垫圈冲压模具设计

冲压工艺模具学课程设计说明书 学校： 院系： 班级： 姓名 学号 指导教师： 冲压工艺模具学实训说明书 摘要本次的课程设计是一个简单的防滑垫圈及其复合模设计，此副模具是采用落料冲孔两道工序相结合的复合模，本人经查阅相关书籍、资料以及对设计此副模具所要用到的相关公式、数据作出了一个准确的依据。本次课程设计一共分为两部分，和其他模具的设计一样，第一部是对零件进行工艺分析，接着对工艺方案进行比较，最终确定选用复合模加工制件的工艺方案。然后画工序图、排样图以及对材料利用率的计算，计算冲压力，选择冲压机。然后填写冲压工艺规程卡。第二部分是冲压模具的设计，选择冲模类型以及结构形式，定位方式，卸料方式，模具设计计算（主要计算各类主要零件的外形尺寸），最后确定凸凹模工作部分尺寸。关键词：垫圈 落料 冲孔前言在现代工业生产中，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。所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具等的零部件很多采用模具来加工。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。 冲压工艺模具学实训说明书 目录目录 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.41、 排样方法介绍42、 搭边值的确定43、 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.51、 模具结构类型及结构形式52、 定位方式53、 卸料方式5七、模具设计计算.51、 计算模具压力中心52、 计算或估算各主要零件外形尺寸63、 确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分尺寸.74、 校核压力机8结论.9致谢.9参考文献.9 冲压工艺模具学实训说明书 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，=260Mpa 半硬的 =300Mpa 硬的=420Mpa，取=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 ；6 0- 0.3 ；140- 0.43 ；6.50+0.36 结论：该制件可以冲裁。 第2章 冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高且生产效率低，两次定位累计误差大，难以满足大批量生产要求。方案二也只需要一副模具，且生产效率也很高，并且容易实现自动化生产，由于此制件所有尺寸都属于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上设置导正销导正足够可以保证冲压件的形状精度，所以此制件即可以用复合模也可以用级进模进行生产。结论：此制件采用导正销级进模生产，即选择方案三。第3章 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+21.2+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 = S AB 100% = 173 15 26 100% = 44.35% 一张板料的利用率1 = nS LB 100% 总的材料利用率总 = 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 mm 2L 板料长度，单位mmB 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（261000），一个条料可制成n个制件。 n = 1000 15 = 66.67， 取n = 66，则1 = 66 173 26 1000 100% = 43.9% 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1 = 60 173 26 900 100% = 44.3% 总 = 60 38 173 900 1000 100% =43.8%两种方案相比较，取总 较大值，即总 = 43.8%确定方案二为此制件的裁剪方案。 冲压工艺模具学实训说明书 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 = 6.5 = 20.4X0 = 6.5 15 L周长 + 6.5 = 20.4 15 61.8 + 20.4 = 306.15 82.2 = 3.7 y0 = 0(3)冲孔力由 F冲 = KLtb L-冲减周边长度 t-材料厚度 b-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(6)卸料力的计算 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 = n K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 = （1.11.3）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/mmJ23-101004518030045018035352.模具工作尺寸的计算估算凹模尺寸 凹模厚度为 H=0.1P ，P=51760 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=14mm W2=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 100X80X353、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=0.522.3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 0.01450.04(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 校核：0.011+0.006=0.0170.04(满足间隙公差条件)落料22.3： Dd=(Dmax-x) =(22.3-0.5*0.52) =22.04 Dp=(Dd-2Cmin) =(22.04-0.15) =21.89 校核：0.012+0.008=0.02F总（满足条件） 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 冲压工艺模具学实训说明书 Bm=170+50=220mm， 经查得工作台前后长300mm，左右长450mm，满足条件。 结论时光匆匆而逝，两个周的垫圈工艺及其模具设计画上了圆满的句号。在设计过程中，查阅有关模具设计手册与冷模具设计的资料并绘制出成形的总装配图及各种无标准零件图。本设计说明书详细介绍了垫圈冷冲压模具设计过程，对各个工序的设计构思及具体实施方案，主要有前言，设计说明书，讲述模具设计工艺方案及工艺过程等。设计的要求是首先要保证产品质量节约原材料，降低劳动强度，降低成本，提高劳动生产率原则，制图符合国家标准，标注尺寸合理，图面整洁，布局合理，说明书力求系统性强，易懂，便于查看。通过这次冷冲模的设计让我知道：冷冲模是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。并且通过这次冷冲模设计，使我重新温习了以前学过的有关机械方面的知识，并且通过查阅资料了解了一些新的知识，使我对模具设计有了更进一步的了解。致谢通过这次的模具设计，使我对模具有了更深的了解，尤其是冲模的定义、分类、结构组成及工作原理。实际制作模具更是一项艰难地工作，很多工作都是靠经验的，书本上是学不到的。在此次设计过程中遇到了很多问题，但最后都一一解决了，在此要由衷的感谢王进老师，正是由于他的细心指导与不辞辛劳的监督，才让我得以如此顺利