圆形小垫片冲压模具设计

前 言

伴随着产品技术含量的不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。下面就以冲压模具为主来谈论几点。

冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。

冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。

冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。

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目 录

前 言 ................................................................... 1 目 录 ................................................................... 2 设 计 任 务 书........................................................... 3 １. ２. ３.

零件的工艺分析 ................................................... 4 确定工艺方案 ..................................................... 4 工艺计算 ......................................................... 4 ３.1. 计算工艺力 .................................................. 4 ３.2. 确定拍样样式和裁板方法 ...................................... 5 ３.3. 材料利用率计算 .............................................. 5 ４.

压力中心确定，压力机的选择 ....................................... 6 ４.1. 压力中心的确定 .............................................. 6 ４.2. 压力机的选择 ................................................ 6 ５.

模具设计 ......................................................... 7 ５.1. 确定模具结构 ................................................ 7 ５.2. 模具零件尺寸计算及确定 ...................................... 8

５.2.1. 冲裁模具间隙及凹模.凸模刃口尺寸的确定 ................... 8 ５.2.2. 凸模、凹模、外形尺寸计算 ................................ 8

６.

模具其他零件的选用 ............................................... 9 ６.1. 模具上下模板及模柄的选择 .................................... 9 ６.2. 垫板、凸模固定板 ............................................ 9 ６.3. 闭合高度 .................................................... 9 ６.4. 卸料螺钉 ................................................... 10 参考文献 ................................................................ 10

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设 计 任 务 书

设计课题: 异形垫片冲孔落料

冲压件名称 异形垫片 材料 紫铜 板厚 1mm 工件精度 IT14 工件图

设计要求： 1. 绘制该工件的零件图。 2. 确定该零件的冲压工艺方案。

3. 绘制该工件制作所需模具的总装配图。

4. 绘制该模具的凹模 凸模零件图。 5. 编写完善的设计说明书。

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１. 零件的工艺分析

该零件应中批量生产，外精度不高，只需平整，外轮廓是该零件需要保证的重点。

２. 确定工艺方案

首先根据该零件的形状确定冲压工序和选择工序顺序，冲压该零件需要得基工序为落料。选用落料冲压，采用单工模生产；

复合模能在一次行程内只能完成一道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料的影响，内外形状相对位置重复性好，表面较为平直。并且模具结构比较简单。

３. 工艺计算

３.1. 计算工艺力

平刃口模具冲裁力， F=Ltb 查常用钢的力学性能表得

b=220—250Mpa 取b=240Mpa 查表得 K卸=0.05 K推=0.05 P=Ltb=67.57×1×240=16216.8N

P顶=k3F=1×（0.03—0.09）×100.40745KN=(3.0122235—9.0366705)KN P卸=K卸P=（0.02—0.06）×100.40745KN=（6.02447—20.08149）KN P推=n K推F=1×（0.03—0.09）×100.40745KN=(3.0122235—9.0366705)KN F总=（1120456367—13805562281）KN

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３.2. 确定拍样样式和裁板方法

采用斜排有废料排样方式

材料厚度t=1, 由表查得如下图所示

1).计算板料厚度

图3.1 排样

因为采用了有废料排样，沿制件部分外形冲裁，所以条料宽度为24.6mm. 2).确定板料规格

选用Q235板料，查资料采用板料的长度为1000, 宽度为500, 采用横裁的方法。

３.3. 材料利用率计算

材料利用率

单个零件的材料利用率 1n1A100% Bh冲裁面积A,由CAD制图软件得 A=349mm2

n=1 B=24.6mm L=21mm A—冲裁件面积 B—调料宽度 h—送料进距 n—一个进距内冲件数

=

1349×100%=67.56%

24.621第 5 页 共 11 页

４. 压力中心确定，压力机的选择

４.1. 压力中心的确定

压力中心的确定用作图法

图3.2 压力中心

圆弧线段压力中心的位置坐标为

s X0=R

b

因为此图形为x轴对称图形所以y0=0

x0Rs15.1113mm b52.47压力中心为 （3，0） ４.2. 压力机的选择

因为该零件需要中批量生产，故采用压力机型号为J23—6.3 表 4.1 压力机的参数

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型号 开式可工作台压力机 立柱间距离/mm 220 标称压力/KN 模柄孔尺寸/mm 直径 深度 工作台孔尺寸/mm 直径 滑块行程/mm 左右 前后 160 25 55 110 220 160 60 工作台板厚度/mm 前后 左右 前后 左右 直径 60 300 450 110 220 160 115 工作台尺寸/mm 外形尺寸/mm 滑块的行程次数/min1 滑块中心至导轨间距离/mm 最大封闭高度/mm 封闭高度的调节量/mm

160 220 60 工作台至导轨间距离/mm 重量/Kg 主电动机功率/KV 150 435 72.2 ５. 模具设计

５.1. 确定模具结构

因为该垫片大批量生产，故可以采用级进模，级进模配合加工，制件采用刚

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性推件装置推出，卸料采用弹簧卸料板，采用带中间导柱模架。 ５.2. 模具零件尺寸计算及确定

５.2.1. 冲裁模具间隙及凹模.凸模刃口尺寸的确定

当冲裁精度在IT14时，20mm, x=1 。 IT14时，D=10，x=0.75 。 由附录N，找IT14级查得

4=0.36 30=0.52

据IT12查得 6=0.12㎜ 按IT10查得 5=0.048㎜ 落料时

0.13A22d=（20－0.52×1）=19.480㎜

0.090.09A14d=（19—0.75×0.36）0=9.730

５.2.2. 凸模、凹模、外形尺寸计算

1凹模

①凹模的高度: H=Kb 15mm2.52255mm 式中 b-冲裁件的最大尺寸,mm K-系数,一般取2.5 ②凹模边壁厚

c1.52H255 ③凹模板的边长

Lb2c3022172mm 故确定凹模板的外形为：100×100×15

mm110第 8 页 共 11 页

2冲孔凸模长度尺寸

凸模长度: L凸h1h21025151045mm 式中 h1 凹模固定板厚 h2- 落料凹模板厚

６. 模具其他零件的选用

６.1. 模具上下模板及模柄的选择

采用GB2855.6-81后侧导柱根据最大轮廓尺寸选项进行规格标准模板,LB为63mm63mm，上模板厚25mm下模板厚30mm

按JB/T 76.1---1994选2565压入式的模柄

其它安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行 ６.2. 垫板、凸模固定板

垫板、凸模固定板：考虑推荐装置在上模内挖窝,采用垫板加厚取10mm固定板厚度取25mm，固定板与垫板的长为63mm(与凹模相同)

６.3. 闭合高度

闭合高度：模具的闭合高度应为上下模板、落料凹模、固定板、垫板、模柄等

H闭253025812840148㎜

所选压力机的闭合高度Hmax150 Hmin150501 00 满足Hmax5H0Hmin10

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６.4. 卸料螺钉

卸料螺钉按JB∕7650.5-1994选d=10mm的带肩卸料螺钉,螺柱长l=50mm

设计心得体会

一个月的实训结束了，在这个月内，我们学到了很多的知识，让我对模具设计与制造有了一个更清晰的了解，更坚定了自己对模具行业的信心。

第一周里，我们在襄樊环宇车灯厂实训，看到了了很多模具，注塑模具和冲压模具。看到了模具钳工装配和管理模具，通过观看和亲自动手拆装模具，让我们对模具有了更深刻的认识以及让我们更清楚地认识模具的内外部结构，和操作原理。结合书本上的知识，使我们能够更好的设计模具。

第二周和第三周我们都在学校的画图室里进行模具的计算和设计画图。模具的工艺计算挺复杂的，不仅有大量的计算，还要查阅很多资料。很庆幸我能够认真仔细的在一周内完成了我的工件工艺计算。然后，我们开始了在图纸上把自己的设计画到图纸上，孙然我们已经多次画图，但是我们在细节上还是要认真仔细，不能马虎。在以后的工作中，一点出错，就可能导致整个模具的实效。画图时，要养成良好的习惯，保持纸张的整洁，线条清晰。

第四周我们主要是将设计的图纸转化为CAD图纸，这样更标准化。通过cad画图，让我们对模具有了更深入的了解，一套模具，最终在电脑上成型了，看着自己的设计，心怀激动。

在这个月的实训中我非常感谢陪伴在我们身边的刘老师，让我们理论与实践结合，更深刻的里了解了模具设计，让我对模具行业有了更深入的了解，对未来充满。 参考文献

[1] 陈锡栋 靖颖怡主编.冲模设计应用实例.北京：机械工业出版社，2005 [2] 张毅主编.现代冲压技术.北京：国防工业出版社，1194

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[3] 郝斌海主编.冲压模具简明设计手册.北京：化学工业出版社，2001 [4] 卢金封主编.冲压工艺模具学.北京：机械工业出版社，1998 [5] 陈金德主编.材料成型工程.西安：西安交通大学出版社，2000 [6] 范宏才主编.现代锻压机械.北京：机械工业出版社，1994

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