齿轮螺栓垫片冲压模具设计项目说明指导书.doc

设
计
说
明
书

本人有全套三维图和二维总装配图和零件图需要好友请联络QQ：

设计：XX
指导老师：XX

-7-7
技术要求 材料：A3钢 料厚：t=1mm 大批量生产
一、冲裁件工艺分析
1、材料：A3为碳素结构钢，含有很好机械性能，强度很好，比较适宜冲裁加工。
2、零件结构：零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有两圆孔，孔最小尺寸为11mm，满足冲裁最小孔径≥mm要求。另外，经计算孔距零件外形之间最小孔边距为4.5mm，满足冲裁件最小孔边距≥mm要求。所以该零件结构满足冲裁要求
3、尺寸精度：零件图上全部尺寸未标注属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸公差。查公差表得各尺寸公差为：
a、零件外形：720-0.74mm 170-0.43mm 270-0.52mm Φ200-0.52mm R10-0.25mm R1.50-0.25mm R2.50-0.25mm 50-0.3 mm
b、孔内形：Φ110+0.43 mm
c、孔心距：40±0.31mm
结论：适合冲裁。
二、确定冲压工艺方案
齿轮螺栓垫片所需冲压工序为落料，冲孔两个基础工序，可有以下三种工艺方案
方案1：先落料，后冲孔，采取两套单工序模生产。
方案2：落料—冲孔复合冲压，采取复合模生产。
方案3：冲孔—落料连续冲压，采取级进模生产
分析：方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件形位精度和尺寸精度易确保，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但因为零件几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但和方案二比生产零件精度稍差，且不易确保冲压件形位精度。
所以，比较三个方案欲采取复合模生产，即采取方案二。因为制件材质较软且板料较薄，宜采取正装式复合模加工。
三、模具设计计算
1、计算冲压力
采取弹性卸料装置和上出料方法冲裁模，冲压力为冲裁力，卸料力和顶件力总和。
a、冲裁力
依据冲裁力计算公式:F=Lt
查表取 =410Mpa，L=185.2789+2×11×3.14 =254.36mm
F= =254.36×1×410=104287.6
b、卸料力
卸料力公式计算：FX=KXF
查表，取KX=0.045，得
FX=0.045×104287.6=4692.94N
c、顶件力
顶件力计算公式：FD=kDF
查表，取KD =0.06， FD=0.06×104287.6=6257.256N
d、总冲压力
FZ=F+ FX+ FD=104287.6+4692.94+6257.256=115237.796N
e、初选压力机
依据总压力FZ选择压力机标称压力，因为115237.796N=115KN＜250KN×80%,所以初选J23-25型开式压力机。
二、确定压力中心
工件图形左右对称，故压力中心在A-A线上，

=(140.28X17+19.4X3.6X2+19.4X17.2)/(140.28+19.4X4)=14.6mm
三 、排样设计及材料利用率分析
（1）排样方法。有废料排样，因零件为简单矩形且尺寸较大，并考虑操作方便和模具结构尺寸等原因，采取直排。
（2）搭边值.查表1-3，得a=1.8mm a1=1.5mm
（3）送料步距S.据公式：S=D+a1=27+1.5=28.5mm
（4）条料宽度。据公式：B0-△ =(Dmax +2a+Z) 0-△=(72+2×1.8+0.5) 0-0.5=76.1 0-0.5 (mm)
（5）板料规格。选择X1250X1
（6）条料长度。L=1250mm
（7）每张板料可剪裁条数。/75.5=26条，余37mm
（8）每条条料可冲裁零件数。N1=1250/28.5=43
（9）每张板料可冲裁零件数。44×26=1144
（10）一条条料材料利用率。η= / ×100﹪=43×1280.1298/(76.1×1250)×100﹪=58﹪
四、刃口尺寸计算
（1）确定冲裁间隙。材料厚度t=1mm，查表1-20取Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm，则△Z= Zmax- Zmin=0.14-0.1=0.04mm
（2）依据零件形状特点，刃口尺寸计算采取配合加工法
冲裁性质
工件尺寸
计算公式
凹模尺寸
凸模尺寸

第一类尺寸：磨损后增大尺寸A

=（

凸模实际刃口尺寸和落料凹模配制，确保最小双面合理间隙值

第二类尺寸：磨损后减小尺寸B

Φ110+0.43 mm

=（

凹模实际刃口尺寸和冲孔凸模配制，确保最小双面合理间隙值

凸模实际刃口尺寸和落料凹模配制，确保最小双面合理间隙值

第三类尺寸：磨损后不变尺寸C

40±0.31mm

40
五、模具关键零部件设计和选择
1、凹模外形尺寸计算，确定模具经典组合
（1） 确定凹模外形尺寸。查表得k=0.22,则
凹模厚H H=kl=0.22×72=15.84（mm）
凹模宽度B B=b+2c=b+(3～4)H= 27+3.5×15.84=82.44(mm)
凹模长度L L=l+2c=l+(3～4)H=72+3.5×15.84=127.44 (mm)
将计算出尺寸套国家标准JB/T7643.1-,最终确定其外形尺寸为:160mm×100mm×18mm。
（2）判定送料方向.由排样图只平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸，所以为横向送料。
（3）选择经典组合。采取弹性卸料、横向送料，且凹模外形尺寸为160mm×100mm×18mm，故选择经典组合为：160X100X160～190GB/T2851-
2、凹模设计
（1）型孔位置。从排样图上被冲切位置取得。
（2）型孔尺寸。由刃口尺寸计算取得。
（3）刃口形式。采取直壁式，直壁高度查表取10mm
（4）螺孔、销孔。各螺孔、销孔大小、数量、位置均能够从经典组合标准中查得。
（5）材料及技术要求。材料选择T8A，热处理硬度60～64HRC。各表面粗糙度图所表示
（6）凹模零件图。由设计结果绘制成凹模零件图，图
3、冲孔凸模设计
（1）凸模结构形式。查标准ISO8021：:1986得。采取固定板压入式固定
（2）凸模工作部分尺寸。由刃口尺寸计算取得。
（3）凸模长度计算。得凸模固定板h1=12mm,垫快h2=20mm,凹模h3=18mm，故凸模长度为：
L= h1 +h2 +h3=12+20+18=50mm
4、凸凹模设计
（1）凸凹模结构形式。采取阶梯式，形状从排样图上被冲切位置取得。固定方法：采取固定板固定法.
（2）凹凸模工作部分尺寸。由刃口尺寸计算取得
（3） 凸凹模长度计算。得固定板配合段h1=12mm。，橡胶h2=30mm，卸料板h3=12mm，L= h1 +h2 +h3 =54mm
（4） 凸凹模零件图图：
5、 定距零件得设计
（1） 定距方法选择。选择采取固定挡料销。
（2）结构形式及规格。查标准JB/7649.10-1994及其尺寸
6、 导料板设计
（1）导料板总长和厚度等均能够从标准JB/T7648.5-1994查得.
（2） 导料板间距。
A=B+Z=Dmax +2a+2Z=76.6(mm)
（3） 导料板宽度。因垂直于送料方向压力中心和凹模几何中心重合，则两边导料板宽度相等。
B=（160-76.6）/2=41.7（mm）
7、 卸料装置选择
（1）卸料装置选择
①卸料类型选择。选择弹性卸料方法。
（2）卸料螺钉选择。由经典组合标准JB/T7650.6-1994选得圆柱头内六角卸料螺钉
（3）卸料板设计
①卸料板和凸模间隙取单边值0.1mm。
②卸料板厚度通常为凹模厚度0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12
③卸料板结构尺寸由标准查
④卸料板材料由表查用45号钢。
⑤卸料板螺孔孔径、孔距均可查经典组合标准
⑥卸料板零件图
由以上分析、计算得卸料板图 （4）弹性元件选择
①弹性元件类型选择。采取圆筒形聚氨酯弹性体
②弹性体数量、形状和尺寸。数量是4个，形状尺寸由标准GB/T7650.9-1995查得。
③弹性体弹力校核。
单个弹性体要承受卸料力：FX=4692.94/4=1173.235N
弹性体安装高度30mm，压缩量为30%时工作负荷为2980N，满足卸料力要求。
（5）推件装置选择
①推件类型选择。选择刚性推件方法。
②打杆。查标准GB2867.1得A14×120
③推板。选择A型推板，查标准 JB/T7650.4-1994
④推杆。查标准JB/T7650.3-1994
8、模架选择
（1）模架类型选择。因冲裁件尺寸不大，精度也不高，为了送料及操作方便，选择后侧导柱模架。
（2）模架规格。分别由GB/T2855.5-1990和GB/T2855.6-1990查：上模座160X100X40，下模座：160X100X50
（3）导柱、导套规格。分别由标准GB/T2861.2-1990和GB/T2861.7-1990查。
9、连接和固定零件设计
（1）模柄
①模柄形式。选择B型旋入式模柄。
②模柄规格。因选择J23-25型开式压力机模柄孔尺寸为50X70，故查标准JB/T7646.2-1994得模柄规格为B50X91.Q235
（2）垫板
①上、下垫板外形尺寸均由经典组合标准GB/T7643.3-1994查，为160X100X8.
②上、下垫板得螺钉过孔直径均比螺钉直径大1mm左右。
③上、下垫板材料均选择45号钢
④上垫板结构图：

⑤下垫板结构图：
（3）冲孔凸模固定板
①冲孔凸模固定板厚度通常为凹模厚度0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12
②孔型位置应和凹模型孔位置一致，和凸模为H7/h6配合。
③冲孔凸模固定板螺纹孔、销钉孔径、孔距。均可查经典组合标准
④材料选择Q235
⑤冲孔凸模固定板图。
（4）凸凹模固定板
①凸凹模固定板厚度通常为凹模厚度0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12
②孔型位置应和凹模型孔位置一致，和凸凹模为H7/h6配合。
③凸凹模固定板螺纹孔、销钉孔径、孔距。均可查经典组合标准
④材料选Q235.
⑤凸凹模固定板零件图。

10.冲压工艺规程卡
（厂名）
冷冲压工艺卡
产品型号

零部件名称
齿轮螺栓垫片

产品名称
齿轮螺栓垫片
零部件型号

材料牌号及规格
材料技术要求
条料尺寸
每条条料可制件数
毛坯
重量
辅助材料
Q235
1X1250X

条料76.1X1250
43

工序号
工序名称
工序内容
加工简图
设备
工艺装备
工时
0

下料

剪床剪料
76.1X1250

1

冲孔、落料

冲孔、落料

J23-25
冲床

落料、冲孔复合膜

2

检验

按产品零件图检验

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