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课程设计说明书
南京工程学院专接本
课程设计说明书
作者：
朱继君学号：
学院（系、部）：
专业：
数控加工与模具设计
题目：
垫片
指导者：
评阅者：
2016年月
目录
1冲裁工艺性分析4
2工艺方案的拟定4
2.1根据零件形状尺寸的分析4
2.2确定工艺方案4
3工艺计算5
3.1排样的设计6
3.2搭边值、条料宽度的确定6
3.3条料宽度的确定7
3.4材料利用率8
4.冲裁力相关的计算8
4.1计算冲裁力8
4.2卸料力、推料力和顶件力的计算9
5压力机公称压力的选取11
5.1曲柄压力机的主要技术参数12
5.2曲柄压力机的选用13
6.凸凹模刃口尺寸计算13
6.1刃口尺寸计算的基本原则13
6.2刃口尺寸计算方法14
6.3刃口尺寸计算15
7.模具总体设计16
7.1模具类型的选择16
7.2定位方式的选择16
7.3送进导料方式的选择17
7.4送料定距方式的选用17
7.5卸料方式的选择17
7.6出件装置的选择18
7.7条料的挡料方式与零件18
8.主要零部件的设计19
8.1冲裁模的凹模孔口形式有两种19
8.2凸凹模的设计21
8.3凸模的设计21
8.4模架22
8.5模板22
8.6卸料板的设计22
8.7模柄23
8.8凸凹模固定板与垫板23
9.模具总装23
10.结论24
冲制如图所示零件，材料为08钢，料厚为0.8mm，大批量生产。
1、工艺性分析
此零件使用的材料为08钢，是常用的冲压用材料，有良好的塑性、焊接性、可锻性及良好的冲压性能。
零件精度的选择：
该冲裁件的结构较简单，比较适合冲裁，零件图上所有尺寸均未注公差，查表得，该零件的公差等级取IT12级确定零件的尺寸公差。
零件结构对称，最大孔径位8mm，长50mm，宽30mm，厚度为0.8mm，为垫片。
均满足尺寸要求，故冲压工艺性好。
所有尺寸为未注公差，普通冲压即可满足精度要求。
综合以上几个方面分析，可以认为该零件的冲压工艺性良好，适合冲压成形。
、
2、工艺方案的拟定
2.1根据零件形状尺寸的分析
冲制该零件需要的基本工序是：
冲孔、落料。
根据各工序的变形性质，首先先完成冲孔，在完成落料。
2.2确定工艺方案
根据基本工序的的不同组合，生产该零件的的方案有三种：
1）单工序冲压：
即冲孔—落料
2）复合模：
冲孔——落料级进冲压
3）级进冲压：
冲孔——落料复合冲压
方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。
该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足批量生产的要求。
方案二复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。
该模具只需要一副模具，工件的精度及生产效率都很高。
条料的定位精度要求较低，冲模轮廓尺寸较小，复合模适合于生产批量大、精度要求高的冲裁件，且零件的形位精度容易保证，生产效率较高。
方案三级进模：
是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。
它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，具有比复合更好的生产效率。
它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化。
通过分析比较，该制件的精度要求不高，用于批量生产。
考虑零件的结构，为大批量生产，这里选方案二
3、工艺计算
3.1排样的设计
根据材料的合理利用情况，条料的排样方法可以分为三种：
（1）有废料排样：
沿工件全部外形冲裁，工件四周都留有搭边。
可由搭边补偿误差，因而能保证冲裁件的精度和质量，冲模寿命也较高，但材料利用率低。
（2）少废料排样：
沿工件部分外形冲裁，局部有搭边和余料。
因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差就会影响模具的寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。
（3）无废料排样：
工件由条料顺次切下，直接获得零件，无任何搭边。
冲件的质量较差，模具寿命低，但材料利用率高。
采用少、无废料排样，对节省材料有重要意义。
同时，因冲切周边减小，可降低冲压力并简化冲模结构。
但采用少、无废料排样也存在一些缺点，如工件所能达到的质量与精度都较差，同时模具寿命也较低。
此外，少无废料排样中，工件的毛刺也不在同一方向。
无论是有废料、少废料或无废料排样，其排样的型式均可分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排和多行排等。
选用有废料的直排排样，查表可知搭边为1.8mm侧搭边位1.5mm，于是得到条料宽度为50mm+2mmx2=54mm;进距为43.3mm+1.5mm=44.8mm
3.2搭边值、条料宽度的确定
1）搭边值的确定
排样时零件之间以及零件与条料侧边间留下的工艺余料，称为搭边。
搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。
搭边过大，浪费材料、搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口。
设计排样图
搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。
2）搭边a和a1数值
材料厚度
圆件及r＞2t的工件
矩形工件边长L＜50mm
矩形工件边长L＞50mm
或r＜2t的工件
工件间a1
沿边a
工件间a1
沿边a
工件间a1
沿边a
＜0.25
0.25~0.5
0.5~0.8
0.8~1.2
1.2~1.6
1.6~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
根据制件厚度与制件的排样方法可以查表得：
搭边值工件间a1为1.5mm
沿边a为1.8mm
3.3条料宽度的确定
计算条料宽度有三种情况需要考虑：
1、有侧压装置时条料的宽度。
2、无侧压装置时条料的宽度。
3、有定距侧刃时条料的宽度。
该零件采用无侧压装置的模具，其条料宽度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减少。
为了补偿面搭边的减少部分，条料宽度应增加一个条料的摆动量。
故条料宽度为：
B=［D+2a+c］
式中：
B——条料宽度的基本尺寸；
D——条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；
a——侧搭边值。
C——条料与导料板之间的间隙（即条料的可能摆动量）：
B≤100,c=0.5～1.0B＞100c=1.0～1.5
剪料公差及条料与导料板之间隙（mm）
条料宽度
B/mm
材料厚度t/mm
~1
1~2
2~3
3~5
~50
50~100
100~150
150~220
220~300
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
导料板之间的距离，应使条料与导料板之间保持一定的间隙查表，以保证送料畅通。
条料宽度偏差（mm）
条料宽度
B|mm
材料厚度
～0.5
＞0.5～1
＞1～2
～20
0.05
0.08
0.1
＞20～30
0.08
0.1
0.15
＞30～50
0.1
0.15
0.2
D取值由设计条料宽度方向冲裁件的最大尺寸为60mm
侧搭边值a可以从表中查出为1.5mm
故带入条料宽度公式得；
查表可得条料宽度偏差下偏差—△为-0.8mm
B=［D+2a+c］
=（60+2×2.2+0.8）-00.6
=65.2-00.4（mm）
3.4材料利用率
材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率η表示；
η=（nA1/hB）×100%
式中η——材料利用率；
n——冲裁件的数目；
A1——冲裁件的实际面积；
B——板料宽度；
h——进距；
查板材标准应选900mm×1000mm的钢板，每个钢板可剪裁成18个条料（53.6mm×900mm）,每张条料可加工27个零件，则材料的利用率为
n--------一张板料上冲件的数量
A-------零件的实际面积
B-------板料的宽度
L-------板料的长度
即每张板材的材料利用率为63%
由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。
工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。
因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。
4.冲裁力相关的计算
4.1计算冲裁力
计算冲裁力的目的是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：
Fp=KtLτ
式中τ——材料抗剪强度，
L——冲裁周边总长
t——材料厚度
安全系数K，一般取1.3
可用抗拉强度σb代替τ，Fp=Ltσb
常用冲压材料的力学性能
材料名称
牌号
材料状态
抗剪强度
抗拉强度
申长率
屈服强度
普通碳素钢
Q195
火未退
260—320
320—400
28—33
200
Q235
310—380
380—470
21—25
240
Q275
400—500
500—620
15—19
280
优质碳素结构钢
08F
已退火
220—310
280—390
32
180
08
260—360
330—450
32
200
10
260—340
300—440
29
210
20
280—400
360—510
25
250
45
440—560
550—700
16
360
65Mn
600
750
12
400
查表可得：
抗剪强度τ=260～360，故取起抗拉强度σb代替抗剪强度τ，查表可知σb=Kτ=295MPa。
4.2卸料力、推料力和顶件力的计算
冲模过程中，材料由于弹性变形和摩擦使带孔部分的板料紧箍在凸模上，而冲落部分的板料紧卡在凹模洞口内。
为了继续下一步的冲裁工作，必须将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模洞口的板料推出，从凸模上卸下紧箍着的板料叫卸料，所需的力叫卸料力；顺着冲裁方向将卡在凹模洞口内的板料推出叫推件，所需的力叫推件力；；有时需要将卡在凹模洞口内的板料逆着冲裁方向顶出，这就叫顶件，顶件所需的力叫顶件力。
影响卸料力、推件力和顶件力的因素有很多，主要有材料的机械性能、材料厚度、模具间隙、零件的形状和尺寸以及润滑条件等。
要准确计算这些力
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