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圆形垫片冲压课程设计说明书

(一)设计任务:工件为垫圈,材料为Q235钢,精度要求为IT11~IT12,尺寸如下图所示,设计一套冲压模具,大批量生产。

(二) 零件工艺性分析:1.结构与尺寸分析:零件结构简单,形状对称,零件中部圆孔直径为22mm ,满足冲裁最小孔径mm t d 30.1min =≥的要求;孔与零件边缘间的最小孔边距为21mm ,满足冲裁件最小孔边距mm t l 5.45.1min=≥的要求,因此,零件的结构满足冲裁的要求。

2.材料分析:Q235为普通碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。

3.精度分析:零件的精度要求为IT11~IT12,取精度为IT11,模具按精度IT7~IT8计算,普通冲裁即可满足图样要求。

由以上分析可知,该零件工艺性较好,可以进行冲裁加工。

(三)冲裁工艺方案的确定零件为落料冲孔件, 可采用落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产。

该方案只需要一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。

(四)确定模具总体结构方案1.模具类型根据之前确定的零件冲裁工艺方案,采用倒装式复合冲裁模。

2.操作与定位方式为降低成本,可采用手工送料方式。

板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成,因为该模具采用的是条料,采用导料板控制材料的送进方向。

3.卸料与出件方式冲压完毕后,打杆推动推板,推杆和推件块将零件从凹模中推出。

冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下。

4.导向方式根据零件尺寸大小,该模具为中小型模,采用滑动导柱导套导向。

5. 模架类型及精度考虑到零件的结构特点,采用后侧导柱模架。

(五)零件工艺计算1、排样设计与计算(1)、分析零件形状,并考虑到定位方便,采用单行直排;(2)、.搭边值确定:查表2-9得,a=3mm b=2.5(3)、条料宽度和导板间距的计算:定位采用挡料销定位,无侧压装置,板料采用斜刃剪床裁剪。

条料宽度mm z a D B 4.688.0)2.1(2326422=+-⨯+⨯+=+∆++=其中mm D 64=,a=3mm,查表2-13得,导料版与条料间的最小间隙mm z 5.0=,查表2-12可得,条料宽度偏差mm 2.1-=∆ ,根据实际情况取料宽为70mm.2、模具刃口尺寸计算由于零件为形状简单的圆形工件,采用凸、凹模分开加工。

由于零件对断面质量、尺寸精度要求一般(IT11~IT12),且为大批量生产,对模具寿命要求较高,宜采用中等间隙(Ⅱ类)查表2-3(金属材料冲裁间隙比值)得:%0.20%0.14≤<tz故取 ,42.0min mm Z =mm Z 60.0max =∴ mm Z Z t 072.0)(4.0min max =-=δmm Z Z a 108.0)(6.0min max =-=δ(1)落料件尺寸的基本计算公式为:ax D D a δ+∆-=0)(m i n )(t Zx D D t δ--∆-=查表2-5得:系数x=0.75,∆=0.19故mm 858.6319.075.064(108.00108.00++⨯-==)a D mm 438.6342.019.075.0-64(D 0072.00072.0t --⨯==)-(2)冲孔件尺寸的基本计算公式为:0)(t x d d t δ-∆+=aZ x d d a δ++∆+=0m i n )(查表2-5得:系数x=0.75,∆=0.13 故mm098.2213.075.022(0072.00072.0--⨯+==)t dmm 518.2242.013.075.022(d 108.00108.00a ++⨯+==)+3、设计冲压力和压力中心,初选压力机零件周长:mm 04.270226414.3)()=+(⨯=+=d D L π 材料厚度:mm 3t =查表2-3,取条料抗剪强度:Mpa 300b =τ 则有:.0KN 243300304.270=。

⨯⨯==b Lt F τKN 9.315300304.2703.13.1=⨯⨯⨯==b Lt F τ由于采用弹性卸料装置和下出料方式,查表2-6有:卸K =0.035,推K =0.045,顶K =0.05. 故:KN 6.011.9315035.0F K F =卸卸⨯==KN F .815.931505.0K F =⨯==顶顶查表2-40,根据材料厚度取凹模入口直壁h=12mm,43/12==÷=t h nKN 86.569.315045.04F K F ===推推⨯⨯n从而总的冲压力:KN 82.38386.5606.119.315F F F F ==++=推卸总++根据总的冲压力,选择压力机型号为J23-40(开式双柱可倾式压力机),主要技术参数如下:标称压力 400KN 滑块行程 100mm 行程次数 80次/min 最大闭合高度 300mm 闭合高度调节量 80mm 滑块中心到机身距离 300mm工作台尺寸 前后520mm 左右 870mm 工作台孔尺寸 150mm模柄孔尺寸 直径50mm 深度70mm 电动机功率 4KW 压力中心计算由于零件为简单对称件,所以零件的压力中心就是零件的几何中心。

(六)模具零部件结构的确定1.凹模设计查《简明冲压设计手册》式2.16和2.17可得: 凹模高度Kh H = 凹模壁厚HC)25.1(-=其中凹模刃口最大宽度h=64mm,由表2.41查得 K=0.35 所以:mm Kh H 4.226435.0=⨯== C=(1.5~2)H=33.6~44.8,取C=40mm由于工件形状为圆形,故选用圆凹模 凹模直径 mm C h D144402642=⨯+=+=凹模直壁高度m m h 12/= 由以上算的凹模轮廓尺寸mm H D 4.22144⨯=⨯,查有关国家标准JB/T7643.4-94,取标准尺寸28160⨯=⨯H D ,凹模材料选用Cr12MoV ,热处理淬硬(58-62)HRC 。

凹模尺寸见下图2.固定板(1) 凸模固定板:凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度根据标准件要求,选择20mm ,选取板的规格为 20160⨯=⨯HD(2) 凸凹模固定板:凸凹模固定板的外形尺寸与垫板的外形尺寸一致,厚度根据标准件要求,选择25mm , 选取板的规格为25160⨯=⨯H D3.垫板的设计垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块翠英磨平的垫板。

凸模垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度取8mm ,选取规格8160⨯φ凸凹模垫板的外形尺寸与凸凹模固定板相同,厚度取10mm ,选取规格10160⨯φ4.卸料板的设计用卸料板卸料,卸料板的平面外形与凸凹模板相同,取其厚度为18mm,即18160⨯=⨯H D , 卸料板材料为45号钢。

5.凸模设计(1)冲孔凸模采用B 型圆凸模,凸模长度mmL L L 482820=+=+=凹固冲模材料选用普通碳素工具钢,热处理淬硬(58-62)HRC ,[σt ]=1000-1600MP 。

凸模刃口基本尺寸见下图。

(2)凸模强度校核:a .承压应力校验冲裁时凸模承受的压应力不超过σt 凸模材料强度允许的压应力[σt ],对于圆形凸模[]στtt 4t d ≥ 则 []m mtd 6.3100033004 t4min=⨯⨯=≥στ故d = 22.098mm 满足要求b.弯曲应力校核:凸模不发生失稳弯曲的最大长度为nFEJ L42maxπ≤,对于圆形凸模m m F d L 04.194315900270270098.2222max=⨯=≤ 故L=48mm 满足要求6.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下:(1)确定橡胶的横截面积ApF A x /=查得矩形橡胶在预压缩量为10%-15%时的单位压力是0.5Mp, 所以2221205.0/11060/mm p F A ===卸由于能够加橡胶的极限面积为Π×(802-322)=16880.64mm 2<22120 mm 2,所以要加两层橡胶(2)确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点,选择圆形橡胶。

由于要布置固定螺钉和销钉,所以采用6块圆形橡胶分别安装在螺钉与销钉中间则: 设橡胶直径为D :2/1242A D=⨯π计算得,D=34.26mm,取D=40mm(3)确定橡胶的自由高度H0.30~0.25LH =L 是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1+2=6mm故H ≥24mm 又∵5.15.0≤≤D H ,H=20~60mm ,取H=25mm(4)计算橡胶装模高度0H橡胶垫的预压缩量为15%,则橡胶的装模高度约mm 5.4222585.0=⨯⨯,所以选用的橡胶规格合理, 装模高度0H 取43mm ,工作高度H=43-t-1=39mm.7.凸凹模设计凸凹模的壁厚18mm ,查表2-51最小壁厚=(2.0~2.5)t = 6~7.5,所以满足最小壁厚要求。

凸凹模高度H=h h h 86254318=++=++固橡卸 , 具体各部分尺寸见下图。

8.选择紧固件和定位零件螺钉规格的选用:根据标准GB699选取材料为45号钢,热处理硬度值为HRC35-40,卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为10mm ,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。

活动挡料销:在卸料板上固定了2个导料销,用于条料送进的定位。

9.选择模架及其它安装零件根据GB/T 2861.5-90, 由凹模周界160Φ及安装要求,选取凹模周界:200200⨯=⨯B L 上模座:45200250⨯⨯ 下模座50200250⨯⨯导柱 19032⨯Φ 导套 4311532⨯⨯Φ。

10.模柄的设计:由压力机型号 JG23-40,可查的模柄孔的直径为50mm ,深度为70mm 。

即选模柄B50×105JB/T7646.1。

参考文献1、郝滨海主编 模具设计及CAD 化学工业出版社2、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社3、付宏生主编 模具识图与制图 化学工业出版社4、廖希亮邵淑玲主编机械制图山东科学技术出版社5、李奇涵主编冲压成型工艺与模具设计科学出版社6、山东大学机械学院编著机械设计常用标准7、丁松聚主编冷冲模设计机械工业出版社。

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