模具设计与制造课程设计.doc

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模具设计课程设计

设计计算说明书

设计题目：

垫圈的冲裁模具设计

设计者：

XXXX

学号：

XXXXXX0

专业班级：

机械XXX班

指导教师：

XXXXXXX

完成日期：

2015年6月14日

XXXXXXXXX

目录

一、零件图及要求 1

二、冲裁件工艺性分析 2

三、冲压工艺方案设计 2

四、排样设计 2

1．计算条料宽度和送进距离 2

2．计算材料利用率 3

五、计算压力中心 3

六、计算工序力，初选压力机 3

1．计算冲裁力 3

2．计算推件力 4

3．计算冲裁工序力 4

4．初选压力机 4

七、冲模零部件的选用、设计和计算 4

1．计算凸、凹模刃口尺寸 4

2．初定各主要零件外形尺寸 5

八、设计总结 7

九、参考资料 8

一、零件图及要求

零件名称：

垫圈（图1）。

生产批量：

大批量。

材料：

Q235。

厚度：

t=1.5mm。

设计该零件的冲裁模，并绘制模具装配图。

图纸要求：

A1图纸，CAD打印。

二、冲裁件工艺性分析

冲裁件材料为Q235钢板，普通碳素钢，属于低碳钢，具有良好的冲压性能；冲裁件形状简单、对称，由圆弧和直线组成，符合冲裁件的工艺要求。

零件图中标注的外形尺寸公差等级在IT12-IT14，在冲裁件的经济精度范围内。

综上所述，该零件的所有形状都可以通过冲裁加工得到保证。

三、冲压工艺方案设计

由以上分析可知，冲裁件具有尺寸精度不高，形状轮廓较小，生产批量大，板料厚度较低等特点，所以采用工序集中的工艺方案。

查表2-18可得凸凹模最小壁厚c=1.2t=1.8mm,考虑到经济因素，可以采用简单模结构。

综上所述，模具结构形式采用导正销定位，刚性卸料，自然漏料方式的简单冲裁模。

设计一个工位，直接完成外轮廓的落料工序。

四、排样设计

1．计算条料宽度和送进距离

采用单排排样，如图2所示。

首先确定搭边值。

查表2-10，按矩形形状和板料厚度值，取工件搭边值，侧边搭边值按圆形取a=1.8mm。

因此送料步距为：

采用手动保持条料紧贴单侧导料板送料，则条料宽度按式（2-4）计算，查表2-11，取Δ=0.5mm,=0.2mm。

最终确定的工件间搭边值、侧边搭边值、条料宽度如图3所示。

2．计算材料利用率

选用2.5mm×1000mm×1500mm的钢板。

裁成宽23.4mm，长1000mm的条料，则每张板所出零件数为：

裁成宽23.4mm，长1500mm的条料，则每张板所出零件数为：

由计算可知，板料采用第二种裁切方法比较经济。

板料利用率为：

式中，S——冲裁制件面积（）。

五、计算压力中心

如图3所示，建立坐标系。

压力中心为图形几何中心。

六、计算工序力，初选压力机

1．计算冲裁力

由式（2-16）计算冲裁外形的落料力为：

采用简单模冲裁法，则冲裁力就为

2．计算推件力

查表2-15，得。

取n=3,由式（2-19）可得

3．计算冲裁工序力

由式（2-21）得

4．初选压力机

压力机的公称压力应大于冲裁工序力，即75.9kN，查表1-5，初选开式双柱可倾式压力机，型号为J23-16。

七、冲模零部件的选用、设计和计算

1．计算凸、凹模刃口尺寸

1）查表2-12，确定冲裁模间隙为，。

2）计算落料刃口尺寸。

采用配制加工刃口尺寸以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸进行配制，保证最小间隙为0.15mm。

未注尺寸公差等级取经济精度IT14，查标准公差数值表（GB/T1800.1-2009），得到、；进行偏差转换；。

查表2-14，由于工件四角均为圆弧，因此按圆形工件，、、、取尺寸磨损系数为x=0.5。

落料刃口尺寸均为A类尺寸，取，按式（2-13）计算得：

2．初定各主要零件外形尺寸

1）凹模外形尺寸的确定。

查表2-17，依据，取K=1.25。

根据式（2-15）计算得：

根据式（2-32），凹模横向壁厚：

;纵向壁厚：

;

凹模宽度B的确定：

凹模长度L的确定：

查冲模矩形凹模板标准（JB/T7643.1-2008），确定凹模外形尺寸为125mm100mm28mm。

2）凸模固定板、刚性卸料板、导料板、垫板等厚度尺寸的确定。

根据式（2-37）初算固定板的厚度：

。

取外形尺寸与凹模尺寸相同，查矩形固定板标准（JB/T7643.2-2008）,取固定板厚度。

查表2-19得，卸料板厚度。

导料板的厚度要大于挡料销顶端高度与条料厚度之和，并有2-8mm的空隙。

导料板大致的外形尺寸近似为125mm38mm，查冲模导料板标准（JB/T7643.5-2008）,取。

根据凹模外形尺寸，查矩形垫板标准（JB/T7643.3-2008）,取垫板厚度为：

。

3）凸模长度尺寸的确定。

模具闭合状态时，凸模固定板和刚性卸料板之间的距离、凸模的修磨量、凸模进入凹模的距离，一般在15mm-20mm之间取值，此处取A=20mm。

根据式（2-29），得凸模长度：

4）上、下模座的计算。

根据式（2-35）计算得下模座厚度：

根据式（2-36）计算得上模座厚度：

5）标准模架的选取。

依据已经算出来的各板的厚度，估算模具闭合高度值为：

由于模具要求导向平稳，故选用对角导柱模架。

根据凹模周界尺寸125mm100mm及初算闭合高度，查冲模导板导向模架标准（GB/T2851-2008）,选取模架规格为：

导板导向模架对角导柱125100140-165IGB/T2851——2008

并由此确定上、下模座及导板规格为：

上模座12510030GB/T2855.1——2008

下模座12510035GB/T2855.2——2008

经查表1-5，初选的压力机J23-16的最大装模高度、工作台尺寸、均能够满足模具的安装和使用要求。

八、设计总结

九、参考资料

[1]田光辉.林红旗主编.模具设计与制造.第2版.北京：

北京大学出版社.2015

[2]何铭新.钱可强.徐祖茂主编.机械制图.第6版.北京：

高等教育出版社.2012

[3]刘美华.张秀娟主编.互换性与测量技术.第1版.武汉：

华中科技大学出版社.2013

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