卸料板的厚度，L2 为插入下模座厚度） 。4.4.44.4.4定位零件的设计定位零件的设计 结合本套模具的具体结构，考虑到工件的形状， 设置一个4 的活动挡料销（起定距作用）和三个4 的活动导料销。挡料销和导料销的下面均采用固定式。a、卸料板设计 卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 15mm，材料为 45 钢，淬火硬度为 4045HRC。b、卸料螺钉的选用 卸料板采用 3 个 M8 的螺钉固定，长度L=b+h1+h2+a+L1+L
