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1、垫圈冲孔落料模具设计说明书院系机电学院班级材料成型及控制姓 名*学 号080010204指导老师王*老师2011年12月，、人刖 百本说明书是我根据冷冲模工艺与模具设计、模具设计指导等 有关教材。引用了其中的公式，查找书中的表格，并得到了同学的帮 助完成的。本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。为了能够很好地掌握本课程的设计过程， 根据课内及课外来所学的 知识，编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指 导.目 录1 .冲压件工艺性分析 （1）2 .冲压工艺方案的确定3 .主要设计计算（1）排样方式的确定以
2、及计算（3）（2）压力中心的确定及相关计算一一 （3）（3）冲压力的计算（4）（4）工作零件刃口尺寸计算 （4）（5） 卸料橡胶的设计5 5）4.模具总体设计（1）模具类型的选择（5）（2）定位方式的选择（5）（3）卸料，出件方式的选择 （6）（4）导向方式选择 （6）5 .主要零部件设计（1）主要零件的结构设计 （6）（2） 定位零件的设计（ 8）（3）导料板的设计（8）（4） 卸料板首B件设计（ 8）（5）模架及其他零部件设计 （8）6 .模具总装图7 .冲压设备的选定（8）8 .工作零件的加工工艺 （8）9 .模具的装配 （10）主要参考文献 （设计小结 （12）连续模设计说明任务描述：
3、工件名称：垫圈冲孔落料模具设计工件简图：如下图材料：30钢板材料厚度：0.3mm设计内容：1 .冲压件的工艺分析：对产品进行分析，确定各部分尺寸是否满足冲压件的工艺要求2 .确定工艺方案：（1）计算毛坯尺寸；（2）确定排样方式和计算材料利用率；（3）冲压工序性质和工序次数的选择3 .模具结构形式的确定：各工序所要设计的模具，包括名称结构类型等4 .计算各工序冲压力和选择冲压设备5 .工艺卡片：选择一家企业的产品使用的冲压工艺卡片，主要有每道工序图、基本尺寸、使 用设备、模具名称等(工件图)1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为30钢板，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简
4、单，有 2个直径14mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，尺寸精度底，普通冲裁就能满足要求。2。冲压工艺方案的确定该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料一冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔一落料连续冲压。采用连续模生产。方案一模具结构简单， 但需要两道工序两套模具， 成本高而生产效率低， 难以满足大批量生 产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在 模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，
5、操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完 全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.主要设计计算(1)排样方式的确定以及计算设计连续模，先要设计条料排样图。工件直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取2mm,壁厚取2mm,条料宽度为121mm,步距为36mm, 一个步距的材料利用率 为73%(2)压力中心的确定及相关计算 画出凹模型口图如下(3)冲压力的计算该模具采用连续模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表1根据计算结果，冲压设备拟选择JF23-63。表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目
6、公式结果备注排样，压件面积AA=116 17+3.14 m 172黑 1/2+82 父 17-3.14 x 72-2x14x173189.827 mm条料宽度BB=116+4+1=121121mma=2mm,a1 =2mm步距SS=17+17+2=3636mm一个步距的材料一 nA“=S 父100%BS73%利用率冲压力冲裁力FF=KLt 小=490x369.34 x0.354293NL=369.34m m卸料力FxFx = Kx F=0.05 父5429310859N查表得Kx=0.05推件力FtFT = n Kt F=6M 0.063 M 5429350523Nn取6冲压工艺总力FzFz
7、=F+Fx + Ft85675N弹性卸料下出件(4)工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装 配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下所示。1.落料应以凹模为基准然后配做凸模。工件尺寸如图所示1)凹模磨损后变大的尺寸(5)卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见 表三。选用的4快橡胶板的厚度无比一致， 不然会造成受力不 均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。
8、表三卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板工作行程hth 工=hi +t +h)23.3mmh1为凸模具凹进卸橡胶工作行程H工H工=hx + h修8.5mm料板的高度1mm ,橡胶自由高度H自由H自由=4H工33.2mmh2为凸模冲裁后进橡胶的顶压缩里H预H预=15%H自由4.98mm入凹模的深度每个橡胶承受的载荷FiFi =5卸/42714.75N2mm , h修为凸模橡胶的外径DD =yd(d2 +1.27(Fi /p)60 mm修磨里取 5mm,取校核橡胶自由高度H自由0.5 H 自由 /D1.5满足要求H工为H自由的橡胶的安装图度H安H安=H自由一H预28.22 mm25%，选用4个
9、圆筒形橡胶4.模具总体设计(1)模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用连续冲压，所以模具类型为连续模。(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板，无侧压装置。 控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可 由活动挡料销定距。(3)卸料，出件方式的选择因为工件料厚0.3mm,较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因 为是连续模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。(4)导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该连续模采用中间导柱的 导向方式。5.主要零部件设计(1)主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑
10、加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工， 2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6/m5。总长L可按公式计算：L =hx =儿 +t+h2+h =14.4+0.3+14+21.3=50mm落料凸模结构如下图所示5b.冲孔凸模冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所其余c.凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具 在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其 轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度H=kb=0.15x116=17.4,为了方便橡胶安装，取 H=25凹模壁厚 c= (1.5-2) H=26
11、,1-34.8m,取 c=40凹模宽度 B=b+2c=116+80=196 取 B=200凹模长度 L取180mm (送料方向)凹模轮廓尺寸为180 M 200 M 25mm ,凹模结构如图所示rL凹模(2)定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径 14mm的的两个孔作为导正 孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用 H7/r6 配合。(3)导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之问间隙取 1mm, 这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取 4mm,采用45钢制作，热处理硬 度为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。导料板上有
12、活动挡料销凹槽。(4)卸料板部件设计a卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 8mm。采用45钢制造， 淬火硬度为40-45HRC。b.卸料螺钉的选用卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm,螺纹部分为M6M4。(5)模架及其他零部件设计该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为9 28 M 100，导套分别为 6 28 2x95。上模座厚度取40mm,上垫板厚度取10mm,固定板厚度取15mm,下模座厚度 取45mm,那么该模具的闭合高度：H 闭=H 上模 + H 垫 + L + H + H 下模h2 =40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深
13、度，h2=2mmL一凸模长度，L=50mmH一凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 JF23-25的最大装模高度（220mm）,可 以使用。6 .模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、 垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以 橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品 件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装 2个导正销， 利用条料直径为15的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。7.冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机 J2
14、3-25能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm垫板尺寸（厚度x直径）：50x200 mm模柄孔尺寸：140x60 mm最大倾斜角度：30度8、模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用 线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工 工艺过程。表四工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体1寸16导1T7 口2热处理退火3粗刨刨六面，立成直角，留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线J117加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火，回火达至1J 6064HRCJJ1119磨平向精磨上卜平闻10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11
