冲压模具课程设计垫圈冲压模具设计全套图纸.docx
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冲压模具课程设计垫圈冲压模具设计全套图纸
目录
一、设计任务………………………………………………………………………2
二、零件工艺性分析………………………………………………………………2
三、冲裁工艺方案的确定………………………………………………………3
四、确定模具总体结构方案…………………………………………………3
五、零件工艺计算……………………………………………………………3
六、模具零部件结构的确定……………………………………………………8
七、模具其他零件的设计与计算……………………………………………9
八、模具装配图及明细表………………………………………………………11
九、设计总结…………………………………………………………………13
九、设计总结…………………………………………………………………13
参考文献…………………………………………………………………14
摘要
在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压橡胶等生产行业中得到了广泛应用。
由于采用模具进行生产能够提高生产效率，节约原材料，降低成本，并可保证一定的加工质量要求。
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。
本次课程设计的内容为垫圈复合模，完成冲孔、落料两道工序。
冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，它包括落料、冲孔、切口、整修及精密冲裁等。
。
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。
此次垫圈的冲裁模具采用倒装结构，由打杆顶出制件；排样方式为直排，由弹性挡料销和导料销定位、导料。
模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。
使用creo2.0、AutoCAD2010等软件绘制相关设计图。
关键词：
冲孔；落料；倒装；直排；creo2.0；AutoCAD2010
全套图纸，加153893706
一、设计任务：
如图1所示，工件材料为H62-M，料厚为1.5mm。
图1
二、零件工艺性分析：
1.结构与尺寸分析：
零件结构简单，形状对称，零件中部圆孔直径为6.5mm，满足冲裁最小孔径
的要求；孔与零件边缘间的最小孔边距为
，冲裁件最小孔边距
孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚，因此，零件结构满足复合冲裁的要求。
2.材料分析：
H62-M是黄铜材，含铜量为62%，与其他铜材相比导电性能比较差，材质相对较硬，氧化速度相对较慢的性质，具有一定的冲裁性能。
3.精度分析：
该零件所有尺寸都未标注公差，全部按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，表面无粗糙度要求。
由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。
三、冲裁工艺方案的确定
零件为落料冲孔件，可采用落料－冲孔复合冲压，采用复合模生产。
该方案只需要一副模具，冲压件的形状精度、位置精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。
四、确定模具总体结构方案
1.模具类型
根据之前确定的零件冲裁工艺方案，采用倒装复合冲裁模。
2.操作与定位方式
为降低成本，可采用手工送料方式。
板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，采用导料板控制材料的送进方向。
3.卸料与出件方式
冲压完毕后，推杆推动推板，推杆和推件块将零件从凹模中推出。
冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下。
4.导向方式
根据零件尺寸大小，该模具为中小型模，采用滑动导柱导套导向。
五、零件工艺计算
1、排样的设计与计算
根据零件的结构形状，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直排结构。
（1）确定搭边值，由于材料厚度t=1.5mm经查表可知，侧面搭边值a=1.2mm,工件间搭边值b=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+b=14+1=15mm
（3）计算料条宽度B：
圆整为
；圆整后侧面搭边值a=1.6
（4）导料板间的距离
（5）根据以上计算可得排样图如图2所示：
图2
2、冲压力的计算
（1）冲孔力
（2）落料力
（3）冲裁力
式中：
L—冲裁周边长度，单位mm
t—材料厚度，单位mm
—材料抗剪强度，单位Mpa，查表可知
=420Mpa
K—系数，一般取K=1.3
（4）卸料力
（5）推件力
则采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲压力
故
从满足冲压力的要求看由国家标准初选J23-16型号压力机：
型号
J23-16
公称压力/KN
160
滑块行程/mm
55
滑块行程次数/（次/min）
125
最大封闭高度/mm
220
连杆调节量/mm
45
滑块中心线至床身距离/mm
160
工作台板厚度/mm
40
工作台离地面距离/mm
750
模柄孔尺寸/mm
直径
40
深度
60
滑块底面尺寸/mm
前后
180
左右
200
床身最大可倾角
表1
3、冲模刃口尺寸及公差的计算
（1）由于内外形尺寸都属于自由公差，按IT12级计算，取系数X=0.75，查表2-1得，Zmin=0.21mmZmax=0.25mm则Zmax-Zmin=（0.25-0.21）=0.04mm
（2）落料件尺寸的基本计算公式为：
经查公差表得:
凸模按IT6级加工制造，凹模按IT7级加工制造;
D1:
校核：
D2:
校核：
因此，只有缩小
，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取
。
D3:
校核：
R1
校核：
R2:
校核：
（3）冲孔
属于孔类尺寸，公差等级按IT12级，查得孔
凸模按IT6级加工制造，凹模按IT7级加工制造，查表得
校核：
即0.024<0.04;因此，满足公差校正条件。
4、压力中心计算
由于零件为简单对称件，所以零件的压力中心就是零件的几何中心。
六、模具零部件结构的确定
1.凹模的外形尺寸设计与形状的选择
凹模厚度：
凹模壁厚：
，取C=35mm。
式中：
b—凹模刃口的最大尺寸，单位mm
k—系数，考虑板料厚度的影响，查表2-19得k=0.35～0.5，取k=0.4
凹模外形尺寸的计算：
长度：
宽度：
由于直壁式凹模的刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变，所以凹模形状采用直壁式的。
选择后侧式导柱模架，经模架确定凹模的尺寸为A=130mm，B=90mm，H=18mm。
2.凸模外形尺寸的设计与形状的选择。
（1）凸模长度的计算：
由于采用弹压卸料板
式中：
L—凸模长度，单位mm
h1—凸模固定板厚度（凹模厚度的0.8倍左右），单位mm
h2—卸料板厚度，单位mm
t—材料厚度，单位mm
h—增加长度，它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5～1）mm，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10～20mm，取h=10mm
（2）凸模的强度与刚度的校核
（a）承压能力的校核
凸模承压能力按下式校核：
式中：
凸模的许用应力决定于凸模材料的热处理和凸模的导向性，这里选择一般工具钢，凸模淬火硬度为58～62HRC时，可取
，确定凸模材料为碳素工具钢T10A。
（b）凸模失稳弯曲应力的校核
凸模不发生失稳弯曲的最大长度为：
式中：
E—凸模材料的弹性模量，对于模具钢，E=
（d为凸模工作刃口的直径，单位mm）
n—安全系数，淬火钢n=2～3
把上述的
可得出圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的最大长度为：
;因此，凸模长度满足要求。
七、模具其它零件的设计与计算
1.固定板的设计
选择材料为Q235钢，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一样的尺寸,考虑到紧固螺钉及销钉的位置，其厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍，可取固定板厚度为12mm；落料、冲孔凸模固定板的外形尺寸为：
，固定板与凸凹模之间采用过渡配合H7/m6.
2.垫板的设计
材料选择45钢，长和宽的尺寸选用典型模架组合尺寸，垫板的外形尺寸为：
。
3.导料板的确定
材料选择T8钢，长和宽尺寸选用典型模架组合尺寸，导料板的外形尺寸为：
，查表可取厚度H=6mm，由此表还可知挡料销高度h=3mm。
4.卸料板的设计
材料选择为Q235钢，长和宽尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8，卸料板外形尺寸为
卸料板凸台部分高度为：
h=H-（0.1～0.3）t取h=5.7mm,H为导料板高度。
5.选择上、下模座
上、下模材料选用HT250钢，选用矩形模座，外形尺寸应比凹模相应尺寸大40～70mm，厚度为凹模厚度的1～1.5倍。
选标准模架：
上模座选GB/T2855.1-90，外形尺寸为
下模座选GB/T2855.2-90，外行尺寸为
6.选择模柄
由压力机型号J23-16，可查的模柄孔的直径为40mm，深度为60mm，材料Q235；因此，模柄的外形尺寸为
。
7.选择导柱、导套
采用滑动导柱、导套，材料20钢，为了增加表面硬度和耐磨性,进行表面渗碳处理,查表选择导柱：
GB/T2861.1-90，外形尺寸为：
导套选用：
GB/T2861.6-90，外形尺寸为
8.选择紧固件和定位零件
根据标准GB699选取材料为45钢，卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉M10，导料板上设置4个M5固定螺钉，上下模座选用M10的固定螺钉共8个和连接销钉M8共4个等。
6.卸料或推件装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用弹簧，其尺寸计算如下：
（1）根据总卸料力F卸以及模具结构估计弹簧个数n=4，计算每个弹簧所受的负荷：
根据
的大小，初选以下3种弹簧规格，使所选弹簧的工作极限负荷
大于
：
D
d
H0
t
hj
Fj
45
7
60
11.5
14.4
1550
45
7
80
11.5
17.6
1550
45
7
120
11.5
20.8
1550
表2
（2）检查弹簧最大允许压缩量，如满足下式，则弹簧选得合适。
式中：
h预—弹簧预压缩量
h工—卸料板工作行程，一般取料厚加1mm
h修磨—凸、凹模修磨量，一般取4～10mm
7.导正销与挡料销的设计
导正销的头部由圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。
导正销的基本尺寸：
d=dT-a=6.5-0.06=6.55
式中：
d—导正销的基本尺寸，单位mm
dT—冲孔凸模直径，单位mm
a—导正销与冲孔凸模直径的差值，导正销圆柱段高度h=1，即h=（0.5-1）t。
8.凸凹模设计
查表2-20凸凹模最小壁厚a=3.8mm。
凸凹模高度H=
。
8、模具装配图及明细表
图3
图4A-A
明细表
表3
九、设计总结
通过上述模设计的过程可以看出，设计模具是一项实践性很强的工作，需要熟练的掌握模具的设计的原则，内容和步骤及方法，勤学多练才能逐步掌握，我深深地体会到仅仅了解书本上的东西是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运用于实践，这样才能更深地了解和学习好知识。
设计是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验，学会用自己的知识解决实际问题。
因此更加觉得自己学到的知识太有限
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