三圆孔圆形垫片冲压具设计

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1、目录目录11. 工件的冲压工艺设计31.1工艺分析31.2确定工艺方案31.3工艺计算51.3.1排样及确定条料尺寸51.3.2冲压力计算及设备选择61.4凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算91.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸91.4.2 落料凹模结构尺寸111.4.3冲孔凸模结构尺寸111.4.4凸凹模结构尺寸121.5其他模具零部件的选择121.5.1模架121.5.2凸模固定板131.5.3模座131.5.4凸凹模固定板131.5.5卸料板141.5.6压力机的确定142. 结构总图153参考文献154.设计小结161. 工件的冲压工艺设计1.1工艺分析冲压件的工艺性是指从冲压工艺方

2、面来衡量零件设计是否合理。一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件的影响。该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公差表，各尺寸公差为、。零件简图：如图所示零件名称: 典型圆垫片上产批量: 大量生产（30万件）材料： 45钢 厚度： 2mm1.2确定工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，

3、比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。方案一单工序模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主

4、要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。根据冲压模工艺原理，结合该零件结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。1.3工艺计算1.3.1排样及确定条料尺寸(1

5、) 调料宽度条料宽度B用式（1-1）进行计算 B=（D+2+C） （1-1）式中，D是制件直径（mm）；是是工件与边缘的搭边值（mm）；C是条料与导料板之间的间隙（mm）。查表得，材料厚度t=2mm自动送料时，工件与工件之间的搭边值=3mm，工件与边缘之间的搭边值=2mm。查表得条料宽度B100mm时，送料间隙取C=0.5mm。零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构即直排（如图所示）。由于每张钢板的尺寸都是长度为2000mm，宽度为1000mm。每张钢板剪裁

6、1000/4422条;每条能冲裁（2000-22）/4346.所以每张钢板能生产2246=1012个零件。 考虑定位公差及裁剪公差后，条料宽度按式（1-2）计算 （1-2）式中，是条料宽度偏差（mm），查表得=0.5故得 即 （2） 步距（3） 材料利用率 式中，n是一个步距内冲裁件数目 A是冲裁面积（包括馁形结构废料） S是步距长度（mm） B是调料宽度（mm）取n=1， S=43mm，B=44.5mm1.3.2冲压力计算及设备选择（1） 冲裁力的计算落料及冲孔时的冲裁力按式（1-3）计算 （1-3）式中，P是冲裁力（N）；L是冲裁周边长度（mm）；t是材料厚度（mm）；是材料的抗剪强度（M

7、Pa）；K是修正系数，一般取K=1.3。由于，所以式（1-3）也常常表达为 （1-4）其中，是冲压材料的抗拉强度（MPa）；查表得，45钢的抗拉强度=600MPa落料所需冲裁力冲孔所需冲裁力（2） 卸料力、顶件力、推料力的计算 从凸模上卸下箍着的材料所需的力称为卸料力；逆冲裁方向将板料从凹模内顶出所需的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算式中，F是冲裁力（N）,是卸料力系数，查表取=0.04；是顶件力系数，查表取=0.06，n是塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t.h为凹模直刃高度，取h=8，t为板厚，t=2，则n=8/2=4，为推料力系数，查表取

8、=0.055。经计算得（3） 总冲压力的计算（4）压力中心的确定式中，、是压力中心在X、Y轴上的坐标，、是各简单图形的压力中心在X轴、Y轴上的坐标与其冲裁周边长度乘积之和（），是各简单图形的冲裁周边长度之和（mm）。可以看出零件在X轴方向上是对称的，因此压力中心必在零件的中心线上。所以经计算.即压力中心的位置（0，-0.93） （5）设备选择经计算，总冲压力为318KN，取安全系数S=1.2则计算总分冲压力则选取J23-40型开式可倾压力机 公称压力（KN）： 400 最大闭合高度（mm）： 330 立柱距离（mm）： 340 工作台尺寸（mm）: 460700 1.4凸模 凹模 凸凹模刃口及

9、结构尺寸计算1.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。零件上包含三类尺寸： 落料尺寸 冲孔尺寸 位置尺寸 查得冲裁模刃口双间隙mm， mm。（1）落料刃口尺寸计算则取 其中x是为与冲裁件精度有关的系数，查表，取x=0.5（2） 冲孔刃口尺寸计算 则取 （3） 位置尺寸1.4.2 落料凹模结构尺寸（1） 凹模壁厚C凹模厚度H=Kb15mm凹模壁厚C=(1.52)H3040mm式中，b是冲裁件的最大外形尺寸（mm），K是凹模厚度系数。查表得K=0.50则H=Kb=0.540=20mm，取H=30mm；C=(1.52)H=(1.52)20=2432m

10、m，取C=30mm（2）凹模板直径1.4.3冲孔凸模结构尺寸冲孔凸模长度为式中，是落料凹模厚，为30mm；是凸模固定板厚卸料板厚，取为25mm。1.4.4凸凹模结构尺寸落料凸模和孔的凹模考虑到该副模具的结构和精度,及加工、装配方面等因素,可选用整体式凸凹模。凸凹模长度确定 mm式中 卸料板厚度，取； 凸凹模固定板厚度，（0.60.8）=（0.60.8）1824mm，取mm1.5其他模具零部件的选择1.5.1模架本例中采用滑动导向中间导柱圆形模架。因为该制件压力中心在对称线上，其无偏心载荷，之间精度要求也不是很高且制件较小，所以由模具成本等因素考虑该副模具模架选用滑动导向中间导柱圆形模架。凸模固

11、定板凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还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渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板为圆形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料为Q235 14mm1.5.3模座根据凹模板的尺寸，模座采用标准的中间导柱圆形模座，材料采用HT200。标记为：上模座 GB2855.1181；下模座 GB2855.1281。1.5.4凸凹模固定板凸凹模固定板形状与凹模板一致，厚度为24mm。 1.5.5卸料板卸料板同样为圆形板，直径和凹模板一致，厚度为11mm。卸料板材料选A3或（45）钢，

12、不用热处理淬硬。卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M1010mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。压力机的确定模具的闭合高度为：H闭=H上模H垫LH +H下模h2 =（40+8+14+20+45+45-2）mm=190mm 式中 L凸模长度，L=55mm； H凹模厚度，H=30mm；Jh2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。选取23-40型开式可倾压力机 公称压力（KN）： 400 最大闭合高度（mm）： 330 立柱距离（mm）： 340 工作台尺寸（mm）: 460700压

13、力机工作台尺寸460700，一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸5070mm，所以压力机合格，可用。2. 结构总图总的高度H=180mm长度 L=205mm宽度 S=110mm3参考文献（1）.王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社，2000（2）.史铁梁.模具设计与指导.北京：机械工业出版社，2006（3）.姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，200（4）.丁松聚.冷冲模设计.北京：机械工业出版社，2000（5）.瞿平.飞机钣金成形原理与工艺.西安：西北工业大学出版社。4.设计小结这次的设计也让我巩固了软件知识，制图知识，收获颇丰！ 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 一个星期的模具设计课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.通过本次冲压模具的设计，让我又对这门课程有了重新的了解。让我学到了不同与课堂的新东西，增加了自己的动手能力。虽然我设计的模具不一定好，但是，我觉得通过不断努力，我可以设计一套实用的好模具！