垫圈冲压工艺及正装复合模设计模板.doc

南 昌 航 空 大 学
飞 制 专 业

专 业 课 程 设 计

题 目：垫圈冲压工艺及正装复合模设计

专业

班级 08 姓名

起止日期 .12.20 至 .01.16

指导老师（署名）

飞 行 器 制 造 工 程 专 业
专业课程设计课题单

班级 08 学 号 姓名

题目： 限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计

图纸：

设计资料（数据）及要求：
1、图纸 2、材料 3、批量 4、公差 均见图示
备注：板厚为1.2mm.
设计要求：
1、 绘制钣金零件图；
2、 编制钣金工艺规程；
3、 绘制模具总装图和非标准零件图；
4、 编写设计计算说明书。

起止日期 .12.20 至 .01.16

指导老师 （署名）

目　　录

1 设计任务书 1
2 冲压件工艺性分析
2
3 冲压工艺方案确实定

4
4 关键设计计算
6
4.1 排样方法确实定及其计算

6
4.2 冲压力计算
8
4.3 压力中心确实定及相关计算
9
4.4 工作零件刃口尺寸计算
10
5 模具总体设计 11
5.1 模具类型选择

11
5.2 定位方法选择

11
5.3 卸料、出件方法选择

12
5.4 导向方法选择
12
6 关键零部件设计
12
6.1 工作零件结构设计

13
6.2 定位零件设计

15
6.3 导料板设计

17
6.4 卸料部件设计

19
6.5 模架及其它零部件设计

21
7 模具装配和总装图

23
8 冲压设备选定

25
9 冲压工艺卡

28
参考文件 33
设计总结及体会 34

1、设计任务书

题目： 限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计

图纸：

设计资料（数据）及要求：
1、图纸 2、材料 3、批量 4、公差 均见图示
备注：板厚为1.2mm.
设计要求：
5、 绘制钣金零件图；
6、 编制钣金工艺规程；
7、 绘制模具总装图和非标准零件图；
8、 编写设计计算说明书。

起止日期 .12.20 至 .01.16
2、冲压件工艺性分析
（一）零件工艺性分析
工件为图1所表示落料冲孔件，材料为Q235， 料厚t=1.2mm
生产批量为大批量。工艺性分析内容以下：

1. 材料分析
Q235为优质碳素结构钢，含有很好冲裁成形性能。
2. 结构分析
零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有一孔，经计算孔距零件外形之间最小孔边距为7mm，满足冲裁件最小孔边距lmin≥1.5t=2.25mm要求。所以，该零件结构满足冲裁要求。
3. 精度分析：
零件上未标注尺寸公差,均按IT14精度等级加工。
由以上分析可知，该零件能够用连续冲裁加工方法制得。

3.冲裁工艺方案确实定
零件为一落料冲孔件，可提出加工方案以下：
方案一：先落料，后冲孔。采取两套单工序模生产。
方案二：落料—冲孔复合冲压，采取复合模生产。
方案三：冲孔—落料连续冲压，采取级进模生产。
分析各工序有：
方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两道工序、两副模具，成本高而生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大情况下不适用。 方案二制造精度和生产效率较高，不过定位精度低于方案三。
方案三只需要一套模具，提升了生产率，有利于实现生产自动化，模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，不过模具使用寿命长，有利于大批量生产。
经过对上述三种方案综合比较，选择方案三为该工件冲压生产方案。

4 关键设计计算

4.1 排样、确定步距、计算条料宽度及材料利用率，导料板间距
分析零件形状，采取直对排排样方法，图1所表示。
依据零件形状及厚度，确定搭边值。查表2-11得，两工件间按矩形取搭边值b=1.8mm，侧边也按矩形取搭边值a=2mm。
级进模送料步距S=（2R+B）×2=(2×22+1.8)=91.6mm
条料宽度B按对应公式计算，
B=（D+2a）0-△
查表2-13得△=0.6，则
取B=（90+2×2）0-0.6=940-0.6
画出排样图，图1所表示。

图1 冲裁零件排样图
该冲裁模采取有测压装置导料板，按公式计算
B0=B+Z，查表2-12得Zmin=5,则
B0=94+5=99mm

4.2冲压力计算
模具采取弹性卸料装置和下出料方法，则总冲压力为
F0 =F +F推+F卸
F= F落+ F冲
式中 F推——推件力
F卸——卸料力
F落——落料时冲裁力
F冲——冲孔时冲裁力
冲裁力：由表查出τ=304～373MPa，取τ=345MPa。
L落=π×22+2×（53-18-4）+π×4+π×18+2×（22+4）=252.16mm
L冲=π×30=94.2mm
F落=KL落tτ=1.3×252.16×1.2×345=135.71kN
F冲= KL冲tτ=1.3×94.2×1.2×345=50.7kN
F= F落+ F冲=135.71+50.7=186.41kN
推件力：由表2-3得系数K推=0.055，
n=h/t=6/1.2=5
F推=nK推F=5×0.055×186.41=51.26kN
卸料力：由表2-3得K卸=0.04～0.05，取0.04，则
F卸=K卸F=0.04×186.41=7.46kN
总冲压力：F0 =F +F推+F卸=186.41+51.26+7.46=245.13kN

4.3压力中心确实定及相关计算
计算压力中心，应先画出凹模型口图，图5所表示。在图中将xOy坐标系建立在图所表示位置上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L9基础线，每条线全部要计算出线总长度、力作用点到x轴距离及到y轴距离。
L1、L3、L4、L6、L7是圆弧，其力在x方向作用点可从相关手册中查出，在距圆心 RS/b处,其中R为半径，S为弦长，b为弧长；L2、L5、L9是直线，力作用点在直线中间；L9由1个￠30mm圆组成，力作用点在￠30mm圆心。相关数据计算结果列于下表中。
图5
代入压力中心计算公式求得该模具压力中心点(X0，Y0)坐标
X落= ( L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)= 0mm
Y落=(L1y1+L2y2+…+L10y10)/(L1+L2+…+L10)= 21.51mm
Y冲= 91.6mm
X冲= 44mm
X0= F 冲Y冲/ (F 冲+F 落)= 24.91mm
Y0=( F 落Y落+F 冲Y冲)/ (F 冲+F 落)= 27.63mm

落料压力中心数据表
基础要素长度L/mm
各基础要素压力中心坐标值
X
Y
L1=69.08
0
58.01
L2=31
22
28.5
L3=6.28
23.71
9.4
L4=28.26
31.73
0
L5= 52
0
-9
L6=28.26
-31.73
0
L7=6.28
-23.71
9.4
L8=31
-22
28.5
累计252.16
0
21.51
冲孔压力中心数据表
L9=94.2
91.6
44
累计 94.2
91.6
44
模具总压力中心数据表
累计346.36
24.91
27.63

4.4 冲模刃口尺寸及公差计算
因为零件未要求公差，故零件尺寸精度均按IT14级处理。Q235为软料，查表2-9得冲裁模初始双边间隙Zmin=0.126 , Zmax=0.18 。
查设计手册(表2-8)得磨损系数x=0.5 ，△为公差
落料类：磨损后尺寸表大 Dd=(Dmax-x△)+δ
冲孔类：磨损后尺寸表小 Dd=(Dmin+x△)-δ
δ=0.25△
冲模刃口尺寸及公差计算

尺寸、公差及分类
代入公式计算
凹模尺寸标注
凸模尺寸标注

落料
A类
R22 0-0.52
Dd=(22-0.5×0.52) 00.25×0.52
21.74+0.13
凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配制，确保双边间隙0.126～0.18mm
180-0.43
Dd=(18-0.5×0.43) 0 0.25×0.43
17.79+0.11
530-0.74
Dd=(53-0.5×0.74) 0 0.25×0.74
52.63+0.19
落料
B类
R40-0,3
Dd=(4+0.5×0.3) 0-0.25×0.3
凹模尺寸按凸模刃口实际尺寸配制，确保双边间隙0.126～0.18mm
4.15-0.075
冲孔类
￠300+0.52
Dd=(30+0.5×0.52) 0-0.25×0.52
30.26-0.13