垫片的冲孔落料复合模设计

1、设计题目：垫片的冲孔落料复合模设计D=80mm,内孔直径d=40mm,厚度=3mm，材料为一、原始数据如图所示的垫片，外形直径A3(Q235),生产批量：大批量。冲压件工艺分析1、材料性能A3(即Q235)是普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成形性能，其抗拉强度为432461Mpa,抗剪强度为304373MPa。2、零件结构该零件结构简单且中心对称，无尖角，对冲裁成形加工较为有利。零件中间有一圆孔，孔的最小尺寸为d=40mm,满足冲裁最小直径d，1.0t=3mm的要求。同时，min经过计算，孔的边缘距离零件外形的最小尺寸1b=x（80一40）=20mm满足冲裁12最小孔边距b1.0t=3mm的要求

2、。所以，该零件的结构满足冲裁件的结构要求。minIT12IT14级。而零件图上标注了零IT14级，未注公差由IT14级查取。由3、尺寸精度查表得，该工件内外形所能达到的经济精度为件的尺寸公差，由公差表查得其公差要求为此，通过普通冲裁可以达到零件的精度要求。综合以上材料性能、零件结构、尺寸精度的分析，该零件可以采用普通冲裁的方法获得。冲裁方案及模具类型的选择该零件包括冲孔和落料两个基本工序，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。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。采用级进模生产。方案一模具结构简单，模具制造容易，但需两道工序、两副模具

3、，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，综合尚需三个方案，宜采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行核，当材料厚度为=3mm时，可查得凸凹模最小壁厚为C=3mm，现零件上的最小孔边距为b二20mm，有b,C，满足该凸凹模结构要求，所以可以采用复合minmin模生产，即采用方案二。因材料厚

4、度较大，也为了方便卸料和排出冲孔废料，进而提高生产率，宜采用倒装式复合模生产。综上得，该零件采用冲孔落料倒装式复合模生产。零件的工艺计算1、刃口尺寸计算冲孔模刃口尺寸计算公式：-79.420。mm0.024凸模：D=(79.630-0.210p0.024+zdmin0凹模：d=(ddp落料模刃口尺寸计算公式凹模：凸模：D=(DdD=(DpxA20z0dminpmax二40.000mm,A二0.620mm1min=040+0.620得d=40.620mm,d0max由D=08Oo得D=80.000mm,D二79.260mm,A二0.740mm0.740maxmin2由材料A3及料厚=3mm，查表

5、8-4得冲裁双边间隙：凸模制造公差：凹模制造公差：z二0.270mm,maxz二0.210mmmin二0.6(z-z)=0.6x(0.270-0.210)=0.036mmdmaxmin二0.4(z-z)=0.4x(0.270-0.210)=0.024mmpmaxmin由公差表差得，零件的尺寸公差要求为IT14级，依此查得间隙系数x=0.5将以上数据代入对应公式，得冲孔模：d=(40.000+0.5x0.620)0二40.3100mmp0.0240.024d=(40.310+0.2100360=40.520+0.036mmd00落料模：D=(80.0000.5x0.740M360=79.630+

6、0.036mmd00D=(79.6300.210)0=79.4200mmp0.0240.0242、排样计算根据零件形状，采用单排的有废料排样方法，如图（1）搭边值的确定由零件外形尺寸D=,80mm，查表得a=2mm,a=2.5mm1，2（2）条料宽度的确定（导料销导向）（3）X条料宽度计算公式：B0(D，A+2a+z)0max，a查表得，z0.4mm，代入公式，得B0(80+2X2.5+0.4，A，0.885.40mm，0.8材料利用率3、冲压力的计算（1）冲裁力的计算平刃冲模冲裁力其中，系数X100%兀x202丿85.4x(80+2)X100%54%FKLttbK1.3，材料厚度t3mm，材

7、料A3的抗剪强度t304373MPa，取bt350MPa，b冲孔冲裁力：F1.3x兀x40 x3x350171.5kN1落料冲裁力：F1.3x兀x80 x3x350343kN2（2）卸料力、推件力的计算卸料力FKXX(F+F)12推件力FnKTT(F+F)12其中，由材料厚度t3mm，查得卸料力系数K0.045，推件力系数XK0.05，T代入，计算得卸料力：推件力：0.045X(171.5+343)=23.15kN0.05x3x(171.5+343)力.17kN该模具采用弹性卸料装置和下出料装置，所以，总的冲裁力为FF+F+F+F171.5+343+23.15+77.17=614.8kN12X

8、T根据总的冲裁力，初选设备为开式双柱可倾压力机JB23-63。4、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。五、冲压设备的选用根据冲压力的大小，选择开式双柱可倾压力机JB23-63,其主要参数如下：公称压力：630kN滑块行程：100mm最大闭合高度：400mm闭合高度调节量：80mm滑块中心线到床身距离：310mm570mmQ860mm310mmQ450mm申50mmQ70mm垫板厚度：80mm六、模具零部件的确定1、标准模架的选用标准模架的选用，依据凹模的外形尺寸确定，所以需要计算凹模的周界大小。凹模高度hkb(15mm)(9-2)凹模壁厚C(1.52)

9、h,3040mm),9一3)由材料厚度t3mm，最大外形尺寸b80mm，查表9-3得k0.35，代入，计算得h0.35x8028mmC(1.52)x284256mm因零件结构较简单，取较小值，C45mm凹模的长度L=b+2C=80+2,45=17mm凹模的高度B=b+2C=80+2,45=17mm选用标准模板20mm,20mm2mm因冲压件精度要求不高，故选用后侧导柱模架，得，模架的规格如下上模座：200mm,200mm,50mm下模座：200mm,200mm,60mm导柱：A32mmh5,190mm导套：A32mmH6,115mm,48mm垫板：200mm,200mm,8mm固定板：200m

10、m,200mm,22mm卸料板：200mm,200mm,20mm根据计算结果，查GB2872.1-90，2、卸料装置中弹性元件的选用与计算根据不同橡胶弹性体的性能特点，结合模具卸料的需要，冲裁一般选用较硬的橡胶。聚氨酯弹性体是常用的一种橡胶垫，具有较高的弹性及强度、优异的耐10%35%之间。故选用聚磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，其压缩量一般在氨酯弹性体作为弹性元件。（1）橡胶的预压力FF23.15NXt1+h0.250.30o宀丄10L1826mm（2）橡胶的自由高度取H25mm。0（3）橡胶垫预压缩量AH=（0.100.15）H2.503.75mm00取AH3mm。0橡胶需在预压后使用，股橡胶的安装高度H=H-AH=25-3=22mm00（4）橡胶垫允许最大压缩量,H=（0.350.45）H=8.7511.25mmmax0（5）橡胶的截面面积23.1510305=46300mm2橡胶的直径此时，有446300=242.8mm2H=25D=242.8=0.10.5，不满足0.51.5的要求，故需将该弹性体分割为若干块。根据需要，选择6个聚氨酯弹性体，每块的直径为D=45mm,自由高度为H=25mm0每个橡胶弹性体承受的压力F23.15103F=x=66=38