齿轮螺栓垫片冲压模具设计说明书.doc

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本人有全套的三维图和二维总装配图和零件图需要的朋友请联系QQ：

624407952

设计：

XX

指导老师：

XX

2011-7-7

技术要求材料：

A3钢料厚：

t=1mm大批量生产

一、冲裁件工艺分析

1、材料：

A3为碳素结构钢，具有较好的机械性能，强度较好，比较适宜冲裁加工。

2、零件结构：

零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。

零件中有两圆孔，孔的最小尺寸为11mm，满足冲裁最小孔径≥mm的要求。

另外，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为4.5mm，满足冲裁件最小孔边距≥mm的要求。

所以该零件的结构满足冲裁的要求

3、尺寸精度：

零件图上所有尺寸未标注属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

查公差表得各尺寸公差为：

a、零件外形：

720-0.74mm170-0.43mm270-0.52mmΦ200-0.52mmR10-0.25mmR1.50-0.25mmR2.50-0.25mm50-0.3mm

b、孔内形：

Φ110+0.43mm

c、孔心距：

40±0.31mm

结论：

适合冲裁。

二、确定冲压工艺方案

齿轮螺栓垫片所需冲压工序为落料，冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案

方案1：

先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。

方案2：

落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。

方案3：

冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产

分析：

方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。

方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。

方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差，且不易保证冲压件的形位精度。

所以，比较三个方案欲采用复合模生产，即采用方案二。

因为制件材质较软且板料较薄，宜采用正装式复合模加工。

三、模具设计计算

1、计算冲压力

采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模，冲压力为冲裁力，卸料力和顶件力的总和。

a、冲裁力

根据冲裁力的计算公式:

F=Lt

查表取=410Mpa，L=185.2789+2×11×3.14=254.36mm

F==254.36×1×410=104287.6

b、卸料力

卸料力的公式计算：

FX=KXF

查表，取KX=0.045，得

FX=0.045×104287.6=4692.94N

c、顶件力

顶件力的计算公式：

FD=kDF

查表，取KD=0.06，FD=0.06×104287.6=6257.256N

d、总冲压力

FZ=F+FX+FD=104287.6+4692.94+6257.256=115237.796N

e、初选压力机

根据总压力FZ选择压力机的标称压力，因为115237.796N=115KN＜250KN×80%,所以初选J23-25型开式压力机。

二、确定压力中心

工件图形左右对称，故压力中心在A-A线上，

=（140.28X17+19.4X3.6X2+19.4X17.2）/（140.28+19.4X4）=14.6mm

三、排样设计及材料利用率分析

（1）排样方法。

有废料排样，因零件为简单的矩形且尺寸较大，并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素，采用直排。

（2）搭边值.查表1-3，得a=1.8mma1=1.5mm

（3）送料步距S.据公式：

S=D+a1=27+1.5=28.5mm

（4）条料宽度。

据公式：

B0-△=（Dmax+2a+Z）0-△=（72+2×1.8+0.5）0-0.5=76.10-0.5（mm）

（5）板料规格。

选用2000X1250X1

（6）条料长度。

L=1250mm

（7）每张板料可剪裁的条数。

2000/75.5=26条，余37mm

（8）每条条料可冲裁的零件数。

N1=1250/28.5=43

（9）每张板料可冲裁的零件数。

44×26=1144

（10）一条条料的材料利用率。

η=/×100﹪=43×1280.1298/（76.1×1250）×100﹪=58﹪

四、刃口尺寸计算

（1）确定冲裁间隙。

材料厚度t=1mm，查表1-20取Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm，则△Z=Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm

（2）根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用配合加工法

冲裁性质

工件尺寸

计算公式

凹模尺寸

凸模尺寸

第一类尺寸：

磨损后增大的尺寸A

=（

凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值

第二类尺寸：

磨损后减小的尺寸B

Φ110+0.43mm

=（

凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面合理间隙值

凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值

第三类尺寸：

磨损后不变尺寸C

40±0.31mm

40

五、模具主要零部件的设计与选用

1、凹模外形尺寸的计算，确定模具典型组合

（1）确定凹模外形尺寸。

查表得k=0.22,则

凹模厚HH=kl=0.22×72=15.84（mm）

凹模宽度BB=b+2c=b+（3～4）H=27+3.5×15.84=82.44（mm）

凹模长度LL=l+2c=l+（3～4）H=72+3.5×15.84=127.44（mm）

将计算出的尺寸套国家标准JB/T7643.1-2008,最终确定其外形尺寸为:

160mm×100mm×18mm。

（2）判断送料方向.由排样图只平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸，所以为横向送料。

（3）选择典型组合。

采用弹性卸料、横向送料，且凹模外形尺寸为160mm×100mm×18mm，故选择典型组合为：

160X100X160～190GB/T2851-2008

2、凹模设计

（1）型孔位置。

从排样图上被冲切的位置获得。

（2）型孔尺寸。

由刃口尺寸计算获得。

（3）刃口形式。

采用直壁式，直壁高度查表取10mm

（4）螺孔、销孔。

各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准中查得。

（5）材料及技术要求。

材料选用T8A，热处理硬度60～64HRC。

各表面的粗糙度如图所示

（6）凹模零件图。

由设计结果绘制成凹模零件图，如图

3、冲孔凸模设计

（1）凸模的结构形式。

查标准ISO8021：

:

1986得。

采用固定板压入式固定

（2）凸模工作部分尺寸。

由刃口尺寸计算获得。

（3）凸模长度的计算。

得凸模固定板h1=12mm,垫快h2=20mm,凹模h3=18mm，故凸模长度为：

L=h1+h2+h3=12+20+18=50mm

4、凸凹模设计

（1）凸凹模的结构形式。

采用阶梯式，形状从排样图上被冲切位置获得。

固定方法：

采用固定板固定法.

（2）凹凸模工作部分尺寸。

由刃口尺寸计算获得

（3）凸凹模长度计算。

得固定板配合段h1=12mm。

，橡胶h2=30mm，卸料板h3=12mm，L=h1+h2+h3=54mm

（4）凸凹模零件图如图：

5、定距零件得设计

（1）定距方式的选择。

选择采用固定挡料销。

（2）结构形式及规格。

查标准JB/7649.10-1994及其尺寸

6、导料板的设计

（1）导料板的总长和厚度等均可以从标准JB/T7648.5-1994查得.

（2）导料板的间距。

A=B+Z=Dmax+2a+2Z=76.6（mm）

（3）导料板的宽度。

因垂直于送料方向的压力中心与凹模几何中心重合，则两边导料板的宽度相等。

B=（160-76.6）/2=41.7（mm）

7、卸料装置的选择

（1）卸料装置的选择

①卸料类型的选择。

选用弹性卸料方式。

（2）卸料螺钉的选择。

由典型组合标准JB/T7650.6-1994选得圆柱头内六角卸料螺钉

（3）卸料板的设计

①卸料板与凸模的间隙取单边值0.1mm。

②卸料板厚度一般为凹模厚度的0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12

③卸料板的结构尺寸由标准查的

④卸料板的材料由表查的用45号钢。

⑤卸料板的螺孔的孔径、孔距均可查典型组合标准

⑥卸料板的零件图

由以上的分析、计算得卸料板如图（4）弹性元件的选用

①弹性元件类型的选择。

采用圆筒形聚氨酯弹性体

②弹性体的数量、形状和尺寸。

数量是4个，形状尺寸由标准GB/T7650.9-1995查得。

③弹性体的弹力校核。

单个弹性体要承受的卸料力：

FX=4692.94/4=1173.235N

弹性体安装高度30mm，压缩量为30%时的工作负荷为2980N，满足卸料力的要求。

（5）推件装置的选择

①推件类型的选择。

选用刚性推件方式。

②打杆。

查标准GB2867.1得A14×120

③推板。

选用A型推板，查标准JB/T7650.4-1994

④推杆。

查标准JB/T7650.3-1994

8、模架的选择

（1）模架类型的选择。

因冲裁件尺寸不大，精度也不高，为了送料及操作方便，选用后侧导柱的模架。

（2）模架规格。

分别由GB/T2855.5-1990和GB/T2855.6-1990查的：

上模座160X100X40，下模座：

160X100X50

（3）导柱、导套规格。

分别由标准GB/T2861.2-1990和GB/T2861.7-1990查的。

9、连接与固定零件的设计

（1）模柄

①模柄形式。

选用B型旋入式的模柄。

②模柄规格。

因选用J23-25型开式压力机的模柄孔尺寸为50X70，故查标准JB/T7646.2-1994得模柄规格为B50X91.Q235

（2）垫板

①上、下垫板的外形尺寸均由典型组合标准GB/T7643.3-1994查的，为160X100X8.

②上、下垫板得螺钉过孔的直径均比螺钉的直径大1mm左右。

③上、下垫板的材料均选用45号钢

④上垫板结构如图：

⑤下垫板结构如图：

（3）冲孔凸模固定板

①冲孔凸模固定板厚度一般为凹模厚度的0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12

②孔型位置应与凹模型孔位置一致，与凸模为H7/h6配合。

③冲孔凸模固定板的螺纹孔、销钉的孔径、孔距。

均可查典型组合标准

④材料选用Q235

⑤冲孔凸模固定板如图。

（4）凸凹模固定板

①凸凹模固定板厚度一般为凹模厚度的0.6～0.8倍，平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸，得160X100X12

②孔型位置应与凹模型孔位置一致，与凸凹模为H7/h6配合。

③凸凹模固定板的螺纹孔、销钉的孔径、孔距。

均可查典型组合标准

④材料选Q235.

⑤凸凹模固定板零件图。

10.冲压工艺规程卡

（厂名）

冷冲压工艺卡

产品型号

零部件名称

齿轮螺栓垫片

产品名称

齿轮螺栓垫片