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1、项目一：垫圈落料冲孔复合模具设计模具设计说明书专业 : 模具设计与制造姓名 : 张波班级: 模具1111学号: 2011554143指导老师 : 王鑫铝完成日期 : 2013年 5 月 1 日1目录一 准备工作1.1 任务书二 成型工艺分析2.1 制件的冲压工艺性2.2 分析比较和确定工艺方案2.3 确定冲模类型及机构形式三 排样设计与计算1.1 排样方式的确定1.2 间隙计算1.3 塔边的确定1.4 条料宽度的确定1.5 材料利用率的计算1.6 绘制排样图四 计算冲压力确定压力中心4.1 计算冲压力4.2 确定压力中心4.3 选择冲压设备五 凹模、凸模、凸凹模的设计5.1 刃口的计算5.2
2、结构的设计六 主要的零件设计6.1 定位零件的设计6.2 卸料部件的设计6.3 模架及其他零部件设计七 校核模具闭合高度及压力机的相关参数八 模具的总体设计8.1 模具总体结构方案8.2 装配图的绘制九 小结及参考文献准备工作.任务书(1)冲压件零件图(2)冲压件技术要求材料：08钢料厚：t=i 士 0.15mm生产批量：中批量生产成型工艺的分析1 .制件的冲压工艺性(1)制件的冲压工艺性该零件的加工涉及到落料、冲孔两道工序，零件的材料为08钢板，是优质碳素结构钢，查表3-1的其抗剪强度为260-360MPa具有良好的可冲压性能。则满足工艺要求表WT部分碳素钢抗射性能材料全林牌号材料状念抗建抗
3、拉强度仲K率屈般强度普通碳篇钢Q195260720320 -44)0覆33023s未退火:MOySfl380 -47021 2524。Q27S未退火400 5(H)3U0、任1015-19280优质琪素 结构诱08F已退火220 31。2SU、390321WJ解口退火260 7fto330-403220U10已退火12前7却300-44()2921420已退火12KO-4OO:懈07102525C45己退火M0-560550-70016刑M aw助压技术手胧彷冢体主输(2)制件的精度与粗糙度零件图上的尺寸均未标注尺寸偏差，为自由尺寸，选定 IT14 确定尺寸的公差。制件的公差等级不高于IT11
4、级，一般落料公差 等级最好低于IT10级。厚度在12mm勺制件剪断面表面粗糙度 为6.3Ra/ pm该工件的尺寸精度为IT14,则满足工艺要求。2 .分析比较和确定工艺方案根据制件的机构特点，零件的冲裁成型工艺包括冲孔和落料两个基本工序，采用单工序形式，也可以采用复合工序的形式，以及连续模具的工序形式。具体方案如下：方案一：先落料，后冲孔，单工序模具机构形式。方案二：落料、冲孔，复合工序模具机构形式。方案三：冲孔、落料的连续模具机构形式。3、确定冲模类型及机构形式三种方案中，单工序模具机构简单，但需要使用两副模具，增加了模具总费用的成本，同时生产率有所下降。连续模具的机构比较复杂，针对垫圈的精
5、度及生产批量等要求，采用连续模具可提高生产率，但增加了成本，模具机构与冲裁件产品的要求相比有些浪费。复合模具可把落料、冲孔两个工序组合在一副模具上，一次性完成冲裁。根据垫圈零件的生产批量、尺寸精度要求等，选择复合模具比较合理，其模具机构复杂程度介于单工序模具和连续模具之间，成本低于连续模具和两套单工序模具。综合考虑选用复合模具。三、排样设计与计算1 、排样方式的确定根据材料经济利用程度,排样方法可以分为有愎料、少废料和无废料排样三种， 根据制件在条料上的布置形式.排样乂可以分为宜排、斜排、对排，混合排、多排等 多重形式.因此排样方式有下列三种方案：方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边
6、都留有搭边。冲件尺寸完全 由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低0方案二：少废料排样 因受的切条料和定位误差的影响，冲件质量总，模具寿命 较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低T,但材料利用率最制.通过上面三种方案的比较，该冲件的排样方式选择方案一为佳。2、间隙计算确定合理的间隙方法有经验法、 理论确定法和查表法。由于理论 法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。根据表 1-9冲压模具设计项目教程P13制件尺寸精度和表面要求不高、 当料厚w 1.0mm时，各类间隙取下限值等3方面的综合考虑得：初始 间隙 Z= 0.
7、2mm3、搭边值得确定搭边值通常根据经验值确定，表1-11冲压模具设计项目教程 P22：工件间搭边值a1 = 1mm侧搭边值a=1.2mm4、条料宽度的确定其确定的原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭 边值；最大条料宽度能在冲裁时胜利地将条料送进导料板之间，并有一定的间隙。有侧压装置时条料的宽度：B=D+2aB=25+1.2 x 2=27.4mm通常把条料宽度圆整为28mm5、材料利用率的计算N=(A/BS)X100%N=(4.9-0.785)/7.28乂 100%=56.5%6、绘制排样图四、计算冲压力，确定压力中心1、 计算冲压力冲裁力F=KLtTF=1.3X (78.5+3
8、1.4) X 1X 300=43.9KNK一系数，取k=1.3 L一冲裁件周边长度，及刃口周长 mmt一材料的厚度 mm一材料的抗剪强度 MPa =0.8RmRm-被冲材料白抗拉强度 MPa(表5-1模具课程设计指导P112)(2)卸料力Fx=KxFFx=0.03 X4.3=1.3KN（ 3） 推件力Ft=nKtFFt=2 X0.05 X4.3=4.3KN（ 4） 顶件力Fd=KdFFd=0.06X4.3=2.6KNFx, Ft, Fd一卸料力、推件力和顶件力 NFx, Ft, Fd一卸料力、推件力和顶件力的系数，其值见表1-14冲压模具设计项目教程 P27n-同时卡在凹模口内的冲裁件的数量（
9、 5） 总压力Fz=F+Fx+Ft（下出料）Fz=43.9+1.3+4.3=49.5KN2、 确定压力中心根据本次制件形状发现： 该制件为对称形状零件， 其压力中心在图形的几何中心上，也就是制件的圆心处。3、 选择冲压设备冷冲压成型常用设备见表 5-10模具课程设计指导P118,通过上面求得的总压力选择设备为 J23-6.3五、凸模，凹模和凸凹模的设计(1)刃口的计算在冲裁过程中，凸、凹模的刃口尺寸及制造公差直接影响冲裁件 的尺寸精度。合理的冲裁间隙也要依靠凹、凸模刃口尺寸的准确性来 保证。因此，正确的确定冲裁模刃口尺寸及制造公差，是冲裁模设计 的一项关键性工作。根据落料尺寸 A=25mm冲孔
10、尺寸B=10mm厚度C=1mmE模具工 作手册得最小双面间隙Zmin=0.1mm最大双面间隙Zmax=0.14mm对于冲孔有：dt= (dmin+xA) 01= (9.82+0.5*0.36 )009 =1000.009 mma+0.015+0.015da= (dt+Zmin) 0 = (10+0.1) 0=10.10 mm 校核：ItI+IaI Zmin+Zmax 0.009+0.015 0.04 满足要求。对于落料有：Da=（Dmax-X） a = （25.26-0.5*0.52 ） +0.021 =25+0.021 mmDt= （ Da-Zmin） t0 =（25-0.1 ） -0.01
11、3 =24.9 -0.013 mm 校核：ItI+IaI Zmin+Zmax 0.013+0.021 0.04 满足要求。查表 5-14 （模具课程设计指导P121）Da-落料凹模公称尺寸Dmax落料件上极限尺寸dmin=冲孔件的下极限尺寸La- 同一工步中凹模孔距公称尺寸Lmin- 制件上孔中心距的最小尺寸Zmin-凸、凹模最小双面间隙Zmax-fl、凹模最大双面间隙a- 凹模上极限偏差，按IT6IT7 选取t- 凸模下极限偏差，按IT6IT7 选取x- 磨损系数，按刃口尺寸计算原则2）中所述选取（或查表1-12 ）Dt- 落料凸模公称尺寸dt- 冲孔凸模公称尺寸da-冲孔凹模公称尺寸-制件
12、公差（ 2） 结构的设计 凹模设计材料选择T10A,热处理硬度为50-60HRC查冲压模具设计项目教程P34可得：凹模的高度H=Klb,凹模的宽度B=b+(2.54)H,凹模长度 L=Li+2C.其中凹模宽度方向刃口孔壁间最大距离 b1=25mm制件材料厚度t=1查表1-18冲压模具设计项目教程P35得K=0.35,所以：H=0.35*25=8.75mm根据设计要求我们取H=15mmL=25+2*22=69mm(查表 1-19 的 C=22)我彳门取 L=70 便于加工，B=25+(2.54)*15=64mmi材料选择T10A,热处理硬度为50-60HRC。总体高度H=15+15+8=38mr
13、ig合考虑各因素确定其具体结构如图所示：015CO010凸凹模设计材料选择T10A,热处理的硬度为50-60HRCo高度为H=15+20+8=43mm综合考虑各因素确定其具体结构如图所示：六、主要的零件设计1定位零件的设计七、校核模具闭合高度及压力机的相关参数2 卸料部件的设计3 模架及其他零部件设计八、模具的总体设计1 模具总体结构方案（ 1）模具类型的选择根据上面分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，且孔间距大，可采用倒装复合模具。（ 2）定位方式的选择应该制件采用倒装复合模，采用的是条料所以直接用挡料销定距，倒料销倒料。（ 3）送料、卸料、出件方式的选择可直接利用压力机的打杆装置进行推件， 卸料可靠， 便于操作。工件留在落料凹模孔洞中， 应在凹模孔内设置推件块。 卡于凸凹模的废料可由卸料板推出。 而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽， 使废料从空洞中落下。 由于在模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合来实现的， 所以卸料板应该还具有压料作用，应采用弹性卸料板来卸下废料。因是中批量生产，采用手动送料装置，从前向后送料。（ 4）导向方式的选择为确定零件的质量及稳定性，采用导柱、导套导向。由于零件的导向尺寸较大，
