课程设计（说 明 书）题 目：垫片模具设计* 名： ***学 号： *********常熟理工学院2010 年 11月目录第1章垫片图纸及技术要求1.1零件图1.2技术要求第2章冲压工艺与模具设计2.1冲裁的工艺分析2.2确定冲裁工艺方案及模具结构形式2.3冲压模具的设计计算2.3.1排样方式的确定及其计算2.3．2冲压力的计算2.3.3压力中心的确定及相关计算2.3.4模具刃口尺寸计算2.3.5确定各主要零件的外形尺寸2.4绘制冲模总装图第3章主要零件及其他零件设计选取3.1 主要零件设计3.1.1 工作零件结构设计3.1.2 定位零件设计3.2 其他零部件结构设计3.2.1导料板的设计3.2.2卸料部件的设计3.2.3推件装置3.2.4模架的选择3.2.5其他标准件的选择第5章结论参考文献第1章垫片图纸及技术要求工件名称：垫片工件简图：如图所示。

材料：Q235材料厚度：1.5mm技术要求：零件的精度要求公差等级均为IT110标准公差表注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。

第2章冲压工艺与模具设计2.1 冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。

材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

工件结构相对简单，有两个φ10mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为6mm(φ10mm的孔与R10mm外圆之间的壁厚)。

此零件厚度小，形状简单，要求设计的模具具有高精度和高成型效率。

，普通冲裁完全能满足要求。

2．2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-落料级进冲压。

采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。

方案二只需一副模具，工件精度要求高，生产批量大，表面要求平整，并且零件的几何形状简单对称，模具制造也并不困难。

方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易满足。

通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。

但是复合模具在设计过程中应注意以下问题：（1）复合模在模具的同一位置上完成两道或两道以上的工序，模具结构较复杂，因此应在上下模间设置导向装置。

（2）当复合模为倒装结构时，通常采用弹性卸料板卸料；当冲压毛坯为块料时，则可用废料刀卸料，当复合模为正装结构时，若卸料力不大，应采用弹性卸料装置；只有卸料力较大，用弹性卸料装置不能满足卸料力要求时，才采用刚性卸料装置，由于弹性卸料具有操作方便的优点，因此应尽量采用弹性卸料装置。

（3）外形复杂的凸凹模，通常设计成直通形式，以方便线切割加工。

此时凸凹模的固定方式要根据凸凹模的结构形状及尺寸而定。

可采用螺钉、销钉、铆接、低熔点合金或环氧树脂粘接等固定方法。

（4）凸凹模平面尺寸较大时，不论是采用正装结构还是倒装结构，均可省去固定板，将凸凹模直接固定在模板上。

（5）对于冲压非轴对称制件的复合模，其工作零件必须定位可靠，不允许有转动的可能。

（6）对于落料—冲孔的复合模具，在选用压力机时也应该注意压力机的许用载荷曲线，特别当模具工作行程较大时更应注意。

（7）当复合模的导柱采用中间或对角布置时，应使两导柱直径不同，以防止上模相对下模错位180°而发生事故。

2.3 主要设计计算2.3．1排样方式的确定及其计算设计复合模，首先要设计条料排样图。

垫片的形状两边直边的特点，直排时材料利用率高，应采用直排，设计成直接冲压，可显著地减少废料。

查表2.12可得：工件间搭边值为1.0mm，侧面搭边值为1.3mm。

所以，条料步距为A = 40 + 20 + 1.0 = 61mm总体采用弹压卸料装置，且为无侧压装置送料。

查表2.12可得：导料装置与最宽条料之间的单面最小间隙为0.5mm所以，条料宽度为B=20 +（1.3*2）+0.5=23.1mm材料利用率的计算据查可知：原材料选用800mm*1500mm*2mm的冷轧薄钢板，每块可切成47mm*1500mm规格的条料17条，材料剪切利用率可达99.9%。

一个步距内材料利用率：N= s/s = Πr/AB100% = 67.76%查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为67.76%。

2.3．2冲压力的计算该模具采用冲孔—落料复合模，拟选择弹性卸料、下出件。

冲压力的相关计算见表8.2.1。

F =Lt bδ=1.3⨯131.88⨯260⨯2=89.2kN落F Ltιδb=1.3⨯(20⨯3.14+12) ⨯2⨯260=50.6KN=冲孔hH=6mm 则n=3=tKN KF F 8.32.89043.0=⨯==落卸kN nkF F 6.76.5005.03=⨯⨯==孔推=总F 落F +冲孔F +卸推F F +=89.2+50.6+3.8+7.6=151.1kN一般冲裁机压力吨位必计算的冲压力大30%， 即ι总F =1.3*151.1=196.5KN 橡胶块：聚胺酯 选用2个。

N nFF y 3800==H h j 3.0= H h y 1.0=H=mm h g 152.032.0==A=27.252152.13800mm F F qy ==222209.803mm Ad D R ==-=πd=10mm 则：D=30mm 、参数为(15,30,10)根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。

2.3．3确定模具压力中心模具压力中心是指冲压式各冲压力合力的作用点，为了确定压力机和模具的正常工作，使冲模的压力和压力机滑块的中心相结合。

对称块的冲裁，冲裁件的压力中心就是冲裁件的几何中心。

本冲裁件是对称件，所以压力中心就在冲裁件的几何中心，即O 点，因此不要计算压力中心。

由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心在原点O ，所以模具中心仍选在坐标原点O 。

若选用J23-25冲床，C 点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。

2.3．4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、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表8.2.3 所示。

1）孔凸凹模刃口尺寸的计算。

由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。

其凸、凹模刃口尺寸计算如下： 查表2.4得min Z =0.132 max Z =0.240由工件精度IT=14查标准工差表得1∆=0.58 2∆=0.58 3∆=0.18而对于凸δ=凹δ=1/4∆校核：max Z -min Z =0.108mm, 满足：max Z -min Z ≥凸δ+凹δ 查表2.6得：IT14级时磨擦系数1x =2x =0.5 ,3x =0.5凸模磨损后，冲裁件尺寸变小，则其凸凹模尺寸按公式：0)(凸凸δ-∆+=X d d 计算:04/1863.01)3.05.08(⨯-⨯+=d =00216.015.8-)1.040(2±=L冲孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在0.246~0.360之间。

2）外形落料凸凹模刃口尺寸的计算。

对于外形落料采用公差法制作，其凸凹模刃口尺寸的计算如下：当以凹模为基准时，凹模磨损后，刃口部分尺寸变大，因此属于A 类尺寸。

按公式凹凹δ+∆-=0max )(x A A由工件精度IT=10查标准工差表得∆=0.84，而凸δ=0.02, 凹δ=0.025由表2.6得磨损系数x 为0.5：则145.00)84.05.010(+⨯-=凹A =145.006.9+ 0009.0)126.06.9(--=凸A =0009.0474.8-注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25％。

2.3.5 卸料橡胶的设计选用的四块橡胶板的厚度务必一致，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。

橡胶块：聚胺酯 选用4个。

N nF F y 3800== H h j 3.0= H h y 1.0= H=mm h g 152.032.0== A=27.252152.13800mm F F q y== 222209.803mm A d D R ==-=πd=10mm 则：D=30mm 、参数为(15,30,10)2.4模具总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用分别冲压，所以模具类型为冲孔—落料复合模。

（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因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。

（3）卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.2mm ，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。

又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。

（4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。

（1）工作零件的结构设计① 落料凹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。

其总长L 可按公式2.9.2计算：20+14+1.2+28.8=64mm1) 落料凸、凹模的结构设计。

在落料凹模内部，由于要设置推件块，所以凹模刃口应采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=6mm 。

该凹模的结构简单，宜采用整体式。

查表2.22，得k=0.5则，凹模高度21425.0=⨯==ks H ；凹模壁厚5.31215.15.1=⨯==H C凹模的外形尺寸的确定：凹模外形长度56.1055.312564.4221=⨯+=+=c s L凹模外形宽度1055.312422=⨯+=+=c s B凹模整体尺寸标准化，取为125mm ⨯125mm ⨯28mm 。

第三章 主要零件及其他零件设计3.1．主要零部件设计材料：Crl2MoV 热处理：58～62HRC技术要求：尾部与凸模固定板按H6/m5配合② 冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。

其中冲5个φ5的圆形凸模可选用标准件BⅡ型式（尺寸为5.15×64）。

冲φ8mm孔的凸模结构如图8.2.4（b）所示。