冲压模具课程设计4765623404

1、垫圈冲孔落料模具设计说明书院 系 机电学院班 级 材料成型及控制姓 名 *学 号 080010204指导老师 王*老师 2011年12月前 言本说明书是我根据冷冲模工艺与模具设计、模具设计指导等有关教材。引用了其中的公式，查找书中的表格，并得到了同学的帮助完成的。本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。为了能够很好地掌握本课程的设计过程，根据课内及课外来所学的知识，编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指导. 目 录1. 冲压件工艺性分析（1）2. 冲压工艺方案的确定（3）3. 主要设计计算（1）排样方式的

2、确定以及计算（3）（2）压力中心的确定及相关计算（3）（3）冲压力的计算（4）（4）工作零件刃口尺寸计算（4）（5）卸料橡胶的设计（5）4. 模具总体设计 （1）模具类型的选择（5）（2）定位方式的选择（5）（3）卸料，出件方式的选择（6）（4）导向方式选择（6）5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计（6）（2）定位零件的设计（8）（3）导料板的设计（8）（4）卸料板部件设计（8）（5）模架及其他零部件设计（8）6模具总装图 7冲压设备的选定（8）8.工作零件的加工工艺（8）9. 模具的装配（10）主要参考文献（12）设计小结（12）连续模设计说明任务描述：工件名称：垫圈冲孔落料模具设

3、计工件简图：如下图 材料：30钢板材料厚度：0.3mm设计内容：1. 冲压件的工艺分析：对产品进行分析，确定各部分尺寸是否满足冲压件的工艺要求2. 确定工艺方案：（1）计算毛坯尺寸；（2）确定排样方式和计算材料利用率；（3）冲压工序性质和工序次数的选择3. 模具结构形式的确定：各工序所要设计的模具，包括名称结构类型等4. 计算各工序冲压力和选择冲压设备5. 工艺卡片：选择一家企业的产品使用的冲压工艺卡片，主要有每道工序图、基本尺寸、使用设备、模具名称等 （工件图）1. 冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为30钢板，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有2个直径14mm的

4、孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，尺寸精度底，普通冲裁就能满足要求。2。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：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压。采用连续模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高

5、，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3. 主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算 设计连续模，先要设计条料排样图。工件直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取2mm，壁厚取2mm，条料宽度为121mm，步距为36mm，一个步距的材料利用率为73% （2）压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图如下（3） 冲压力的计算 该模具采用连续模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表1根据计算结果，冲压设备拟选择 JF23-63。 表一 条料及冲压力的相关计算 项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA

6、=11617+3.141721/2+8217-3.1472-214173189.87条料宽度BB=116+4+1=121121mm=2mm,=2mm步距SS=17+17+2=3636mm一个步距的材料利用率100% 73%冲压力冲裁力FF=KL=490369.340.354293NL=369.34mm卸料力= F=0.055429310859N查表得=0.05推件力=F=60.0635429350523N取6冲压工艺总力=F+85675N弹性卸料下出件 （4） 工作零件刃口尺寸计算 在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状

7、相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下所示。1. 落料应以凹模为基准然后配做凸模。工件尺寸如图所示1）凹模磨损后变大的尺寸（5）卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算见表三。选用的4快橡胶板的厚度无比一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 表三 卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板工作行程3.3mm为凸模具凹进卸料板的高度1mm，为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm，为凸模修磨量取5mm,取为的25%，选用4个圆筒形橡胶橡

8、胶工作行程8.5mm橡胶自由高度33.2mm橡胶的预压缩量4.98mm每个橡胶承受的载荷2714.75N橡胶的外径D60 mm校核橡胶自由高度0.51.5满足要求橡胶的安装高度28.22 mm4. 模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用连续冲压，所以模具类型为连续模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。 （3）卸料，出件方式的选择 因为工件料厚0.3mm，较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是连续模生产，所以采用下出件比较便

9、于操作与提高生产效率。 （4）导向方式选择 为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该连续模采用中间导柱的导向方式。 5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计 a.落料凸模 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算： L=+h=14.4+0.3+14+21.3=50mm落料凸模结构如下图所示 b.冲孔凸模 冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。 c.凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中

10、心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算： 凹模厚度H=kb=0.15x116=17.4，为了方便橡胶安装，取H=25 凹模壁厚c=（1.5-2）H=26,1-34.8m，取c=40 凹模宽度 B=b+2c=116+80=196 取B=200 凹模长度 L取180mm（送料方向） 凹模轮廓尺寸为18020025mm，凹模结构如图所示 （2）定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径14mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。（3）导料板的设计 导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间

11、间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取4mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（4）卸料板部件设计 a.卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。 b. 卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M64。 （5）模架及其他零部件设计 该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为28100,导套分别为2842x95。上模座厚度取40mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度： =40+10

12、+50+25+45-2=168mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=50mm H凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机JF23-25的最大装模高度（220mm），可以使用。6 模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料直径为15的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。7 冲

13、压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm垫板尺寸（厚度x直径）：50x200 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大倾斜角度：30度 8、模具零件的加工工艺 本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程。 表四工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体2热处理退火3粗刨刨六面,互成直角，留单

14、边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火，回火达到6064HRC9磨平面精磨上下平面10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验9、 模具的装配 根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表五所示。 表五序号工序工艺说明1凹凸模预装1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新

15、修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并牢固。3装配上模1）在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板2）在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝3）将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉4装配下模1）在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转2）预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔3）用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧4）将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸

16、凹模下端约12mm5）复查凸凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉6）切纸检查，合适后打入销钉5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应调整1.上模座 2.导套 3.导柱 4.紧固螺钉 5.沉头螺钉 6模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺钉 9.垫板 10.圆柱销 11. 卸料板 12.下模座 13.圆柱销 14.凹模 15.冲孔凸模 16.落料凸模 17.导正销 18.卸料橡胶 19.挡料销 20.导料扳子模具总装图 主要参考文献：1、 公差配合与技术测量，陈于萍，机械工业出版社2、 机械制图,刘少年主编，机械工业出版社3、 机械制造基础，胡大超，高等教育出版社4、 金属材料与热处理，赵先仲，机械工业出版社5、 机械加工工艺基础，司乃钧，机械工业出版社6、 机械制造技术，李华，高等教育出版社7、 冲压与成型设备，孙凤勤主编，高等教育出版社8、 模具制造工艺学，郭铁良，机械工业出版社9、