冲压模具设计课程设计说明书

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1、湖南涉外经济学院机械工程学部 冲压成型工艺及模具设计 课程设计任务书 机械工程 学部 材料成型及控制工程 专业 题目 垫圈冲压模的设计 任务起止日期： 2012 年 10 月 1 日至 2012 年 11 月 10 日止 学生姓名： 龙新军 班级 材料成型及控制工程 0902 指导老师：周军 何雅槐 雷吉平 日期： 系主任： 日期： 审查 学部主任： 日期： 批准 1. 第第 1 章章.设计任务设计任务 2.第第 2 章章工艺分工艺分 析析 3.第第 3 章章冲裁工艺方案的确冲裁工艺方案的确 定定 4.第第 4 章章模具结构形式的确模具结构形式的确 定定 5.第第 5 章章工艺尺寸计工艺尺寸计

2、 算算 6.第第 6 章章模具总体结构设模具总体结构设 计计 7.第第 7 章章主要零部件的设主要零部件的设 计计 8.第第 8 章章模柄的选择模柄的选择 9.第第 9 章章模具总装图模具总装图 冲压模具课程设计冲压模具课程设计 垫圈冲压模具设计垫圈冲压模具设计 1 1 题目：某工件上的垫圈题目：某工件上的垫圈 1.1.原始数据：原始数据： 数据如下图所示，材料 20，厚度 t=1.2，内径 d=8, 外径 D=12，20 万件是批量生产 2.2.工艺分析工艺分析 此工件既有冲孔，材料为 20 钢，t=1.2，具有良好的冲压性能， 适合冲裁，工件结构简单，仅有一个 =8 的孔和一个 =12 的

3、 孔，此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔，孔工件边缘之间的最 小厚度大于 8mm。工件的尺寸落料按 IT11 级，冲孔按 IT10 计算， 普通冲裁完全能满足要求。 3.3.冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 方案种类 该工件包括落料.冲孔两个工序，有以下三种方案： 方案一：先冲孔，后落料，采用单工序生产。 方案二：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。 方案三：采用落料-冲孔同时进行的复合模生产 方案的比较 各方案的特点及比较 方案一：模具结构简单，制造方便，但需两道工序，两副模具， 成本高，生产率低，而且两道工序必然会增大误差，使工件精度， 质量都相应降低，难以满足需要。 方案二：级进模是一种

4、多工位效率高的加工方法，但级进模轮廓 尺寸较大，加工难度高。 方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率都能满足，模具 轮廓尺寸小，制造成本也不高，因此采用此方案。 4.4.模具结构形式的确定模具结构形式的确定 正装式复合成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不便， 倒装式复合模成形后，工件留在上模，故采用倒装式复合模。 5.5.工艺尺寸计算工艺尺寸计算 一.排样设计 a. 排法方法的确定，根据工件的形状，采用有废料和少废料的 排样方法。此工件采用直对排法。 b.确定搭边值，查1表 2-15，取最小搭边值，工件间=0.8， 1 a 侧面 a=1.0。为方便计算和考虑成形，取.01 1 a 样

5、图如下图： c.确定条料步距 步距：13mm，宽度：40mm。 d.条料的利用率 %215.65%100 4013 63 2 总 工 S S 二冲裁力的计算 查1表 9-1 取 20 碳素结构钢抗拉强度，由冲裁力 FMpa b 400 的一般按下式计算 ，K 是材料力学性能和厚度波动等因素的影响， b KLtF 一般取 K=1.3 冲周边长度计算 mmDdL 4 . 188)812(14 . 3 3)(3 KNNNF5616.117 6 . 1175614002 . 1 4 . 1883 . 1 卸料力计算 X F =，查1表 2-17，得0.05， X FFKX X K 则KNFKF XX

6、8781 . 5 5616.11705 . 0 推件力计算 T F 由，查1表 2-17，得，已知 n=3FnKF TT 055 . 0 T K 则KNFT3977.195616.117055 . 0 3 顶件力计算 D F ，查1表 2-17FKF DD 06 . 0 D K 则KNFKF DD 0537 . 7 5616.11706 . 0 压力机公称压力确定 KNFFF TZ 9593.1363977.195616.117 根据以上结果，查1表 9-9，冲压设备拟定 J23-25 冲裁压力中心的确定 冲裁圆弧线段计算，压力中心的位置见下图 按， 得各段圆弧的坐标值分别为bRSaaRy/)

7、/()sin180( （7，7） ， （7，20） ， （7，33） ，把图形的轮廓线分成 3 部分，计 算各部分长度，即计算轮廓的周长，由冲压模压力中心 321 ,LLL 坐标值公式：),( 00 yx 7 3 777 321 332211 0 n nn LLLL xLxLxLxL x 20 3 33207 321 332211 0 n nn LLLL yLyLyLyL y 刃口尺寸的计算 加工方法的确定：制件为一简单的垫圈，结合工件和模具制造宜 采用分开加工方法。 查2表 3-2 知间隙极限尺寸 ，16 . 0 min Z19 . 0 max Z ，查2表 3-16 得凸.凹模制造偏差mm

8、ZZ03 . 0 16 . 0 19 . 0 minmax 为 ，落料部分公差，,020. 0 p 020 . 0 d 03 . 0 04 . 0 dp 调整为 ： ，012 . 0 )(4 . 0 minmax ZZ p 018 . 0 )(6 . 0 minmax ZZ d 冲孔部分 ：由于基本尺寸小于 18，查2表 3-16，,020 . 0 p ，调整为：，020 . 0 d 012 . 0 )(4 . 0 minmax ZZ p ，由落料 IT11 级，查3表 3-1，得018 . 0 )(6 . 0 minmax ZZ d ，冲孔 IT10 级，得，由此mmum110 . 0 11

9、0 1 mmum058 . 0 58 2 查2表 3-15，得落料凸.凹模制造公差计算出相应尺75 . 0 x 寸： 018.0 0 018.0 001max 9175.11)11.075.012()( d xDDd 0 012.0 0 012.0 0 min 7575.11)16.09175.11()( p ZDD dp 冲孔凸.凹尺寸制造公差计算： 0 012.0 0 012.0 0 2min 0435.8)058.075.08()( p xdd p 018.0 0 018.0 00min 0615.8)16.00435.8()( d Zdd pd 卸料装置的设计： 由 t=1.2mm,

10、，选定 4 个弹簧，每个弹簧的压力为KNFX8781 . 5 ，查1表 9-32 圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹KNnFF X 4695 . 1 / 0 簧规格为 d=6,D=30,t=7.8,n=7。60 0 h 1 . 13 j h1700 j h d 为材料直径，D 为弹簧大径，为工作极限负荷，为自由高 j F 0 h 度，为工作极限负荷下变形量，n 为有效圈数，t 为节距。 j h 弹簧总压缩量为 mm n h F F H j j x 471 . 6 6.6.模具总体结构设计模具总体结构设计 此模具类型为复合模 定位方式的选择：此套模具采用条料，控制条料的送进方向采用 导料销，控制条料的送进

11、步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步 距。 出件方式：该模具采用刚性出件方式较方便。采用推件块，利用 模具开模力推出工件，因此刚性装置是最佳选择。 导柱，导套位置确定：该套模具用普通常用滑动导柱，导套。 7.7.主要零部件的设计主要零部件的设计 a.a.工作部件产结构设计工作部件产结构设计 1.落料凹模 凹模采用整体凹模，安排凹模在模架上的位置时，依据压力中心 的数据，尽量使压力中心与模柄中心重合。轮廓尺寸按1第 2 章公式（2-24）和公式（2-25）计算 凹模厚度： 查1表 2-22 得 k=0.42，mmkbH04 . 5 1242. 0 显然不合理，参考2表 3-18 选择直刃口高度为

12、8mm，一般凹模 厚度不得小于 15mm，因此 H=15mm。 凹模壁厚：，取 C=23mmmmHC 5 . 22155 . 12-5 . 1）（ 凹模宽度：，b 表示的是送料方向mmcbB86232402 凹模长度：mmL5823212 因此凹模轮廓尺寸为 86mm58mm23mm 2.冲孔凸模 根据图样，工件有只有 1 个孔，因此只需设计 1 支凸模，为了方 便固定，采用阶梯式，长度为 L=凹模+固定板 +t=23+30+1.2=54.2mm 3.凸凹模 采用倒装复合模，计算如下： ，式中，为卸料板厚度，mmhthhHTA 2 . 66152 . 13020 21 1 h 取 20mm；为

13、凸凹模固定板厚度，取为 30mm，t 为材料的厚度， 2 h h 为卸料板与固定板之间的安全高度，参考23-27 式下，一般 为 h=15-20mm。 b.b.定位零件的设计定位零件的设计 设置一个 6 活动挡料销，两个 6 的活动导料销。挡料销和导 料销下面分别采用压缩弹簧，开模时，弹簧恢复弹力把挡料销顶 起，使其工作。 1. 卸料板设计 卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 20mm，材料为 45 钢，淬火硬度为 40-45HRC。 C C模架及其他零部件设计模架及其他零部件设计 该模具采用后侧导柱窄形模架，参考1表 9-47，以凹周界尺寸 为依据，选择如下结果： 导柱：d(mm)L（

14、mm）分别为 32160，32190。 （GB/T 2861.1） 导套：d(mm)L(mm)D(mm)分别为 3210543，3210543， （GB/T2861.6） 上模座板厚度取为 40mm，下模座板厚度取为 50mm，上 上 H 下 H 垫板厚度取为 10mm，则该模具的闭合高度为： 垫 H 闭 H mmhHLHHHH7 .2187 . 1- 2 . 66 2 . 54105040 垫下上闭 式中 L 凸模高度，mm H凸凹模高度，mm H凸模冲裁后进入凸凹模的深度，mm 查该套模具的闭合高度小于所选压力机 J23-25 最大封闭高度 270mm，因此该压力机可以满足使用要求。 8.8.模柄的选择模柄的选择 根据模具总体结构图和模具结构，参考1表 9-43（GB2862.3- 1981） ，选择基本尺寸 d=40，D=85，h=18,H=78 9.9.模具总装图模具总装图 模具上模部分主要由上模座.垫板.冲孔凸模.冲孔凸模固定板.凹 模板等组成，下模由下模座.固定板.卸料板等组成。