冲压模具设计-垫圈的冲压模具设计(9页).docx

-冲压模具设计-垫圈的冲压模具设计-第 9 页重庆工业职业技术学院冲压模具设计课程设计说明书课程名称： 垫圈的冲压模具设计专业班级： 15模具301学 号： 29学生姓名： 指导老师： 前言模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排的非常重要的教学实践环节，也是毕业设计的重要内容。该任务的意义在于巩固模具结构及设计概念的理解，对全书知识的掌握程度的加深，培养学生的实际工作能力，从查阅相关资料，树立正确的设计思想到掌握正确的设计方法等，均加强学生的自主性和动手能力。通过此设计，学生在工艺性分析，工艺计算，零件结构，编写说明书和查阅文献等方面受到一次综合性的训练，也检阅一学期的收获成果。本次设计由本组6人共同完成，设计任务是根据一个垫圈的工件设计一副模具。一：分析制件的冲压工艺性制件垫圈材料为普通碳素结构钢，形状为空心圆柱，内圆直径为20mm，外园直径为30mm，其材料厚度是2mm，孔与边缘距离C大于等于（1.52）t，t为料厚，制件表面粗糙度为3.2，精度级为14级，中批量生产。设计计算内容及说明 结论1、批量与材料批量也称生产纲领，即年生产量，由于成本，技术要求，质量等因素，冲压件必须达到一定量才能体现冲压工艺优势，量与优势成正比增长。材料应满足产品使用性能和冲裁工艺对材料的基本要求，在此条件下尽量降低冲裁件的成本。冲压材料：板料：尺寸大，适用于于大中小型零件带料：实用大批量生产，自动送料块料：少数钢号，有色金属2、冲裁件的精度与断面粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差公差等级最好低于IT9级。垫圈属于低精度要求制件，加工难度低，考虑到成本及经济性，制件无需精确配合，故按IT14级公差即可满足使用要求。用普通冲裁方式冲裁厚度为2mm以下金属板料时，其断面粗糙值Ra一般达3.212.5微米。3、冲裁工艺方案由制件结构特点及工艺性分析可知，冲裁工艺有冲孔和落料两种。根据冲压顺序和模具类型有以下冲压工艺方案：落料-冲孔 单工序模：冲孔-落料 复合模：冲孔-落料 级进模单工序模一般先落料再冲孔，多工序模则相反。垫圈形状结构简单，小件中批量生产，故宜用高效率多工序模，方案2中，符合模零部件加工较难，成本较高，方案3级进模易实现自动化，生产效率高，成本较低，故选方案3.4、冲裁工艺参数计算排版该零件由于结构特性，多排及交叉混排会相应增加模具尺寸，从而增大成本，且本次设计工件批量要求不大，故采取单排。如图：材料利用率=A/BS×100%A=3.14*152-3.14*102=78.5B=30+1.5*2=33S=30+1.2=31.2计算得=74.21%5、冲压力与压力中心计算冲裁力 F=kLt冲孔力 查表3-2 35号钢抗剪强度c=400520MPa 取c=450MPa t=2 k一般取1.3F冲=1.3×3.14×20×450×2=73.476（KN）落料力 F落=1.3×3.14×30×450×2=110.214（KN）卸料力 F卸=K卸F 查表4-18 料厚t=2mm 故K卸=0.0250.06 取K卸=0.03F卸=0.03×（73.476+110.214）=5.51（KN）推件力 F推=NK推F 查表4-18 K推0.05 F推=0.05×F=9.18KN顶件力 F顶=K顶F查表4-18 K顶=0.06 F顶=11.021（KN）采用弹性卸料装置FQ=F+F卸+F推=209.4KNFQ/80%=F压=261.75KN查表3-14选用J23-4006、压力中心的确定冲压合力的作用点称为模具的压力中心，模具的压力中心应与压力机的滑块轴线重合，以免滑块受偏心载荷而损坏导轨或模具。该工件为对称形状，故压力中心为几何中心，即圆心。7、刃口尺寸计算冲孔件以凸模为基准，凹模上取间隙，落料则相反，该制件为圆型适用凹凸模分开加工。由孔径20mm，35号钢，查表4-21得：Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm落料 D凸=（D-x-Zmin） D凹（D-x）冲孔 d凸=（d+x） d凹（d+x+Zmin）查表4-23得凸=0.014mm 凹=0.02mm查表4-24x=0.5 工作公差为0.52 公差等级IT14满足Zmax-Zmin=0.114凸+凹=0.034代入上述数据D凸=29.296 D凹=29.74D凸=20.26 d凹=20.5068、模具高度的确定查表3-14 Hmax=300mm Hmin=220mm 可调节量为80mm300H模220mm9、冲裁零件零部件设计凸模设计冲孔应为圆型凸模，孔径20mm，属于较大孔，为保证强度与刚度避免应力集中，将凸模做成台阶结构并用圆角过渡。如下图：凸模材料与硬度垫圈结构简单，批量中等模具寿命要求不高，故采用T10A材料制造凸模长度计算模具采用弹压卸料板 L=h1+h2+t+h=54凹模设计刃口形式采用锥形刃口凹凸模，适用形状简单精度要求低，较薄的工件。凹模外形尺寸凹模厚度 H=kb 查表4-37得k=0.42 b=20.52 H=8.62凹模壁厚 小凹模 C小=（1.52）H C=17.24 C大=（23）H=25.86凹模宽度 B=b+2c=72.24 凹模固定 如图：10、冲裁模具卸料与出件装置设计卸料板因冲裁件特性采用刚性卸料板，与导料板分开的分体式，双边间隙取0.4，卸料板厚度取20mm。推件装置工作批量不大，且精度要求低，故采用经济性的刚性推件装置。顶件装置-弹性顶件装置弹簧的选择压力要求F预F顶/n压缩量要求 S最大S总=S顶+S工作+S修11、定位零件设计定位板销定位板，销销头高度。查表4-39，t=2 故h=t+1=3mm导料板和导料销选择与设计为了操作方便，从右到左送料，与条料想靠的基准导料板装在后侧，查表4-40导料板厚度为4mm。挡料销设计与选择因工件特性故选择圆栓头固定式固定挡料销如图侧刃的选择与设计矩形侧刃