垫圈落料拉深冲孔复合模设计文档格式.docx
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设计题目：
垫圈落料、拉深、冲孔复合模设计
设计任务：
垫圈零件图如下所示。
材料：
LY12M-δ1；
毛料为Φ65,LY12的物理抗拉强度470MPa，0.2%屈服强度325MPa
一、工艺性分析
该垫圈形状尺寸如上图所示，公差未给出，所用的材料为硬铝（LY12M），毛料厚度为1mm，且该零件为旋转体；
由于h/d较小，拉深工艺性较好；
工艺方案有两种：
第一种第二种
两种工艺分析如下：
第一种工艺线路为落料、拉深、冲孔、切边，线路简单明了；
第二种工艺线路为落料、切边、拉深、冲孔，这种工艺采纳逆向成形的思维方式，把成形件展开，只是由于切边尺寸很小，致使拉深时容易变形，故此方案不予采纳。
初步的工艺线路定位：
落料，拉深，冲孔，切边。
二、工艺计算：
1、毛坯尺寸计算（单位mm）
零件弯边处经计算为1/4圆环，该面积为;
底面的面积;
其中r=2，d=54，R=27；
总面积S=+=2846.60;
故毛坯直径为D==60.20;
为了便于拉伸取D=65
2、拉深部分相关计算
确信是不是需要修边余量
由于坯料的各向异性和模具间隙不均匀等因素阻碍，拉深后工件的边缘不整齐，乃至显现突耳需在拉深后进行修边，因此在计算坯料直径时需要先确信是不是需要修边余量。
由于其工作相对高度h/d=3/60=0.05<
0.5,
查相关文献知此零件毛坯拉深时无需修边余量。
确信是不是需要压边圈
依照坯料相对厚度t/D×
100=1/60×
100=1.7；
查《冲压工艺与模具设计》153页表7-1知，可用可不用压边圈，故不用压边圈。
确信拉深次数
由于拉深件的高度与其直径的比值不同，有的拉伸件用一次拉深即可制成，而有的高度大的拉深件，那么需要多次拉深才能制成。
依照制件直径d和板料直径D算出
总拉深系数=60/65=0.92；
再依照板料的相对厚度t/D=1.7,查《冲压工艺与模具设计》表7-9（无压边圈情形），取=0.60；
因为>
，说明该制件可一次拉深成形。
第一次拉深凹凸模圆角半径
凹模：
凸模：
=2>
=2t=2
3、排样方案确信：
冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式，称为排样。
该工件排样依照落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采纳单排排样设计。
排样图如下所示：
搭边值的确信
查《飞机钣金工艺》P88，表3-17，依照板料厚度δ=1
得a=0.8；
条料宽度的确信
选取无侧压装置条料宽度=[D+2（+Δ）+；
查《飞机钣金工艺》P89，表3-18知，Δ=0.5，=0.1；
故=；
L=D+a=65+0.8=65.8；
裁板方式
板料规格选取1mm1000mm2000mm；
为了方便起见，采纳横裁方式
故可裁2000/68.1=,取为29；
每条板材可落料（1000-0.8）/65.8=15.2，取为15；
冲裁单件材料的利用率计算：
4、计算工序压力：
、落料力的计算：
凸模凹模刃口磨损，模具间隙波动，材料力学性能转变及材料厚度误差而增加的平安系数。
—落料力（N）；
L—工件外轮廓周长L=；
t—材料厚度t=1mm；
—材料抗剪强度（MPa）由书（见冲模具设计应用实例一书）附录查得=130Mpa;
落料力：
、卸料力的计算：
—卸料力因数，由表2-15（见冲模具设计应用实例一书）查得=0.06
、冲孔力的计算：
L—工件内轮廓周长
L=×
mm
=1.3×
×
1×
KN
、推件力的计算：
—推件力因数
由表2—15（见冲模具设计应用实例一书）
查得
n—卡在凹模内的工件数，n=2
=2×
0.05×
拉深力的计算：
旋转体，无压边圈拉深：
;
D—毛坯直径；
d—拉深直径；
t—板料厚度；
—板料抗拉强度；
因此F=
总冲压力的计算：
故总的冲压力为
=+24++2.4
=KN
五、计算压力中心
计算压力中心的目的是使模柄轴线和压力机滑块的中心线重合，幸免滑块受偏心载荷的阻碍而致使滑块轨道和模具的不正常磨损，降低模具寿命乃至损坏模具。
从模具的形状能够看出，该垫圈主若是以回转体为结构，最后再切边，故切边前模具的压力中心就在圆心部份，即无需再来计算。
六、初选压力机
由于总冲压力为99.52KN，查伍先明《冲压模具设计指导》表6.2-1，选取型号为J23-10，
公称压力为100KN，
滑块行程为45mm，
滑块行程次数为145/min，
最大封锁高度180mm，
封锁高度调剂量35mm，
滑块中心至床身距离130mm，
立柱间距180mm，
工作台尺寸（前后240mm、左右370），
工作台孔尺寸（前后130mm，左右200，直径170mm），
垫板尺寸厚度35mm，
模柄孔尺寸（直径30mm，深度55mm），
床身最大可倾角35°
。
7、要紧工作部份尺寸计算：
对工件未注公差可按IT14计算。
查《冲压工艺与模具设计》表3-2知落料与冲孔模刃口间隙mm，mm
一、落料刃口尺寸计算：
的凸凹模的制造公差由表1-2—18（模具设计与制造）查得，。
由于，故采纳凸模与凹模配合加工方式，因数由表2—13（模具设计与制造）查得X=0.5，那么：
二、冲孔刃口尺寸计算：
的凸凹模的制造公差由表2—12（见冲模具设计应用实例一书）查得，.
由于，故采纳凸模与凹模配合加工方式，，那么：
；
3、拉深模计算
模具间隙（不带压边圈）为Z==1；
；
拉深尺寸为;
凹凸模制造公差；
以凹模为基准：
通气孔选取：
《冲压工艺与模具设计》表7-19
凸模直径/mm
～50
>
50～100
100～200
200
通气孔直径/mm
5
8
由于凸模直径在30-50之间，应选取5mm的通气孔（假设为空心螺杆落下废料没必要另开通气孔）。
7
三、模具的整体设计：
该工件的模具结构要紧由上下模座、落料凹模、落料拉深凸凹模、拉深冲孔凸凹模、冲孔凸模、固定卸料版、凸凹模固定板等零件组成。
一、上、下模板：
模座的外形尺寸数据依照凹模周界尺寸和安装要求确信。
关于圆形模座，其直径应比凹模板直径大3070mm；
模座的厚度一样取凹1.5倍，考虑受力情形，上模座厚度可比下模座厚度小510mm。
依照要紧工作部份尺寸、结构和弹性元件的尺寸，参照
，
可选取级精度的后侧导柱模架（GB/T2851.3—1990）.即：
上模座：
160×
125×
25mmHT200
下模座：
30mmHT200
下模座轮廓尺寸：
L=B=130mm；
S=130mm；
R=35mm；
A1=85mm；
A2=150mm
导柱导套标准表
导柱：
25；
导套：
38；
导柱、导套的渗碳深度为0.8-1.2mm,硬度为HRC58-62。
2、落料凹模：
凹模厚度：
（）;
凹模壁厚：
其中b—凹模刃口最大尺寸；
K—系数，考虑凹模厚度的阻碍，见下表（s为刃口与刃口的距离）
凹模厚度系数k
H=0.3064.66=19.3，故H取20；
、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸：
L=2d，选螺栓为M6的内六角螺栓，L=2X6=12mm，从整体角度动身，取：
L=10mm，
、销孔中心到凹模板外缘的尺寸，查表2-19（见冲压工艺与模具设计一书）取L=10mm.
、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸：
，取mm。
具体的尺寸与结构见以下图：
3、落料拉深凸凹模（落料的凸模、拉深的凹模）：
材料选择为Cr12，热处置硬度为60~64HRC。
厚度：
H=
刃口尺寸在前面已经确信，综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下图：
4、拉深冲孔凸凹模（拉深凸模，冲孔凹模）：
材料选择为Cr12，热处置硬度为60~64HRC。
整体高度为：
直径依照前面的刃口尺寸而定；
因此综合考虑各因素确信其具体结构如下图：
5、垫板与固定板：
垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸参照周界尺寸按国标确信，一样为3～10mm材料为45钢，热处置后硬度为45HRC。
固定板外形与凹模轮廓尺寸大体是一致的，厚度可依照体会公式（0.6～0.8）Hd=（0.6～0.8）×
20；
式中Hd-凹模厚度,材料为Q235。
可参考下表6.2。
即：
固定板厚度为12～16，依照整体要求最后固定板厚度取10。
四、压力机的校核：
1.S为压机的行程S=45mm
H为工件的高度h=1mm
2.模具闭合高度校核：
-压力机最小装模高度
-压力机最大装模高度、
-模具闭合高度
因为：
140mm<
mm<
165mm
因此：
符合要求。
3.工作台尺寸校核：
工作台尺寸：
130X200mm>
模座尺寸：
125X165mm
因此:
符合要求.
综上所述压力符合要求.
五：
设计体会
在教师的指导下，这次模具设计顺利地完成了。
通过本次设计咱们再次把所学的专业知识用于实践当中，能够说本次设计确实是对咱们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的进程；
同时让咱们进一步地把握了简单模具设计的大体流程，知道了如何查阅和运用技术资料。
固然，在那个进程中，咱们碰到的困难和挫折也是很多的，要紧来源于咱们的专业知识还不够，实践体会还不足等等。
可是咱们能够把本次设计作为咱们新的起点，增强专业的学习，增强实践，不断地去丰硕体会。
六：
参考资料
1、阎其凤，《模具设计与制造》，机械工业出版社
2、牟林胡建华，《冲压工艺与模具设计》，北京大学出版社
3、刘朝福《冲压模具典型结构图册与动画演示》，化学工业出版社
4、肖祥芷《模具工程大典》，电子工业出版社
5、
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