垫圈冲压模设计要点.docx
《垫圈冲压模设计要点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《垫圈冲压模设计要点.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
垫圈冲压模设计要点
湖南涉外经济学院
课程设计报告
课程名称：
Q235圆形垫圈级进冲压模设计
报告题目：
学生姓名：
所在学院：
专业班级：
学生学号：
指导教师：
2012年06月25日
（一）冲裁件工艺分析…………….………………………………..2
（二）确定工艺方案及模具结构形式…………………….……….2
（三）模具设计计算……………………………………….……….3
1、排样、计算条料宽度及确定步距………………………3
2、材料的利用率
……………………………………..…..4
3、冲压力与压力中心计算…………………………………4
4、冲床选用…………………………………………………5
（四）冲模刃口尺寸及公差的计算………………………….…….6
（五）冲裁模主要零部件的结构设计……………………………..7
1、凹模的结构尺寸设计……………………………………7
2、凸模固定板的确定………………………………………9
3、凸模的结构尺寸确定……………………………………9
4、导料板的确定…………………………………………...10
5、卸料装置的确定………………………………………...11
6、模柄的选用…………………………………………….11
7、冲模闭合高度计算……………………………………...12
8、垫板的结构…………………………………………...…13
（六）模架选用…………………………………………………....13
（七）模架基本加工……………………………………...……….13
如图1所示零件：
屏蔽板生产批量：
大批量设计该零件的冲压工艺与模具。
图1零件图
一冲裁件工艺分析
1、材料：
Q235钢板，具有良好的可冲压性能。
2、工件结构形状：
有一个φ38mm的圆孔，垫圈大径φ42mm。
3、尺寸精度：
零件图上所有未标注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT13级确定工件尺寸的公差。
经查公差表，各尺寸公差为：
零件内形：
、
。
4、冲孔时，为了保证内外同心度，采用有导向凸模冲孔；
二确定工艺方案及模具结构形式
方案一：
先落料，后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二：
落料-冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案三：
冲孔-落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；
方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且在此垫圈中
mm,凸凹模强度不够，操作也不方便；
方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。
故采用级进模比较合适，并采用侧刃定距。
三模具设计计算
1、排样、计算条料宽度及确定步距
零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，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2所示。
首先查【1】表2-15有关表确定搭边值。
根据t=1mm，两工件间按圆形取搭边值a=0.8mm，为了方便计算，我们取a=1mm,侧边取搭边值a1=1mm，并每边加1mm用来侧刃定距。
算的连续模进料步距为43mm。
条料宽度按相应的公式计算：
B=（D+2a1）=（42+2×1+2）=46mm
图2排样图
2、材料的利用率
查【2】式2-9
得
3、冲压力与压力中心计算：
1）冲孔力:
冲孔查【1】式3-4，F
=KLtτ，查【1】表4-1Q235抗拉强度
，取
，一般K=1.3
F
=1.3Ltτ
=1.3×π×38×1×420
=65.18（KN）
2）落料力：
F
=1.3Ltτ
=1.3×π×42×1×420
=72.04（KN）
3）卸料力F卸=KsF查【1】表3-13，
取0.05
=0.05×（72.04+65.18）
=6.879（KN）
4）推件力F推=nKeFn取4个，K
取0.055
=n×0.055×（72.04+65.18）
=4×0.055×72.04
=30.268（KN）
5）总冲压力F总=F落+F冲+F卸+F推
=65.18+72.04+6.879+30.268
=174.367（KN）
6）压力中心计算
图3
=
4、冲床选用
根据总冲压力F总=156.13KN，查[2]表9-9可知选用开式双柱可倾压力机J23-25。
其工艺参数如下：
标称压力：
250KN
滑块行程次数：
55/次.min-1
滑块行程：
65mm
最大闭合高度：
270mm
密封高度调节量：
55mm
立柱距离：
270mm
滑块中心线至床身距离：
200mm
模柄尺寸:
直径40mm；深度60mm
四冲模刃口尺寸及公差的计算
采用凸凹模分别加工：
查【1】表3-2,t=1mm,Q235的冲裁间隙Zmin=0.1、Zmax=0.14,
1、对于落料
：
=0.02、
=0.03、
=0.5查【1】表3-15、3-16,
+
=0.02+0.03=0.05>
=0.04
根据【1】式3-18、3-19得：
、
mm
mm
2、对于冲孔
：
=0.02、
=0.03、
=0.75查【1】表3-15、3-16,
+
=0.02+0.03=0.05>
=0.04
根据【1】式3-18、3-19得：
3、对于侧刃定距采用配合加工法计算（计算出凸模尺寸及制造公差，凹模由凸模的实际尺寸按间隙要求配制）：
对于
=0.75，对于
=0.5查【1】表3-15,
是B类尺寸，根据【1】式3-21得：
凹模基本尺寸与凸模相同，分别为43.125,6.01.不必注公差，以0.1-0.4mm间隙与侧刃凸模配制。
五冲裁模主要零部件的结构设计
1、凹模的结构尺寸设计
凹模的外形尺寸一般有矩形和圆形两种。
凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度和刚度。
凹模的厚度还应考虑修磨量。
凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲材件的最大外形尺寸来确定的。
该凹模的外形为矩形。
凹模厚度H=Kb（≥15mm）
凹模壁厚c=（1.5～2）H（≥30～40mm）
式中：
b—冲裁件的最大外形尺寸；
K—系数，考虑板料厚度的影响。
查表：
表4－3系数K值
b/mm
料厚t/mm
0.5
1
2
3
50
0.3
0.35
0.42
0.5
K取0.4mm
H=KB（≥15mm）=0.35×42=14.7H取30mm
c=（1.5～2）H（≥30～40mm）=（1.5～2）×14.7=30～44mm
根据本次需要c取30
凹模一般采用螺钉和销钉固定。
螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置根据凹模的大小，在标准的典型组合中查得。
位置可根据结构需要作适当调整。
螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，满足机械设计的要求。
凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上、下平面应保持平行。
型孔的表面有表面粗糙度的要求Ra＝0.8～0.4μm。
凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。
选用Cr12为凹模材料。
凹模洞口的类型
凹模洞口类型如图所示为直筒式刃口凹模。
因为其制造方后工作部分尺寸不变。
本模具即使用此类型。
凹模制造方便，刃口强度高，便于刃磨。
如图5
图5
2、凸模固定板的确定
凸模固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样，一般选择0.6～0.8倍的凹模厚度确定，也可以通过标准查得，基本与凹模外形尺寸相当。
这里取0.8倍，H凸=0.8×30=24mm.取25mm；材料可选用Q235或45钢，本此选45钢。
垫板的作用是承受凸模或凹模的轴向压力,防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑,影响模具正常工作。
3、凸模的结构尺寸确定
凸模的外形尺寸有凹模配做。
凸模的长度L=H1＋H2＋H3＋h
式中：
H1—为凸模固定板的厚度
H2—为导板的厚度
H3—为导料板的厚度
h—为附加的长度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5～1mm），凸模固定板与导板的安全距离等。
一般取10～20.
L=25+10+6+15+1=57mm
选用Cr12为凸模材料。
大小凸模均采用GB2863.2-81.如下图6
图6
4、导料板的确定
为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出外形完整的合格零件，模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。
正确位置是依靠定位零件来保证的。
由于毛坯形式和模具结构的不同，所以定位零件的总类很多。
设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。
定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料等。
本模具依靠导料板保证条料的正确送进。
其材料为45钢，热处理硬度在36～40HRC，导料板的间距应等于条料的最大宽度加上一定间隙（一般不大雨0.5mm）导料板的高度H视材料的厚t与挡料销的高度h而定，可查【2】表表2-25取得。
材料厚度t/mm
挡料销高度h/mm
导料板高度h/mm
1
3
6
。
5、卸料装置的确定
设计的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，保证下次冲压正常进行。
常用的卸料方式有：
刚性卸料和弹压卸料板。
此次设计选用导板卸料，材料选择为45钢，热处理硬度为32～42HRC。
凸模与导板在冲压过程中始终不脱离配合，导板充当卸料板作用，形状与凹模相似，厚度h=6mm。
6、模柄的选用
模柄选择压入式模柄，大小根据压力机模柄孔来选择。
材料为Q235，可参照GB2862.1-81查【2】表9-41。
选用A40
105。
如图7
图7
7、冲模闭合高度计算
H=h1＋h2＋h3＋h4
式中：
h1为凸模垫板厚度
h2为凸模高度
h3为凹模厚度
h4为导料板厚度
H=6＋51＋30+6=89mm
8、垫板的结构
垫板装在固定板与上模座或下模座之间，它的作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。
垫板的尺寸可在标准中查得。
垫板的材料一般可选45钢，本模具也选择此材料。
六模架的选用
1、模架是由上、下模座，模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成
模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。
模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。
上、下模座之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。
一般模架均已列入标准，设计模具时，应加以正确选用。
根据本次设计的需要选用【2】表9-46后侧导柱窄型模架。
315-100-200
245IGB/T2851.4，上模座315×100×45GB/T2855.5；下模座315×100×55GB/T2855.6，导柱35×160GB/T2681.1；35×405×43导套GB/T2861.6
模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。
此次选用HT200，模架如图8所示：
图8
七模架基本加工
4.1凸模的加工
模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。
因此应有高硬度与适当的韧性。
热处理硬度要达到38～42HRC。
采用磨销加工。
4.2凹模的加工
凹模的加工，采用线切割比较合理，因为工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。
模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。
热处理硬度要稍高于凸模，达到60～64HRC左右。
4.3垫板、凸模固定板、卸料板
且材料要求不是很高，因此采用45号钢，热处理需要达到HRC38-42，在加工方面，只要采用机械加工就可以生产出来，同时，在复杂的地方机械加工与线切割加工同时用上，一般以方便为主。
九参考文献：
【1】冲压工艺及模具设计（第二版）北京大学出版社牟林胡建华等编著
【2】冲压模具课程设计化学工业出版社林承全主编
升级会员 