模具设计垫片落料冲孔模设计

1、（模具设计）垫片落料冲孔模设计-CAL-FENGHAI-(2O2OYEAR-YICAIK程设计学号：班级：姓名：专业：课程：金属塑性加工模具设计与制造哈哈小学出版社目录设计任务书1一、工艺分析2二、冲压方案2三、工艺设计计算31. 刃口尺寸计算32. 排样计算43. 冲压力的计算54. 零部件尺寸计算6四、模具结构图71总装配图72. 模具零件图8参考资料9设计任务书一、设计题目：垫片落料冲孔模设计生产批量：大批量材 料：08号钢1、根据所给的零件参数进行工艺分析，确定冲压方案。设计适 合的一套模具，并进行工艺设计计算、模具总体设计和主要零部件设计。2、设计成形模具一套，包括总装配图（0号图纸

2、）和工作部分零件图（4号图 纸）。材料厚度：1mm二、设计任务要求正确选择标准件，零件尺寸设计正确，刃口尺寸计算正确。3、完成设计计算说明书一份，填写工艺卡片一份。0+0,24一、工艺分析1. 冲裁过程：冲裁由凸模和凹模完成，凸模和凹模组成一组刃口，把材料压在中间，凸模逐 步靠近凹模，使材料分离。当凸模下压到一定行程，模具刃口压入材料，使其 产生塑性变形，随着切的深入，变形区向板料的深度方向发展、扩大，直到在 板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部分相对于另一部分移动。随 着凸模向模具刃口靠近而急剧增大，凹模刃口附近的变形大于凸模刃口附近的 变形。当切刃附近材料各层达到极限应变与应力值时

3、，产生微裂纹并沿最大剪 切应变速度方向发展，直至上、下裂纹会合，板料就完全分离。2. 前切断面分析：由于冲裁变形的特点，使冲出的工件断面分成三个特征区，即圆角带、光亮带 和断裂带。圆角带是刃口刚压入材料时，刃口附近材料产生弯曲和伸长变形的 结果；光亮带是材料塑剪变形时，在毛坯一部分相对另一部分移动过程中，模 具侧压力将毛坯压平而形成的光亮垂直的断面；断裂带是由刃口处的微裂纹在 拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面，断面粗糙且有斜度。可通过增加光亮 带的高度來提高冲裁件断面的光洁度和尺寸精度，其关键是延长塑性变形阶段 以推迟裂纹的产生，可以通过增加金属塑性和减少刃口附近的变形及应力集中 来实现。3

4、. 材料:08号钢属于优质低碳钢，含碳量在%之间，其强度、硬度低，韧性和塑性好，具有良好的冲裁成形性能，其抗剪强度为=325Mpa,屈服强度为=195MPao4尺寸精度：查表得，该工件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT14级。而零件图上标注了 零件的尺寸公差，由公差表查得其公差要求为IT14级，未注公差由IT14级查 取。由此，通过普通冲裁可以达到零件的精度要求。5. 零件结构：零件尺寸公差为：曲出0 35mm；mm该零件形状简单，由圆弧组成，转角处采用R2的圆角，有利于工件零件的加工 及使用寿命。由零件形状及参数可知，为了节省材料，应减少工艺废料，合理 设计材料的搭边。其排样方法及搭边

5、长度在排样计算中如图所示。二、冲压方案（1）方案种类：该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有三种工艺方案:方案一：先冲孔，后落料。釆用单工序模生产方案二：冲孔落料级进冲压。釆用级进模生产方案三：釆用落料-冲孔同时进行的复合模生产(2)方案比较：方案一：结构简单，但需要两道工具两副模具，成本高而生产效率低，模具寿 命低，冲压精度差，操作也不安全，难以满足中批量生产要求。方案二：级进模是一种多工位，效率高的加工方法。只需一套模具，但级进模 轮廓尺寸较大，釆用此方案会加大模具尺寸，使加工难度提高，因而也 排除此方案。方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺 寸较小，模具

6、的制造成本不高。由工件图看，零件结构简单，模具制造 并不困难，尺寸并不大，厚度仅有1 mm,材质为一般优质低碳钢，所需 冲材力很小，该工件需要采用先落料后冲孔的复合模生产方法。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单， 乂可以直接利用压力机的打杆装置进行推件、卸件，便于操作，为了方便卸料 和排出冲孔废料，进而提高工作效率，宜采用倒装式复合模生产。故该零件采 用落料冲孔倒装式复合模生产。三、工艺设计讨L=J1 刃口尺寸计算0. 14O2ZZZZ7由材料08钢及料厚查表5-2 (见课本金属塑性加工模具设计与制造)得冲裁双边间隙：Zmm = O.lOOnin , 7-冲孔模：查

7、询如2严凸凹模的制造公差，查得务=0.020呦，久=°°20肋 由于5凹+ 5凸=0. 040 = Zmas -益,査表5_6得：x=/则d心=(d + 也)二=(12 + 0. 75 x 0. 24)： 02 = 12. 18： °冲d凹=(d 凸 + 乙遇)；刘=(12.18+0.10)02 = 12.28,°%加落料模：查询处5红35凸凹模的制造公差，查得5凸=0.020加，= 0. 030/zzzz?由于5凹+ 5凸=0.05 < Z込-Z圈不成立，查表5七得：X=,则q出=0. 4 x 0. 04 = 0. 016/ZZZZ75心=0.

8、6 x 0. 04 = 0. 024mm% = （0 亞）汽=（35 - 0. 5 x 0. 35）；°g = 34. 825024/zz®% = 3凹- £二=<34. 825 - 0. 100）016 = 34. 725爲严2 排样计算查表51 （金属塑性加工模具设计与制造）得a=lmm； al=；那么：条料的宽度：b=35+2a=37mm条料的步距：h=35+a=35.8mm冲裁单件材料的利用率计算： =%3乂 1°°% = ；ZD%SBx100% =3.14x354x37x35.8xl00%72.6%根据零件形状，采用单排的有废料

9、排样方法，如图3 冲压力的计算(1)落料力盼Kg其中，系数K = l3,材料厚度t=lmmL工件外轮廓周长L二加 = 3.14x35 "099塚一材料的抗剪强度，=195Mpa则落料力为：F犠=1.3x109.9mm x 1mm x325MPa 心 46.4KN(2)冲孔力：尸冲=1.3Z/b$L工件内轮廓周长,L=X12=F=13Ltcrh=x X 1X325=(3)卸料力：厲=心尸落K卸一卸料力因数，心匕耳卩=0.04 x 46.4 a 1.86 KN(4)推件力：尸推fK推尸冲K推一推件力因数，K推二尸推二IX X=KN(5)总冲压力：耳二尸落+尸冲+尸卸+尸推=+4-(6)压力中心的计算零件外形为中心对称图形，所以该零件的压力中心即为零件的几何中心。4.零部件尺寸计算(1) 凹模：凹模厚H：计算按公式：FI = KS式中：K为厚度系数，取；S为凹模刃口最大尺寸，为35mmH=x =凹模壁厚C=2H=凹模的长度L=35+2C=35+= mm凹模的高度B=35+2C= mm(2) 冲孔凸模：材料选择为Crl2,热处理硬度为6064HRC。总体高度为：H二30+12 2=40mm在装配时其下端面位置比凹模上端面高一个工件内形高度，刃口尺寸在前面已经确定过。四、模具结构图1 总装配图