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1、第二章垫圈工艺性分析及设计方案确定2.1设计参数2.1.1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。2.1.3制件生产批量：大批量2.2零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。2.2.1确定工艺方案方案种类 该工件包括落料冲孔两个基本工序，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。
2、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
3、.3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。第三章主要工艺参数的计算3.1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3.1所示图3.13.2确定搭边值 查（2）P24表2-15 ，去最小搭边值：工件间a=3,侧面。由于考虑到在冲压过程中必须在两边设置压边值，故取a=4，。3.3确定条料步距 步距：宽度：3.4条料利用率 查（1）式3-2 式中：一个工件的面积 一个步距的条料面
4、积3.4.1画出排样图根据以上资料画出排样如图3.4.1所示图3.4.13.5冲裁力的计算3.5.1冲裁力F 查（2）P181表9-1 取材料的抗拉强度为400由式中：材料的抗拉强度L冲裁件的周长t材料厚度又因为所以3.5.2卸料力由 查（2）P26表2-17可知： 取则3.5.3推件力由 查（2）P26表2-17可知： 则3.5.4顶件力由 则3.6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：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：130m
5、m 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）：70mm80mm3.7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 主要零件的设计及标准的选择4.1模具加工方法的确认4.1.1落料 1. 凹凸模1（1） 由（2）表2-7查得间隙极限尺寸， 由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为： （2） 落料部分公差 2、凹凸模2 （1）由（2）表2-7查得间隙极限尺寸， 由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为： （2）落料部分公差 3、凹凸模3 （1）由（2）表2-7查得间隙极限
6、尺寸 ， 由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为： （2）落料部分公差 4.1.2冲孔（1）冲孔 （2）冲孔的部分公差查表3-16 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=0.75尺寸计算见表4.1.2：表4.1.2单位：mm制件尺寸()凹模尺寸（凸模尺寸凹凸模1凹凸模1 凹凸模2凹凸模2 凹凸模3 凹凸模3 冲孔凸模4 冲孔凹模4 因此，凹凸模和冲孔凸、凹模的基本尺寸见附录。 4.2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3个弹簧，每个弹簧的预压力为F0Fx/n=6.516KN 查（2）第9章表9-32圆柱螺旋压缩弹簧，初
7、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=7.8mm（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：4.3模具总体结构设计4.3.1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
8、确定。4.3.3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4.3.34.3.4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、调整、维修模具，该复合模采用中间导柱模架。4.4主要零部件的设计4.4.1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
9、度b=45mm （查（2）P35 表2-22 得k=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。图4.4.1.2b、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
10、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4.4.1.4d、凹凸模2 根据图样及装配图，其长度=固定板+凹模=20+20=40mm，如图4.4.1.4。4.4.2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4045HR4.4.3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）。4.4.4定位零
11、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+L2=8+25+20+20+10+9=92mm（其中h1为插入下模座的厚度，h2为固定板的厚度，b为卸料板工作行程，a为固定板厚度，L1为弹簧安装高度，L2为拧入上模座厚度）。4.4.5模架及其他零部件的设计 该模具采用后侧导模架，这种模架的导柱在模具的后侧。
12、以凹模尺寸为依据，查表9-46选择模架规格如下。导柱：d（mm） L（mm）=28170（GB/T2861.1） 导套：d（mm）L（mm） D（mm） =2810038（GB/T2861.1）上模座厚度取40mm，下模座厚度取45mm，上垫板厚度取10mm，则该模具的闭合高度H=40+45+10+凸模固定板厚度+落料凸模固定板+卸料板厚度+5+10+凹模+凸凹模固定板+凹凸模固定板=40+45+10+20+20+15+5+10+20+20+20=220mm 式中5mm为弹簧压缩后卸料板与落料凸模固定板间的高度，5为材料厚度。可见该模具的闭合高度小于所选压力机JA21-160的最大装模高度45
13、0mm，因此该压力机能满足要求。4.4.6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。4.4.7固定板将凸模和凹模按一定相对位置压入固定板后，作为一个整体安装在上模座或下模座上,模具中最常见的是土木固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种。主要用于固定小型的凸模和凹模。针对模具结构，我使用了4块固定板。固定板的厚度均取20mm，其平面尺寸与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还是应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过度配合H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料选用Q235，固定模厚度取25mm。4.
14、4.8模柄中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠的连接。选择模柄时，现根据模柄大小、上模结构、模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格，一般模柄直径应与模柄孔径相等，模柄长度应比模柄孔深度小5-10mm。本设计采用凸缘模柄，通过螺钉与上模座连接，与模座孔采用过度配合H7/n6，并加销钉以防止转动。由压力机型号知模柄孔的规格是7080。4.4.9垫板垫板厚度本设计采用10mm，选用材料为Q235，表面粗糙度Ra0.320.63。4.4.10 螺钉与销钉螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选择即可。螺钉一般选用内六角螺钉，销钉常用圆柱销。螺钉、销钉规格应根据冲压力的大小、凹模厚度等确定。本设计选择M8内六角螺钉9个，M10内六角螺钉3个，4销钉3个，3销钉3个。
