圆垫圈的冲裁模具设计.docx

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圆垫圈的冲裁模具设计

圆垫圈的冲裁模具设计

圆垫圈的冲裁模具设计

摘要

本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。

冲压工艺的选择是经查阅有关资料和和对产品形状认真分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的运确实是在方便建设又不阻碍模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。

文中还对冲压成型零件和其它有关零件的选择原则及选择方法进行了讲明，另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸运算的方法和简化模型，以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。

【关键词】工艺；工艺性；冲压工序；冲压模具；尺寸

Abstract

Thisprojectisapressdiedesignationbasedontheoriginalproduct.Theelectionofpressprocessisbasedonconsultingcorrelationdatumandanalyzingtheformofmanufacturedproductmeticulous;Theelectionofpressdieisbasedonsynthesisconsiderationsoneconomicalefficiency、theprocessingpropertyofpartandcomplexdegreeisomanyfactors;Calculatingtheworkblankofmanufacturedproductunfolddimensionislinedfeedonthepremiseofcalculationconveniencebutwithoutcontributiondieconfectioningsimplifiedfrequentapplicationcast.Inthetest,tointroducetheelectionprincipleandmeansofpressconfectioningartandmiscellaneousrapportpart,otherwisealsointroducingcalculationmeansontheworkblankfromofmanykindsofproductunfolddimensionandsimplifiedcast,andthemeansoflookinguponthereferencebooksofdesigningpressdie.

【keywords】Thecraft；thetechnologycapability；pressprocess；punchdie；thesize.

前言

随着经济的进展，冲压技术应用范畴越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业紧密有关，而且与人们的生活紧密相连。

冲压工艺与冲压设备正在持续地进展，专门是周密冲压。

高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速进展，把冲压的技术水平提升到了一个新高度。

新型模具材料的采纳和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的进展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提升，明显地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范畴。

由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳固、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用专门广泛，占有十分重要的地位。

随着工业产品的持续进展和生产技术水平的持续提升，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。

能够讲，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。

目前国内模具技术人员短缺，要解决如此的咨询题，关键在于职业培训。

我们做为踏入社会的当代学生，就应该把握扎实的专业基础，现在学好理论基础。

毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。

期望能通过这次设计，能把握模具设计的差不多方法和差不多理论。

第1章零件图及工艺方案的拟订

零件图及零件工艺性分析

一、零件图

（图1—1）

工件图：

如图1—1所示

名称：

圆垫圈

材料：

10

板厚：

1.5mm

工件精度：

IT14

二、零件的工艺性分析

垫圈所用的材料为优质碳素工具钢10,其力学性能如下：

τ=255～353Mpa,σb=295～430Mpa,σs=206Mpa。

（《冷冲压工艺与模具设计》P322）

工件精度为IT14级，该制件形状简单，尺寸较小，厚度一样，属于一般冲压件，但有几点应该注意：

①该冲裁件的材料为优质碳素工具钢10，具有较好的可冲压性能。

②由于板料厚度一样，垫圈的边缘为6mm，冲裁是应选择适当的工序方案，保证孔的精确度和制件不变形。

③有一定的生产批量，应重视模具材料的选择和模具结构的确定，保证模具的寿命。

④制件较小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，模具结构上设计好推件和取件方式。

工艺方案的确定

对工序的安排，拟有以下几种方案：

①落料—冲孔，单工序模生产。

②落料—冲孔复合冲压，复合模生产。

③冲孔—落料连续冲压，采纳级进模生产。

方案①模具结构简单，容易制造。

但成形制件需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬运半成品要白费大量时刻。

生产效率较低；工件的精度也难以保证。

方案②复合模结构一样，比较容易制造。

成形制件只需一道工序；节约了半成品搬运的时刻提升了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。

方案③级进模结构复杂；难以制造。

有较高的生产效率且能保证制件的精度。

综上所述，按照生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案②

第2章工艺设计

运算毛坯尺寸

由《互换性与技术测量》P33表2—1

IT14=（18～30）、（6～10）。

按对称偏差:

直径方向上最大尺寸为Dmax=22+=

由《冲压工艺与模具设计》P45表2.5.2确定搭边值：

工件间：

a1=；沿边：

a=

由《冲压工艺与模具设计》P46表2.5.3

条料下料剪切公差：

δ=；

条料与导料板之间的间隙：

c=

确定排样方案

一．运算工件实际面积

（图2—1）

工件如图2—1所示

直径为22的圆的面积Sa=π×112=

直径为10的圆的面积Sb=π×52=78.5

∴工件的总面积

F=Sa-Sb=-=

二．排样方案

由工件图知，制件的外型形状为圆形，则进距

A=d0+a1=22+=

条料宽度

B=d0+2a=22+2×1.5=25

确定裁板方案

查《冷冲压工艺与模具设计》P323附表3选用600×1200×标准轧制铜板。

裁板方案有纵裁和横裁两种，比较两种方案，选用其中材料的利用率较高的一种。

纵裁时：

每张板料裁成条料数：

n1=600/25=24余0mm

每块条料冲制的制件数：

n2=（1200-1.5）/=51余15.3mm

∴每张板料冲制的制件数n=n1×n2=24×51=1224个

材料利用率η=nF/F。

×100%=1224×301.44/600×1200×100%=%

横裁时：

每张板料裁成的条料数n1=1200/25=48余0mm

每块条料冲制的制件数n2=（600-1.5）/23.2=25余18.5mm

∴每张板料冲制的制件数n=n1×n2=25×48=1200个

材料利用率η=nF/F。

×100%=1200×301.44/600×1200×100%=%

由上述运算结果可知，纵裁时材料的利用率教好，经济效率较高。

考虑到此次设计的模具，采纳纵裁。

综上所述，排样图如下图所示

排样图

工序的合并与工序顺序

按照上面的分析与运算，此件的全部差不多工序只有落料、冲孔

按照这些差不多工序，能够拟出以下几种方案：

方案⑴：

落料与冲孔，各为差不多工序。

方案⑵：

模具复合程度较高，所需的模具较少，且模具设计容易，其制造费用也较低，其差不多工序合并生产率高，也易于保证工件精度。

因此选定这一方案。

因此，此次需设计的模具为：

落料、冲孔复合模；

运算各工序的压力

垫圈所用的材料为优质碳素工具钢10,厚度为1.6mm,其力学性能如下：

τ=255～353Mpa,σb=295～430Mpa,σs=206Mpa。

一、落料工序的运算

落料力:

P1=лdtτ（d=22mm,t=1.6mm）

=π×22×1.6×353

=（N）

落料的卸料力：

P2=k卸P1（查《冷冲压工艺与模具设计》得：

k卸=～）

=×

=（N）

二、冲孔工序的运算

冲孔力：

P3=πd孔tτ

=π×10××353

=（N）

冲孔的推件力：

P4=n﹒k2﹒p3（查表2-37凹模型口直壁的高度=9,n=h/t=5,k2=

∴P4=5××23055.136

=（N）

落料、冲孔工序的最大总压力为：

P=p1+p2+p3+p4=+++=（N）

压力机的选择

按照以上运算和分析，再结合车间设备的实际情形，初选用公称压力为160KN的开式双柱可倾压力机（型号为J23—16）

压力中心的确定

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。

为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。

否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

由于该制件的毛坯及各工序均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力机的中心必定与制件的几何中心重合。

第3章模具类型及结构形式的选择

按照确定的工艺方案和零件的形状特点，精度要求，预选设备的要紧技术参数，模具的制造条件及安全生产等，选定模具类型及结构形式。

落料、冲孔复合模的设计

因为此次模具设计结构简单工艺要求不高，因此采纳落料、冲孔复合模，本设计没有拉深、翻边等，凸模能够保证强度，故采纳复合模的结构是合理的。

落料、冲孔复合模常采纳典型结构，即落料采纳正装式。

工件厚度一样（t=1.6mm）,故采纳弹性卸料装置，弹性卸料装置除了卸料的作用外，在冲孔时还起到压紧工件的作用。

顶件时采纳弹性顶件装置,弹性力由橡皮产生,由托杆将力传到工件上,将工件顶出;推件是采纳刚性推件装置,将工件从凸凹模中推出。

落料、冲孔复合模的结构形式如图3—1所示。

（图3—1）

第4章模具工作零件刃口尺寸及公差的运算

落料模刃口尺寸的运算

该冲裁件外形尺寸为落料件，落料凹模采纳整体结构，直刃口形式。

这种刃口强度较好，孔口尺寸不随刃口的刃磨而增大，适用于形状复杂、精度要求高的工件向上顶出的要求。

落料的差不多尺寸为22mm。

工件精度要求为IT14级查《冲压工艺与模具设计》P31附表2.2.1：

冲模制造精度为IT9级。

查《冲压手册》表2—28，可得凸、凹模刃口的极限偏差：

δ凸=0.013mm

δ凹=0.021mm。

=+=

查《冲压手册》表2—23，可知凸、凹模初始双面间隙Z为：

Zmin=；

Zmax=

Zmax-Zmin=–=

又工件的尺寸D-△=22-0.52