圆垫片模具设计说明书.doc

圆垫片的冲裁模具设计
一、冲压件
二、零件的工艺性分析
由上图可看出，该零件形状对称, 结构相对简单,无狭槽、尖角，只需落料、冲孔两个工序。材料为08AL优质碳素结构钢，抗剪强度为350MPa，具属优质碳素结构钢,其力学性能是强度、硬度低而塑性较好,非常适合冲裁加工。有一个φ22mm的孔,孔与边缘之间11.5mm，满足冲压基本要求。冲件的尺寸精度无要求，查参考文献［2]知，可采用普通冲裁方式,精度可达IT12~IT11级。
经上述分析,产品的材料性能符合冷冲压加工要求
三、冲压工艺方案的确定
该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种工艺方案。
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。
方案二：落料冲孔同时进行。采用复合模生产。
方案三：先冲孔，后落料。采用级进模生产。
各方案的特点及比较如下。
方案一：模具结构简单,制造方便，但需要两道工序,两幅模具，成本相对较高，生产效率低。在第一道工序完成后，进入第一道工序必然会增大误差，使工件精度、质量降低,达不到所需的要求，故不选此方案.
方案二：若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,凸凹模最小壁厚为11.5mm,故采用复合模生产。
方案三：大批量生产、冲裁精度较高,冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用，计算该件的最小壁厚为 11.5mm，没必要用级进模。
综上所述可选方案二复合模.
四、冲压模具整体结构设计
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案,采用正装式复合模，得到平整度较好的工件.
4。2 导向与定位方式
导向形式:滑动导柱导套导向
定位方式：该模具采用的是条料，板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成,导料销控制条料的送进方向，挡料销控制条料的送进步距.
4.3 卸料与出件方式
凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料由顶杆顶出；凸凹模和落料凹模落料，利用推件块将制件顶出。
4.4模架类型及精度
该模具采用中间导柱模架，以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。
五、冲压模具工艺与设计计算
5.1 排样设计与计算
1.排样
零件外形为圆形 ，可以采用单排、
交叉双排或多排；考虑到零件为大批量
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。如图所示。
2.搭边
查表2。15 得a1=1.8 a=1。5
3。条料宽度
B=D+2a1=45+2＊1。8=48.6，实际取料宽取为49mm
4.材料的利用率
式中 —一个歩距内冲裁件数目； A——冲裁件面积(包括内形结构废料）;
S—-歩距长度； B—-板料宽度；
取：n=1； A=π*（22.5²-11²）=1209.7；
S=46.5； B=49
η=1209.7/(46。5*49)≈53。1%
5。2模具工作零件刃口尺寸及公差的计算
零件尺寸：落料尺寸mm；
冲孔尺寸mm。
查得冲裁模初始双边间隙
mm， mm.
=0.380mm — 0.260mm = 0.120mm
1）落料刃口尺寸计算:
的凸凹模的制造公差由表查得
， 。
,
由表查得X=0。5，则:
2）冲孔刃口尺寸计算：
的凸凹模的制造公差由表查得
，，
，
由表查得X=0.5 ,则：
，
5.3工序压力计算及压力中心确定
(1）工序压力
1。落料力
落料周长L1=π＊D=π*45=141.3mm
τ=350Mpa，t=2mm,取K=1。3，
则根据式，F1=KL1tτ= KN
2.冲孔力
冲孔周长L2=π*d=π＊22=69.08mm
F2=KL2tτ= KN
3。冲裁力F=F1+F2=128.58+62。86=191.44 KN
4。推件力
采用正装式复合模，推件块都会将废料推出,所以取n=1，
查表2。17,取KT=0.055
则 FT=n KT F2= = 3.46 KN
5顶件力
查表2。17,取KD=0.06
则 FD= KD F= = 11。48 KN
6、卸料力
查表2.17,取KX=0.04
则 FX= KX F1 = = 5.14 KN
F总= F1+F2+FX+FD = 128.58+62。86+5.14+11.48 = 208.06 KN
公称压力F=1。3F总= = 270.48 KN
根据公称压力选取压力机,因此初选压力机型号为J23-35
闭合高度为280≥H≥220
(2）压力中心
因为该制件是简单对称件,所以压力中心为该制件的几何中心。
六、主要零部件设计
6.1凹模设计与计算
按式（2.24），其中b=45mm
查表2.2 得 k=0。42
凹模厚度 H=kb= 0.42x45 =18.9mm 凹模厚度取20mm
凹模壁厚C=(1。5-2)H=30mm 所以凹模壁厚度为30mm
凹模长度外形尺寸L=B=b+2C= 45+2x30 = 105mm
由以上算得凹模轮廓尺寸LxBxH=105x105x20,根据国家标准，选取LxB为标准尺寸，得LxB=125x125。
凹模材料的选用Cr12。
6。2凸模固定板
厚度 H1=0.7H = 0.7x20 = 14mm，规整为15mm。
6.3垫板
按承压应力校验，冲孔凸模承压应力
σ1=F2/A凸=62.86/πx142=102。1MPa
凸凹模承压应力
σ=F/A=191。44/πx（25。22-112）=118.6MPa
查相关表得铸铁模板的［σp]为90-140MPa,凸模和凸凹模的承压应力介于铸铁的许用压力之间，为安全起见，上下模座均需加垫板，垫板厚度取6mm.
6.4卸料橡皮
根据工件厚度为2mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修时刃磨留余量2mm，在考虑开启时卸料版高出凸模1mm，则总的工作行程h工=6mm,橡皮的自由高度h自由=（3.5—4）h工=21-24mm
取 h自由=24mm
模具在组装时橡皮的预压量为h预=（10％—15％)x h自由=2.4-3.6mm
取 h预=3mm
由此可计算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为28mm。
6.5定位零件
在凹模面上设计两个固定导料销和弹簧弹顶挡料装置.
6.6卸料部件
（1）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10mm，卸料板采用45钢制造，淬火硬度为40～45HRC。
（2）卸料螺钉的选用
   卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为8mm,卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模端面lmm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
6。7模架及其他零部件
1.该模具采用中间导柱模架。以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格.
导柱dxL 为φ25x150;导套dxLxD为φ25x85x38;
上模座厚度H上取35mm，下模座厚度H下取45mm
该模具的闭合高度：
H闭=H上＋ 2＊H垫＋L＋ H ＋ H下模－h2 =（35＋2x6＋45＋50＋45－2）mm=185mm
 式中 L——凸模长度，L=45mm；
H——凸凹模长度，H=50mm；
h2--凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。
2.模柄选用凸缘式模柄（GB2862.3—81）
七、冲压设备的选择及校核
根据冲压力的大小,选取开式双柱可倾压力机JH23—35，其主要技术参数如下:
公称压力：350kN
滑块行程:80mm
最大闭合高度：280 mm
闭合高度调节量：60 mm
滑块中心线到床身距离:205mm
工作台尺寸:380 mm×610 mm
工作台孔尺寸：200 mm×290 mm
模柄孔尺寸:φ40 mm
垫板厚度：60 mm
7。1校核公称压力
JH23—35公称压力压力为350KN>270.48KN，所以压力符合要求
7。2校核闭合高度
由压力机型号知Hmax=280mm M=60mm H1=60mm
Hmin=Hmax–M=280-60=220mm
（M为闭合高度调节量,H1为垫板厚度）
压力机闭和高度 220mm≤H≤280mm, H1=60mm
由 Hmin+10- H1≤H≤Hmax-5- H1 170≤H≤215
模具闭合高度H=185，该压力机符合设计要求
八、设计感想
经过大约十天的努力课程设计终于结束按时完成了各项设计任务。我觉得课程设计是十分有意义而且十分有必要.在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论面如何锻炼我们的实践面如何将所学的知识用到实践中去我想课程设计提供了良好的实践平台。 通过课程设计使我们对锻造模具是知道了冲压模具的设计过程、步骤和方法巩固了我们课堂中的学习，并使我们学会将理论知识运用到实际中懂得理论知识在生产实际中的具体作用.。通过课程设计从零件分析开始一步步的确定各种参数和结构尺寸懂得每个环节都是密不可分的。 此次课程设计需要我们机械制图、机械设计，模具设计等方面的知识是对我们大学以来学习的一次很好总结使我们对以前学过的内容有了新的认识和加深。特别是此次手绘制图锻炼了我们动手能力和严谨的学习态度。 马上我们就要进入大学的最后一门课——毕业设计我想课程设计使我们初步了解了毕业设计的过程和我们所要完成的工作。特别是资料搜集和查找方面对我们以后的学习甚至工作将起到十分重要的作用.首先感谢学校和学院，给我提供这么好的学习机会,让我不断地完善和充实自己。最后，谢谢老师和同学在课程设计中对我的帮助。
九、参考文献
1. 汤酞则，文建平.冷冲模课程设计与毕业设计指导[M］.长沙:湖南大学出版社，2008：1-228
2. 肖景容，姜奎华。冲压工艺学[M］。北京:机械工业出版社，2000：16-18
3。 侯洪生，焦永和.机械工程图学[M].北京：科学出版社,2009：221-230
4.王孝培主编.冲压手册.北京：机械工业出版社，1990
5.《冲压模具设计与制造》　刘建超、张宝忠主编　高等教育出版社