垫圈冲压模具设计和零word文档Word格式.docx

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随着科学技术的发展，产品的更新换代加快，对产品质量外观不断提出新要求，对模具质量要求也越来越高。

模具的设计、制造工业部门肩负着为相关企业和部门提供产品的重任。

如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。

因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。

金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性，操作的方便性等要求也日益提高。

模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。

因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。

这次课程设计的内容是利用CAD等系列软件设计材料为H62-M的黄铜垫圈冲压模具，说明书有四部分内容，叙述了整个设计的过程。

分析了零件的工艺性，经济性，确定零件的冲压工艺方案及其模具的结构。

然后进行模具零件的设计计算。

计算出零件尺寸后，通过CAD软件做出各个零件的实体，最后完成模具装配。

由于时间比较仓促，有的地方考虑不足，希望老师予以指导。

课程设计任务说明书

实训题目三：

如图1-1所示为垫圈零件冲裁图，材料H62-M铜片，料厚t=1.5mm,大批量生产，试确定冲裁工艺性，设计冲裁模。

图1-1

实训任务：

1、编制工件冲压工艺规程；

2、绘制模具装配总图（A0）；

3、绘制1-2个非标准零件工作简图（图纸幅面自行确定）；

4、制定选定非标准零件的加工工艺规程，编制相应的数控电火花线切割加工程序（格式自选）；

5、编写设计说明书；

6、模具装配、调整；

7、试模。

目录…………………………………………………………………………………1

摘要………………………………………………………………………………….2

前言………………………………………………………………………………….2

一、零件的工艺分析………………………………………………………….........3

二、冲压工艺方案的确定………………………………………………………….3

三、排样方案的确定……………………………………………………………….4

1、排样方法介绍…………………………………………………………………4

2、搭边值的确定…………………………………………………………………4

3、材料利用率……………………………………………………………………4

四、计算工序压力………………………………………………………………….4

五、压力机的初选………………………………………………………………….5

六、冲压模具设计………………………………………………………………….5

1、模具结构类型及结构形式……………………………………………………5

2、定位方式………………………………………………………………………5

3、卸料方式………………………………………………………………………5

七、模具设计计算………………………………………………………….............5

1、计算模具压力中心……………………………………………………………5

2、计算或估算各主要零件外形尺寸……………………………………………6

3、确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分尺寸……………………………....7

4、校核压力机……………………………………………………………………8

结论…………………………………………………………………………………..9

致谢…………………………………………………………………………………..9

参考文献……………………………………………………………………………..9

第1章零件的工艺性分析

1、分析零件的冲压工艺性：

（1）该制件材料为H62-M，它的抗剪切强度有三种形式：

软的，て=260Mpa半硬的て=300Mpa硬的て=420Mpa，取て=420Mpa作为制件的抗剪切强度值，它具有良好的冲压性能。

（2）工件结构：

该制件形状简单，对称。

孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚，故可以考虑用复合冲压工序。

（3）尺寸精度：

该制件所有尺寸都未标注公差，按IT14级确定工件的公差。

一般的冲压均能满足其尺寸精度要求。

经查公差表，各尺寸公差分别为：

22.30-0.53；

60-0.3；

Φ140-0.43；

Φ6.50+0.36

结论：

该制件可以冲裁。

主要设计计算

1、排样方式的确定及计算

（1）确定搭边值，由于材料厚度t=1.5mm,经查冷冲模设计表可知，侧面搭边值a=1.2mm，工件间搭边值a1=1mm（此搭边值为最小搭边值）

（2）计算送料步距A：

经计算求得A=14+a1=15mm

（3）计算料条宽度B：

经计算求得

B0-∆=（Dmax+2a+z）0-∆=（22.3+2∙1.2+0.5）0-0.15=25.20-0.15

圆整后B=260-0.15，侧面搭边值为a=1.85mm

（4）导料板间的距离B0=B+Z=26+0.5=26.5mm

以上式中：

B―条料的宽度，单位mm

Dmax―冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸，单位mm

a―侧搭边值

z―导料板于最宽条料之间的间隙

∆―条料宽度的单向（负向）公差

（5）排样图如下

（6）计算材料的利用率：

一个步距内的材料利用率

η=S∕AB∙100%=173∕15∙26∙100%=44.35%

一张板料的利用率

η1=nS∕LB∙100%

总的材料利用率

η总=nS∕LB1∙100%

n―一张板料上冲裁件的总数目

S―一个冲裁件的实际面积，单位mm2

L―板料长度，单位mm

B―板料宽度，单位mm

查表可知：

可利用900∙1000的板料冲裁制件。

方案一：

可裁34个条料（26∙1000），一个条料可制成n个制件。

n=1000∕15=66.67，取n=66，则η1=66∙173∕26∙1000∙100%=43.9%

η总=66∙34∙173∕900∙1000∙100%=43.1%

方案二：

可裁38个条料（26∙900），一个条料可制成n个制件。

n=900∕15=60，则η1=60∙173∕26∙900∙100%=44.3%

η总=60∙38∙173∕900∙1000∙100%=43.8%

两种方案相比较，取η总较大值，即η总=43.8%确定方案二为此制件的裁剪方案。

2、冲压力的计算

（1）建立压力中心坐标图如下图

2）经计算L周长=61.8；

小圆周长为L1=6.5π=20.4

X0=6.5π∙15∕L周长+6.5π=20.4∙15∕61.8+20.4=306.15∕82.2=3.7y0=0

（3）冲孔力

由F冲=KLtτb

L-冲减周边长度t-材料厚度τb-抗剪强度

K-考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取K=1.3

故F冲=1.3∙20.4∙1.5∙420=16708N

（4）落料力

F落=1.3∙61.8∙1.5∙420=50614N

（5）冲裁力

F=F冲+F落=16708+50614=67322N

F卸=K卸F=0.05∙67322=3366N，K卸=0.05（查表可得）

（7）推件力的计算

F推=nK推F=4∙0.055∙67322=14810N，K推=0.055（查表可得）

其中n=h–1∕t=7–1∕1.5=4

（h查冲模设计表可得

则总的冲压力

F总=F+F卸+F推=85498N

故P=（1.1~1.3）F总=1.1∙85498=94047N=94.047KN

从满足冲压力的要求来看由国家标准初选J23-10压力机

所选择压力机的相关参数

型号

公称压力/kN

滑块行程/mm

最大封闭高度/mm

工作台尺寸/mm

立柱距离/mm

可倾斜角/·

封闭高度调节量/mm

J23-10

100

45

180

300×

450

35

估算凹模尺寸

凹模厚度为

H=√0.1P，P=51760Ｎ

　　　　H=√0.1*51760=17.3mm

凹模长度L的确定

W1=2.1H=36.33mm工件b=22.3mm

L=b+W1=94.96

凹模宽度B的确定

步距S=15.8mm工件=14mmW2=1.5H

B=15.8+14+2*1.5*17.3=81.7mm

根据矩形凹模板查得凹模尺寸为100X80X18

固定板100X80X12

垫板100X80X8

H凸=H凹+H固定板=18+12=30mm

推件器：

H=H凹-3t=18-4.5=13.5mm

卸料板100X80X10

凸凹模：

H=H缷+H固+15=10+12+15=37mm

上模座100X801X30

下模座100X80X35

3、确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分尺寸

该零件为冲孔—落料件，∮6.5的孔由冲孔获得，∮14、22.3、6由落料获得

查表得，2Cmin=0.15，2Cmax=0.19，则

2Cmax-2Cmin=0.19-0.15=0.04mm

由公差表查得，∮6.5为IT14级，△=0.36，取x=0.5；

∮14为IT14级，

△=0.43，取x=0.5

22.3为IT14级，△=0.52，取x=0.5，6为IT14级，△=0.30，取x=0.5

冲孔6.5：

dp=（dmin+x△）=（6.5+0.5*0.36）=6.68

dd=（dp+2Cmin）=（6.68+0.15）=6.83

校核：

∣∣+∣∣≦2Cmax-2Cmin

0.0145<

0.04（满足间隙公差条件）

落料∮14：

Dd=（Dmax-x△）=（14-0.5*0.43）=13.785

Dp=（Dd-2Cmin）=（13.785-0.15）=13.635

0.011+0.006=0.017<

落料22.3：

Dd=（Dmax-x△）=（22.3-0.5*0.52）=22.04

Dp=（Dd-2Cmin）=（22.04-0.15）=21.89

0.012+0.008=0.02<

落料6：

Dd=（Dmax-x△）=（6-0.5*0.30）=5.85

Dp=（Dd-2Cmin）=（5.85-0.15）=5.70

4、校核压力机

⑴校核闭合高度Hm

经查得机床最大闭合高度Hmax=180mm

最小闭合高度Hmin=135mm

H模=8+2+18+37+8+30+35=148mm

Hmax-5≧Hm≧Hmin+10

180-5≧148≧135+10（满足条件）

⑵校核公称压力Fg

F落=30.4KN，F缷=0.02Fp=0.608KN，F推=nk1Fp=1.824KN

F总=30.4+0.608+1.824=32.832KN

Fg=160KN

Fg>

F总（满足条件）

⑶工作台校核

工作台面尺寸应大于模具尺寸50-70mm，

则Ln=306+50=356mm

Bm=170+50=220mm，

经查得工作台前后长300mm，左右长450mm，满足条件。

（注：

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）