垫片落料模设计Word格式文档下载.docx
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冲压技术要求：
1、材料：
08钢2、料厚：
t=1±
0.15mm3生产批量：
中批量
1冲裁件工艺性分析
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。
冲裁件的工艺性是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。
良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
1.1.零件材料
牌号：
08
材料名称：
优质碳素结构钢
1.2零件结构
从零件图可知，该零件结构简单，且上下、左右对称，零件外形轮廓为光滑的圆形，因此适合冲裁
1.3零件尺寸精度
外形尺寸①25其公差等级为IT14级，内形尺寸①10其公差等级为IT14级，
总结：
以上零件各组成尺寸的精度要求，都满足冲裁工艺要求。
完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的的工序只有冲孔、落料两道工序。
从工序可能的集中与分散，工序间的组合可能来看，该零件的冲压工艺可有以下三种方案。
方案一：
先落料后冲孔，采用单工序模生产
方案二：
冲孔-料连续冲压，采用连续模生产方案三：
落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产
模具结构简单，但需两道工序两幅模具，生产效承低，难以满足该零件的年产量要求。
方案二；
只需一副模具，生产效率较高，但零件的冲压精度稍差。
欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合模复杂。
方案三；
也只需要一副模具，冲压件的行位精度和尺寸精度容易保证，且生产效承也高。
但是由于课题的要求只需要冲孔，相对于以上三种方案的比较，第一种方案中的单工序冲孔符合课题要求，结构简单，制造方便！
结论：
经分析零件结构采用方案一（单工序模）中的冲孔生产为佳
排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。
合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。
在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指标之一。
合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。
零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；
考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。
如图所示。
1、搭边的选取
排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。
搭边太宽，浪费材料；
搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。
搭边值的大小与下列因素有关：
1材料的力学性能。
硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。
2工件的形状与尺寸。
尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。
3材料厚度。
薄材料的搭边值应取的大一些。
4送料方式及挡料方式。
用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。
材料厚度t
圆形件或圆角
r>
2t
矩形件或边长
L<
50
矩形件边长L>
50或
r<
工件间
侧面
0〜0.25
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
0.25〜0.5
1.2
1.5
0.5〜0.8
1.0
0.8〜1.2
0.8
1.2〜1.6
表搭边值表
08钢为中硬钢搭边值可取小一些，由表确定搭边值
根据零件形状两式件间按圆形取工件间搭边值a>
=0.8mm取1mm侧边取搭边值
ai>
=1mm,取1.2mm
2、送料步距
送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁
件相应部分宽度加上工件间搭边值3!
，即
Sd3i=25+1=26mm
3、条料宽度
条料宽度按下式：
B=D+2a+C
其中D为冲裁件宽度方向的最大尺寸；
C为导料板与最宽条料之间的间隙查表取C=0.5
表2.2导料板与最宽条料之间的间隙表
条料厚度t
无侧压装置
条料宽度B
100以下
100〜200
〜0.5
0.5
0.5〜1
2〜3
3〜4
1
4〜5
B=D+C+2a=25+2x1+2x1.2+0.5=27.9
4、材料利用率n
nA
SB
式中n——个歩距内冲裁件数目；
A――冲裁件面积（包括内形结构废料）；
S――歩距长度；
B――板料宽度；
故：
n=A/（BxS）x100%=68.9%
冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。
2.2.1.3落料冲裁力P落。
P落KL落t
L落D2578.5mm
所以P落1.378.5130098018.7N30615N
2.2.1.4卸料力P卸。
P卸K卸P卸
式中K卸一卸料系数，查参考文献［1］知K卸0.01〜0.05，取K卸0.03。
所以P卸0.0330615918.45N
2.2.1.5推料力P推
P推nK推P推
式中K推一推料系数，查参考文献［1］取K卸0.05。
n—同时卡在凹模洞孔内的件数，n1o
所以
P推10.05306151530.75N
2.2.1.6顶件力P页
P页K顶P落
式中K顶一顶件系数，查参考文献［1］取K顶0.06。
所以P顶0.06x306151836.9N
2.2.1.7总冲压力P总
冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。
总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为
P总PP卸P推P落P卸Pt30615918.451836.9=33.37KN
6、计算模具压力中心
垫片冲压件为对称性的规则形状，其模具中的刃口形状也为规则的形状，所以
模具的冲裁压力中心与几何中心重合！
7、冲压设备的选用
根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机J23—6.3
型号
公称压力
/kN
滑块行
程/mm
最大封闭咼
度/mm
立柱距离
/mm
封闭咼度调
节量/mm
J23-6.3
63
35
150
五、刃口尺寸计算
因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：
（1）按凸模与凹模图样分别加工法：
它主要用于圆形或简单规则形状的工
作，因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。
（2）按凸模与凹模配作法加工：
常用于冲制复杂形状的冲模。
这种加工方
法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核
AtZmaxZmin的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易
表3.1初始双面间隙Zmax、Zmin
材料厚
度t/
mm
08、10、35
09M2Q235
Q345
40、50
65Mn
Zmin
Zmax
小于
极小间隙
0.040
0.060
0.6
0.048
0.072
0.7
0.064
0.092
0.104
0.9
0.090
0.126
0.010
0.14
0.100
0.140
0.180
0.132
0.240
0.170
1.75
0.220
0.320
0.246
0.360
0.260
0.380
由表3.1确定初始双面间隙Zmax、Zmin的值:
Zmin=0.10mmZmax0.14Omm
ZmaxZmin0.1400.100.040mm
表3.2规则形状凸、凹模的制造偏差
基本尺寸
凸模偏差
T
凹模偏差
A
〜18
0.020
120〜180
18〜30
0.025
180〜160
0.030
0.045
160〜360
0.035
0.050
80〜120
1360〜500
500〜30
0.070
由表3.1确定d、p的值:
对于落料25mm转换为250.52mm
利用公式DdDmaxx0d（3-1）
DPDdZmin0sp（3-2）
其中x——磨损系数的选取查下表3.3
△――是工件的公差值
表3.3磨损系数表
工件精度IT10以上
x=1
工件精度IT11〜IT13
x=0.75
工件精度IT14
x=0.5
因孔的公差等级为IT14级，所以查上表得x=0.5
则DpDdZmin0sp=25.0.1°
o.oi324.9°
o.oi3
0.0210.021
DdDmaxx0d=25.260.50..520=250
校核间隙：
ZmaxZmin。
鮎0.100.04
T+A=0.021+0.013=0.034<
0.04
所以满足t+A三ZmaxZmin的条件，制造公差合适。
6.工作零件及其他模具结构零件的设计
1、凹模尺寸
凹模厚度：
H=kb=0.35X25=8.75mm<
=15mm,取15mm
凹模宽度B:
B=b1+（2.5-4）H=25+2.5x15mm=62.5，取63mm
凹模长度L:
L=L1+2C=25+25x2=75mm
因此，确定凹模外形尺寸为75mm<
63mm<
15mn,
2、冲孔凸模尺寸
冲孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装配修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取T10A,热处理硬度为58〜62HRC。
冲孔凸模长度：
L凸=h1+h2+h3+h
其中h1为凸模固定板厚度；
h2为卸料板厚度；
h3为导料板厚度。
所以L=10+12+8+20=50mm。
凸模
3、凸模固定板
凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。
固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。
厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍，材料为Q235
H凸固定（9-12）mm取10mm
4、垫板
冲裁时，如果凸模的端部对模座的压应力超过模座材料的许用压应力，这时需
要在凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。
即下列情况下需加垫板。
y[y]
P
式中y—凸模端面的压应力，其数值为-；
yf
[y]—模座材料下雨压应力，其数值：
铸铁约为lOOMPa钢约为200MPa
P—冲裁力；
F—凸模上端面面积。
垫板的下载与凸模固定板一致，厚度一般取4〜12mm垫板淬硬后两面应磨平，
表面粗糙度RsK0.32〜0.63。
由于本套模具选用压入式模柄，在上模座与凸模固定板之间也必须安装垫板，厚度取为8mm
5、卸料板
卸料板直径和凹模板一致，厚度为H=（0.8-1）H凹=（12-15）mm取12mm卸料板材料选A3或（45）钢，不用热处理淬硬。
取卸料板与凸凹模的双面间隙为0.1〜0.3mm.卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm螺纹部分为M1CK10mm卸料钉尾部应留有足够的行程空间。
卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
6、导料板，导料销的选择
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm,
这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表2.9.7选择。
挡料销高度h
为3mm导料板厚度H为6-8mm取8mm导料板采用45钢制作，热处理为40~45HRC,可用螺钉和销钉固定在凹模上。
为了方便计算，可将打料板和卸料板固定合为一体。
导料销属于送料导向的定位零件。
导料销多用于复合模和单工序模中。
因此选导料销做为导向且位于条料的同侧，一般设2个，从前向后送料时导料销装在左侧
（固定式），为标准件。
7、模架的选用
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。
由凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模的尺寸为75mmx63mmx15mm.
模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座80mmx63mM30mm下模座80mrK63mrK40mm
8、模柄及其他零件
中小型模具一般是通过模柄将上模座固定在压力机滑块上。
模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。
压入式模柄与模座空采用过渡配合H7m6H7h6并加销钉以防转动。
这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。
适用于各种中小型冲模，生产中最常见。
模柄选取旋入式模柄，材料为Q235。
螺钉选用标准件内六角螺钉，规格为M8螺钉M1Q
圆柱销M5
导柱18x100
导套为28x100
应按H6/h5配合；
柱间的距离94mm；
材料为20钢。
七、装配图
八、小结
第一次上这样的设计课，一开始还真的有点不适应，总感觉自己是笨的，对一切都不太懂，还担心自己完不成作业，所以在设计模具时，我都是按书本的顺序来进行自己的模具设计，同时我还找了许多的资料，浏览了一些别人的的毕业设计，看看别人的作品来补充自己的设计。
在开始时，我很不自信，当别人走选择复合模或级进模时，我却选择了单工序的落料模，随着设计的进行，我发现单工序其实也不是那么简单，除了凸凹模设计的不一样外，其他的也差不多。
从这次设计课中我体会到了设计一样东西是多么的不简单，它需要综合多方面的信息，搜集多方面的数据资料才能完成这个作品，不仅如此，和同学课外交流也是非常重要的，和他们交流会发现自己设计的许多不做之处，有利于自己改进。
设计模具需要我们有耐心，要细心，同时还要勤奋，知道查阅资料，虽然这些很繁琐，但如果有了经验，那么下次查找资料时就会快很多，不仅如此，在这个过程中，我还增长了使用资料的能力，知道去查阅什么样的资料，知道在什么地方查，觉得自主学习的能力有了很大的提高。
总之，收获多多，希望通过这次的模具设计，自己能够对设计模具有更深的认识，下次设计会做的更好！
九、参考文献
[1].袁小江、刘进明.冲压模具设计项目教程.机械工业出版社.2012
[2].梅伶.模具课程设计指导。
机械工业出版社.2012
[3].熊建武.模具零件材料与热处理的选用.化学工业出版社.2011
[4].刘建超、张宝忠.冲压模具设计与制造.高等教育出版社.2004
[5].殷玉枫.机械设计课程设计.机械工业出版社.2006
[6].张鼎承.冷冲模的设计与制造.上海科技出版社1995.
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