椭圆垫圈冲压模具设计说明书.doc

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1、椭圆垫圈冲压模具设计说明书材料工程系模具设计与制造专业材料工程系模具设计与制造专业冲压冲压模具设计与制造实训说明书模具设计与制造实训说明书姓名：赵笠廷班级：模具 121 班学号：121304126指导教师:韩艳艳日期：2014.10河南机电高等专科学校【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.冲压冲压模具设计与制造实训任务书模具设计与制造实训任务书题 目：椭圆垫圈冲压模具设计内 容：（1）设计任务书设计任务书（3）（2）制件工艺性分析制件工艺性分析（4）（3）工艺和设计计算工艺和设计计算（5）（4）计算凸凹模的刃口尺寸计算凸凹模的刃口尺寸 （10）（5）凹模与凸模的设计与

2、校核凹模与凸模的设计与校核 （15）（6）模具的其他装置模具的其他装置 （18）（7） 模架的选择模架的选择 （21）（8） 压力机相关参数的校核压力机相关参数的校核 （21）原始资料：1 刘建超、张宝忠 冲压模具设计与制造 高等教育出版社 20102 史铁梁模具设计指导北京机械工业出版社20073 王芳.冷冲压模具设计指导. 北京：机械工业出版社, 20025 周斌兴 冲压模具设计与制造实训教程 国防工业出版社 20062014 年10 月【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.设计任务书设计任务书：一、一、冲压件工艺分析冲压件工艺分析零件名称椭圆垫圈图号5材料08

3、钢板厚1.0mm生产批量10 万件1、材料：08 钢，具有良好的冲压性能。2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度：零件的位置精度 46、62.5和尺寸精度 8.2、22、40、R8 未给公差，圆形尺寸精度等级IT11，非圆形尺寸精度等级 IT13，查表确定公差值为 460.12、1 . 002 . 8、13. 0022、02 . 040、R018. 08。3、工件结构：结构简单，形状对称，有利于材料的合理利用。结论：适合冲裁二、确定冲裁工艺方案二、确定冲裁工艺方案该零件包括落料、冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案。1、先冲孔，再落料，采用单工序模生产。2、落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。3、冲

4、孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一：采用单工序模，需要 2 道工序，且多次中心距定位产生累积误差大，导致孔的位置精度不高，需要两副模具生产，且效率低，零件名称椭圆垫圈序号5材料08 钢板厚1.0mm生产批量10 万件【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.不适宜采用。方案二：采用复合模生产，在一副模具当中，同时完成两个或两个以上的工序，精度相比单工序模更高，且效率也高，模具强度好，制造简单，并且冲压时，卸料板在冲裁时压紧板料，零件的平直度较好，工件留在模具上，手动取出零件。方案三：采用级进模生产，也只需一副模具，生产效率较高，操作方便，但级进模在送料时很难保证工件位

5、置精度，无法达到零件较高的位置精度要求，但能保证产品快速生产。综合以上三个方案分析：该件的冲压生产采用方案三为佳，设计成级进模可以很好地保证工件的产量。三、工艺和设计计算三、工艺和设计计算1、排样图设计与计算：因该冲裁件结构简单，形状对称，只有两道工序，冲孔与落料，因 t=1.0mm,查表，最小搭边值得：a1=1.0、a=1.2.又因为步距：A=D+a1=45.24+1=46.24mm条料宽度：B0=0（Dmax2aZ）0故 B 原整为：00.2043所以：得出圆整后的侧搭边值为：1.5导料板间的距离:B0max22Daz排样图如下：【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文

6、档.a1=1.0、a=1.5、A=46.24mm经计算：S总=1668.72mm，2S1+S2=221R+22R=105.5668+379.94=485.50682mmS=S总-（2S1+S2）=1668.7-485.5068=1183.19322mm（1） 、计算一个步距内的利用率：（2） 、计算整个条料的利用率：经查表：整个板料的标准长宽为：9001000经计算：取整个条料的长度为：900；利用率高。90019.4646.24LnA取 n=19（3） 、计算整个板料的利用率：经计算条料数为：1000100023.2643B，所以能取 N=23 条经计算整个板料的制件数为：23n=1923=

7、437 制件2、冲压力与压力中心的计算：、冲压力与压力中心的计算：（查表 2.6.1；查得0.050.09kK卸推，查得2300/N mm，查表刃口高度6h 。取 h=7）【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.1641.5hnt个冲件力：12 1.32 1.3 25.434 1.5 30029.76FdtKN冲落料力：1.31.3 155.1 1.5 30090.7335FKltdtKN落卸料力：0.0590.733570.1728.05FKFFKN总卸卸落冲推件力： （推废料，推制件）n 为卡在凹模内的冲孔废料数目，制件数取 n=470.1790.738.0557.

8、96226.91FFFFFKNKNKNKNKN推总冲落卸推由80%PP公总：得283.6375PKN公从满足冲压工艺力的要求看，查手册 8-13 表：可选用 JC23-35，350KN 开式双柱可倾压力机。查表得如下：工作台尺寸前后380模柄孔尺寸直径50左右610深度70公称压力350KN封闭高度调节量60滑块行程80滑块中心线至床耳距离205滑块行程次数50（次/min）立柱距离300最大封闭高度280床身最大可倾角20。【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.垫板尺寸厚度60滑块底面尺寸前后190直径150左右210工作台孔尺寸前后200左右290直径260压力中

9、心的确定，其中凸模的压力中心为它的几何中心：如上图所示：计算如下：得：压力机的中心为（20.08，0）四、计算凸凹模的刃口尺寸四、计算凸凹模的刃口尺寸工作需件刃口尺寸的计算：采用分开加工法冲裁轮廓周长 L/mm各凸模压力中心坐标XYL1=d=155.100L2=8 2、=25.74826.3-12L3=22=69.0845.90L48.2=25.74865.512合计：L=275.6760X=20.080Y 0【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.由图可知，该需件属于无特殊要求的一般冲孔，落料。外形：00.240，8018. 0，12. 046，03 . 05 .62

10、由落料同时获得。内形：0.1028.2、0.13022，由冲孔同时获得。查表 3-32 得：maxZ=0.140mm，minZ=0.10mm由公差表查得：0.1028.2mm为 IT11 级，取 X=0.75；0.13022mm为 IT11 级，取 X=0.75设凸凹模分别按 IT6，IT7 级加工制造：冲孔冲孔 1：0minTTddx=0016. 0275. 8mm=024. 00375. 8mm校核：maxminTAZZ0.016+0.0240.14-0.10.04=0.04(满足间隙公差要求）故：Td=8.2750016. 0mmAd=024. 00375. 8mm（且冲孔 1 与冲孔

11、3 相同）冲孔冲孔 2：dT=(dmin+X)0T【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.=22.09750016. 0mm=(22.0975+0.1)024. 00=22.1975024. 00mm校核：maxminATZZ0.016+0.0240.140-0.10.04=0.04（满足间隙公差要求）落料：落料：外形00 .24 0,未注明公差的取 IT11IT12 级，所以取 IT12 级，由落料获得。t=1mm 查表，2.3.3。得：maxZ=0.140mm，minZ=0.10mm，由公差表查得：00.240为 IT11级，取 X=0.75。落料落料 a：校核：m

12、axmin0.0250.0160.041,0.1200.0900.0300.0410.030ATZZ（不满足间隙公差条件）因此；只有缩小,TA提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：00.01239.76TD（落料 a 段与对面落料段相同）落料落料 b：未注明公差的一般取 IT12IT13 级， 取 IT12 级， 所以： X=0.75，故此外形尺寸为：080.150R【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.校核：maxmin0.015 0.0090.024,0.120 0.0900.0300.0240.03TAZZ（满足间隙公差条件）故：0.015000.0

13、097.43757.3475ATDD（落料 b 段与对面落料段相同）落料落料 c：因为此制件形状对称，经计算边长为：L=9.81mm，未注明公差的一般取 IT12IT13 级，取 IT12 级，X=0.75又因为此边长是由落料获得为外形尺寸，取下偏差：设凸凹模分别按 IT6、IT7 级加工制造校核：maxmin0.021 0.0130.034,0.1200.0900.0300.0340.03ATZZ（不满足间隙公差条件）因此；只有缩小,AT提高制作精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：故：0.018000.01219.4619.37ATDD（落料 c 与其他 3 段边长相同）落料落料 d：

14、外形00.562.51.5tmm ，查表 3-32，得：maxmin0.120,0.090Zmm Zmm由公差表查得：00.562.5为 IT13 级，取 X=0.75校核：maxminATZZ0.0490.030（不满足间隙公差条件）因此；只有缩小,TA提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.孔距尺寸：11460.2460.02588LdL 五、凹模与凸模的设计五、凹模与凸模的设计1、凹模的设计：根据查表得:因数:k=0.15mm凹模厚度:H=kb(15mm)=0.1598= 14.7mm所以 凹模厚度为 25mm凹壁

15、壁厚：C=（1.52）Hmm4030=1.525=35.7mm圆整取 C=36mm凹模的外形尺寸:L=2C+98=236+98=170mmB=2C+40=236+40=112mm式中 b-凹模刃口的最大尺寸：k-系数,考虑板料厚度的影响.取标准凹模尺寸:20012525 允许误差 5102.冲孔凹模刃口形状的选择：凹模刃口有两种基本形式:一种是直壁式,一种是斜壁式.直壁式强度好,刃磨后尺寸不增大,冲件精度高,但冲裁时磨损大,工件易在型空内聚集,严重时会使凹模胀裂,不如斜壁式刃口锋利,每次刃磨的磨量大.为僻免工件易在型空内聚集,凹模刃口形状选择直壁式.如图:2.凸模的设计：【精品文档】如有侵权，

16、请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.1.凸模材料选用 T10A 钢制造，热处理进行淬硬，HRC58-62,其许用抗压强度=1300MPa其结构选用直通凸模（1）、凸模长度的计算：1h 凸模固定板厚度，单位：mm2h 卸料板厚度，单位：mm3h-橡胶厚度，单位：mmt 材料厚度，单位：mm（2） 、凸模的强度与刚度的校核、承压能力的校核凸模承压能力按下式校核：式中：截面的压应力，单位 MpaminA最小面积，单位2mmZF纵向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力（或顶件力）单位 N压的许用抗压强度，单位 MPa模具材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料及热处理， 选用时，一般可参考下列数值，对

17、于 T8A；T10A；Cr12MoV;GCr15 等工具钢，【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.淬火硬度为 5862HRC 时，可取MPa3106 . 10 . 1）（压确定 T10A 为凸模材料：结论：强度足够。（2）.凸模失稳定弯曲应力的校核凸模不发生纵向弯曲的最大长度为：式中：E凸模材料的弹性模量，对于模具钢，E=MPa5102 . 2minI 凸模最小截面（即刃口直径截面）的惯性矩，对于圆形凸模4min64dI，单位4mmd凸模工作刃口的直径，单位 mmmaxIn安全系数，淬火钢 n=237 . 02max，当凸模有导向时，导向时，取支承系数，当凸模无单位凸

18、模最大允许长度，mml把上述的代入上式后，min,IEn可得出圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的 极 限 长 度 为 ：无 导 向 凸 模 :22max/11959517.7228945.5ZdlmmF六、模具的其他装置六、模具的其他装置1、垫板的厚度取 10mm。2、凸模固定板：凸模固定板的形状一般与凹模形状相同，凸模固定板的厚度：Hx=（0.60.8）H=(0.60.8)25【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.=1520mm凸模固定板的厚度取 20mm3、挡料销：它是用来控制送料步距的.查表得:选用固定挡销，挡料销的材料牌号为标准规格 45 钢 GB2866.11-

19、81,采用淬火处理,硬度为 45HRC.安装在凹模的左右对称线上,与凹模的配合为 H7/n6 的过渡配合.4、防转销:为了防止模柄的转动,采用了一个防转销,其尺寸 d=d1=3mm,L=5mm.5、卸料板的确定：材料 45 钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸,厚度取 16mm.6、凸模、凸模固定板、垫板、上模座是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.凹模与下模座也是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.(1)圆柱销的数量为2根,其尺寸为:5mm.材料采用45钢与上下模座,垫板,凹模,凸模固定板的配合为 H7/m6 的过渡配合.(2)内六角圆柱头螺钉的数量八个,其尺寸为:GB/T170-198

20、5 M12.材料采用 45 钢.(3) 螺母是采用 GB/T6170-200M10,材料采用 Q235 钢.【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.(4)凸模固定板的长 200mm,宽 125mm,钻有通孔用来装螺钉和圆柱销的,中间开有一个孔和凸模配合的,材料采用 Q235 钢.(5)螺栓 L 为 80mm7、 卸板料弹簧的自由高度：根据工件材料的厚度为 1.5mm，冲裁时凸模进入凹模深度取 1mm，考虑模具维修时刃磨留量 2mm，再考虑开启时卸料板高出凸模 1mm，则总的工作行程工作h=6mm。弹簧的自由高度30. 025. 0/工作自由hh取25hmm自由模具在组装

21、时弹簧的预压量为取3.75hmm预由此可算出模具中安装弹簧的空间高度尺寸为 25mm。8、导正销的设计：式中：d-导正销的基本尺寸，单位：Td-冲孔凸模直径，单位：a-导正销与冲孔凸模直径的差值，查表课本 3-18 得出：a=0.10=22.097500.012-0.10=21.997500.012七、模架的选择七、模架的选择根据凹模尺寸的确定查设计手册得模架参数如下：模架L=200【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流.精品文档.八、压力机相关参数的校核八、压力机相关参数的校核模具的闭合高度计算：所选压力机的最大封闭高度为：280，封闭高度调节量为：60，所以压力机的闭模高度是 220mm，加个 20mm 垫板。其中：minH压力机的最小闭合高度maxH压力机的最大闭合高度九、装配图九、装配图： （见下图）（见下图）B=125开模最大高度225（mm）上模座20012540下模座20012550导柱25180导套259538