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1、圆形垫片冲压课程设计说明书冲压模具设计说明书 设计任务： 工件为垫圈，材料为Q235钢，精度要求为IT11IT12，尺寸如下图所示，设计一套冲压模具，大批量生产。 零件工艺性分析： 1结构与尺寸分析： 零件结构简单，形状对称，零件中部圆孔直径为22mm，满足冲裁最小孔径dmin1.0t=3mm的要求；孔与零件边缘间的最小孔边距为21mm，满足冲裁件最小孔边距lmin1.5t=4.5mm的要求，因此，零件的结构满足冲裁的要求。 2材料分析： Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 3精度分析： 零件的精度要求为IT11IT12，取精度为IT11，模具按精度IT7IT8计算，普通冲裁即
2、可满足图样要求。 由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。 冲裁工艺方案的确定 零件为落料冲孔件， 可采用落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。该方案只需要一 1 冲压模具设计说明书 副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。 确定模具总体结构方案 1模具类型 根据之前确定的零件冲裁工艺方案，采用倒装式复合冲裁模。 2操作与定位方式 为降低成本，可采用手工送料方式。板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，采用导料板控制材料的送进方向。 3卸料与出件方式 冲压完毕后，打杆推动推板，推杆和推件块将零件从凹模中推出。冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下
3、。 4导向方式 根据零件尺寸大小，该模具为中小型模，采用滑动导柱导套导向。 5. 模架类型及精度 考虑到零件的结构特点，采用后侧导柱模架。 零件工艺计算 1、排样设计与计算 、分析零件形状，并考虑到定位方便，采用单行直排； 、.搭边值确定：查表2-9得，a=3mm b=2.5 、条料宽度和导板间距的计算： 2 冲压模具设计说明书 定位采用挡料销定位，无侧压装置，板料采用斜刃剪床裁剪。条料宽度 B=D+2a+2D+z=64+23+2(-1.2)+0.8=68.4mm 其中 D=64mm，a=3mm,查表2-13得，导料版与条料间的最小间隙z=0.5mm，查表2-12可得，条料宽度偏差D=-1.2
4、mm ，根据实际情况取料宽为70mm. 2、模具刃口尺寸计算 由于零件为形状简单的圆形工件，采用凸、凹模分开加工。 由于零件对断面质量、尺寸精度要求一般，且为大批量生产，对模具寿命要求较高，宜采用中等间隙 查表2-3得：14.0%z20.0% t故取 Zmin=0.42mm,Zmax=0.60mm dt=0.4(Zmax-Zmin)=0.072mm da=0.6(Zmax-Zmin)=0.108mm 落料件尺寸的基本计算公式为： +da a0D=(D-xD)Dt=(D-xD-Z0mi-ndt )查表2-5得：系数x=0.75，D=0.19 故 +0.108+0.108Da=(64-0.750.
5、19）63.858mm 0000Dt=(64-0.750.190.42）63.438-0.072-0.072mm 冲孔件尺寸的基本计算公式为： dt=(d+xD)0-dt da=(d+xD+Z)+dami0n 查表2-5得：系数x=0.75，D=0.13 故 00dt=(22+0.750.13）22.098-0.072-0.072mm 3 冲压模具设计说明书 +0.108+0.108da=(22+0.750.130.42）22.518mm 003、设计冲压力和压力中心，初选压力机 270.04mm 零件周长：L=p(D+d)=3.14材料厚度：t=3mm 300Mpa 查表2-3，取条料抗剪强
6、度：tb=Lttb则有：F。=270.043300243.0KN F=1.3Lttb=1.3270.043300315.9KN 由于采用弹性卸料装置和下出料方式，查表2-6有：K卸=0.035,K推=0.045, K顶=0.05. 故： F卸=K卸F=0.035315.911.06KN F顶=K顶F=0.05315.9=15.8KN 查表2-40，根据材料厚度取凹模入口直壁h=12mm,n =ht=12/3=4 F推nK推F40.045315.956.86KN F总FF卸F推315.9+11.06+56.86383.82KN 从而总的冲压力： 根据总的冲压力，选择压力机型号为J23-40(开式
7、双柱可倾式压力机)，主要技术参数如下： 标称压力 400KN 滑块行程 100mm 行程次数 80次/min 最大闭合高度 300mm 闭合高度调节量 80mm 滑块中心到机身距离 300mm 工作台尺寸 前后520mm 左右 870mm 工作台孔尺寸 150mm 模柄孔尺寸 直径50mm 深度70mm 电动机功率 4KW 压力中心计算 由于零件为简单对称件，所以零件的压力中心就是零件的几何中心。 模具零部件结构的确定 4 冲压模具设计说明书 1.凹模设计 查简明冲压设计手册式2.16和2.17可得： 凹模高度H=Kh 凹模壁厚C=(1.5-2)H其中凹模刃口最大宽度h=64mm,由表2.41
8、查得 K=0.35 所以： H=Kh=0.3564=22.4mm C=(1.52)H=33.644.8，取C=40mm 由于工件形状为圆形，故选用圆凹模 凹模直径 D=h+2C=64+240=144mm /h=12mm 凹模直壁高度 由以上算的凹模轮廓尺寸DH标准尺寸DH凹模尺寸见下图 =14422.4mm,查有关国家标准JB/T7643.4-94，取=16028 ,凹模材料选用Cr12MoV，热处理淬硬HRC。 2.固定板 (1) 凸模固定板： 凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致，厚度根据标准件要求，选择20mm，选取板的规格为 DH=16020 (2) 凸凹模固定板： 凸凹模固定板的
9、外形尺寸与垫板的外形尺寸一致，厚度根据标准件要求，选择25mm， 选取板的规格为 DH=16025 3.垫板的设计 5 冲压模具设计说明书 垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块翠英磨平的垫板。 凸模垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度取8mm，选取规格f1608 凸凹模垫板的外形尺寸与凸凹模固定板相同，厚度取10mm，选取规格f16010 4.卸料板的设计 用卸料板卸料，卸料板的平面外形与凸凹模板相同，取其厚度为18mm,即DH=16018, 卸料板材料为45号钢。 5.凸模设计 (1)冲孔凸模采用B型圆凸模，凸模长度 冲模材料选用普通碳素
10、工具钢，热处理淬硬HRC，t=1000-1600MP。 凸模刃口基本尺寸见下图。 L=L固+L凹=20+28=48mm(2)凸模强度校核： a承压应力校验 冲裁时凸模承受的压应力不超过t凸模材料强度允许的压应力t，对于圆形凸模mind4t t 则 dttsst4t t=43003=3.6mm1000故d = 22.098mm满足要求 b.弯曲应力校核： 凸模不发生失稳弯曲的最大长度为LmaxpEJ4nF2，对于圆形凸模6 冲压模具设计说明书 d22.098270=270=194.04mm LmaxF315900故L=48mm满足要求 6.卸料装置中弹性元件的计算 模具采用弹性卸料装置，弹性元件
11、选用橡胶，其尺寸计算如下： 22确定橡胶的横截面积A x 查得矩形橡胶在预压缩量为10%-15%时的单位压力是0.5Mp, 所以 A=F/pA=F卸/p=11060/0.5=22120mm2 22由于能够加橡胶的极限面积为=16880.64mm22120mm要加两层橡胶 2 2，所以确定橡胶的平面尺寸 根据零件的形状特点，选择圆形橡胶。由于要布置固定螺钉和销钉，所以采用6块圆形橡胶分别安装在螺钉与销钉中间则： 设橡胶直径为D： pD4212=A/2 计算得，D=34.26mm,取D=40mm 确定橡胶的自由高度H H=L0.250.30 L是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1+2=6
12、mm 故H24mm 又0.5HD1.5，H=2060mm，取H=25mm 计算橡胶装模高度H0 橡胶垫的预压缩量为15%，则橡胶的装模高度约0.85252选用的橡胶规格合理, 装模高度=42.5mm,所以H0取43mm，工作高度H=43-t-1=39mm. 7.凸凹模设计 7 冲压模具设计说明书 凸凹模的壁厚18mm，查表2-51最小壁厚=(2.02.5）t = 67.5,所以满足最小壁厚要求。 凸凹模高度H=尺寸见下图。 h卸+h橡+h固=18+43+25=86 , 具体各部分8.选择紧固件和定位零件 螺钉规格的选用：根据标准GB699选取材料为45号钢，热处理硬度值为HRC35-40，卸料
13、螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉，卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。 活动挡料销：在卸料板上固定了2个导料销，用于条料送进的定位。 9选择模架及其它安装零件 根据GB/T 2861.5-90, 由凹模周界F160及安装要求，选取凹模周界： LB=200200 上模座：25020045 下模座25020050 导柱 F32190 导套 F3211543。 10.模柄的设计： 由压力机型号 JG23-40，可查的模柄孔的直径为50mm，深度为70mm。即选模柄B50105JB/T7646.1。 参考文献 1、郝滨海主编 模具设计及CAD 化学工业出版社 2、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社 3、付宏生主编 模具识图与制图 化学工业出版社 8 冲压模具设计说明书 4、廖希亮 邵淑玲主编 机械制图 山东科学技术出版社 5、李奇涵主编 冲压成型工艺与模具设计 科学出版社 6、山东大学机械学院编著 机械设计常用标准 7、丁松聚主编 冷冲模设计 机械工业出版社 9
