圆形垫片冲压课程设计说明书.doc

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冲压模具设计说明书

（一）设计任务：

工件为垫圈，材料为Q235钢，精度要求为IT11~IT12，尺寸如下图所示，设计一套冲压模具，大批量生产。

（二）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IT11~IT12，取精度为IT11，模具按精度IT7~IT8计算，普通冲裁即可满足图样要求。

　　　由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。

（三）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。

（四）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。

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。

（五）零件工艺计算

1、排样设计与计算

（1）、分析零件形状，并考虑到定位方便，采用单行直排；

（2）、.搭边值确定：

查表2-9得，a=3mmb=2.5

（3）、条料宽度和导板间距的计算：

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

其中，a=3mm,查表2-13得，导料版与条料间的最小间隙，查表2-12可得，条料宽度偏差，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（IT11~IT12），且为大批量生产，对模具寿命要求较高，宜采用中等间隙（Ⅱ类）

查表2-3（金属材料冲裁间隙比值）得：

故取　

　　　∴　

（1）落料件尺寸的基本计算公式为：

查表2-5得：

系数x=0.75，=0.19

故

（2）冲孔件尺寸的基本计算公式为：

查表2-5得：

系数x=0.75，=0.13

故

3、设计冲压力和压力中心，初选压力机

零件周长：

材料厚度：

查表2-3，取条料抗剪强度：

则有：

由于采用弹性卸料装置和下出料方式，查表2-6有：

=0.035,=0.045,=0.05.故：

查表2-40，根据材料厚度取凹模入口直壁h=12mm,

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。

（六）模具零部件结构的确定

1.凹模设计

查《简明冲压设计手册》式2.16和2.17可得：

凹模高度凹模壁厚

其中凹模刃口最大宽度h=64mm,由表2.41查得K=0.35所以：

C=（1.5~2）H=33.6~44.8，取C=40mm

由于工件形状为圆形，故选用圆凹模

凹模直径

凹模直壁高度

由以上算的凹模轮廓尺寸,查有关国家标准JB/T7643.4-94，取标准尺寸,凹模材料选用Cr12MoV，热处理淬硬（58-62）HRC。

凹模尺寸见下图

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

（2）凸凹模固定板：

凸凹模固定板的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

3.垫板的设计

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

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

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,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工具钢，热处理淬硬（58-62）HRC，[σt]=1000-1600MP。

凸模刃口基本尺寸见下图。

（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σt凸模材料强度允许的压应力[σt]，对于圆形凸模则

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，对于圆形凸模

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，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：

（1）确定橡胶的横截面积A

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

由于能够加橡胶的极限面积为Π×（802-322）=16880.64mm2＜22120mm2，所以要加两层橡胶

（2）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：

计算得，D=34.26mm,取D=40mm

（3）确定橡胶的自由高度

L是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1+2=6mm

故≥24mm又∵，H=20~60mm，取H=25mm

（4）计算橡胶装模高度

橡胶垫的预压缩量为15%，则橡胶的装模高度约,所以选用的橡胶规格合理,装模高度取43mm，工作高度H=43-t-1=39mm.

7.凸凹模设计

凸凹模的壁厚18mm，查表2-51最小壁厚=（2.0~2.5）t=6~7.5,所以满足最小壁厚要求。

凸凹模高度H=,具体各部分尺寸见下图。

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/T2861.5-90,由凹模周界及安装要求，选取凹模周界：

上模座：

下模座

导柱导套。

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B50×105JB/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

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

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