浮生丶流年《塑性成形工艺》课程设计题目：双孔垫片复合模设计姓名：灬焚书灬学号：89757系别：材料工程系专业：材料成型及控制工程年级：2012级指导教师：2015年月日目录1 课程设计任务书 (1)2 冲压工艺分析 (1)2.1 结构与尺寸 (1)2.2 精度 (2)2.3 材料 (2)3 冲裁工艺方案的确定 (2)3.1冲裁工艺分析 (2)3.2工艺设计与工艺计算 (3)3.2.1排样图设计 (3)3.2.2冲裁力的计算 (4)3.2.3卸料力和推件力计算 (5)3.2.4总冲压力的计算 (5)3.2.5压力中心计算 (5)4必要工艺计算 (5)4.1 凸模和凹模具尺寸计算的依据和计算原则 (6)4.2 凸模和凹模工作部分尺寸和公差 (6)5 主要工作零件设计 (8)5.1 凹模的尺寸 (8)5.2 凹模洞口的类型 (8)5.3 凸模的尺寸 (9)5.4 凸凹模的尺寸 (9)5.5 凸模固定板 (10)5.6 上、下垫板 (10)5.7 弹性元件的尺寸 (10)5.8 推件装置的选择 (10)5.9 卸料装置 (10)5.10 辅助零件与结构的设计 (10)5.11 模架的选用 (11)5.11.1 上、下模架的选择 (11)5.11.2 导柱、导套的选择 (12)6 模柄 (12)7 闭合高度确认 (12)8 压力机的确定 (13)参考文献 (15)1 课程设计任务书设计题目：双孔垫片复合模设计工件图：如图1毛坯直径：50mm材料：45#钢厚度：1.5mm技术要求：零件公差按IT13选取图1 零件尺寸图2 冲压工艺分析2.1 结构与尺寸该零件结构比较简单，尺寸较小，应用较广泛，主要由冲孔和落料组成，工件为圆形双孔垫片。
垫片外圆直径：D=50mm，上下偏差分别为0和-0.46。
内部孔心距为：25mm，上下偏差都0。
两个内孔直径：d=14mm，上下偏差分别为+0.27和0。
板料厚度为T=1.5mm。
孔与工件外边沿最小尺寸为5.5mm。
以上尺寸均符合B>2T，此零件适合冲裁加工。
2.2 精度冲裁件的精度一般可达IT12~IT10级，较高精度可达IT10~ IT8级，该工件精度要求IT13级，精度要求不高，此零件适合冲裁加工。
2.3 材料工件加工材料为45号钢，查《冷冲模设计》[1]表2-3：45号钢力学性能：σ≥539MPa抗拉强度bσ≥353 MPa屈服强度s伸长率δ≥16%剪切强度τ≥432 MPa45号钢机械强度低，塑性、韧性好，冷状态下容易模压成形，容易切削加工，焊接性能好，为提高表面硬度可进行渗碳和氰化处理。
45号钢用于制造强度不高的焊接件、冷冲压件、锻件和渗碳零件如螺栓、垫圈，隔板、外壳等。
强度硬度不高，但塑性韧性都很好。
由于此材料具有较高的弹性和良好的塑性故适合适合冲裁。
3 冲裁工艺方案的确定3.1冲裁工艺分析根据之间工艺性分析，其本工序有落料，冲孔二种，可有以下三种工艺方案：落料——冲孔，单工序模生产；落料——冲孔，复合模生产；冲孔——落料，级进模生产。
单工序模结构简单，但需要两道工序两模具、生产率低，零件质量差，难以满足该零件的生产要求。
复合模只需要一副模具，冲压件的形状精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。
尽管模具较方案（1）复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不苦难。
级进模也只需一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的形位公差，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装角复合模复杂。
通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案（2）为佳3.2工艺设计与工艺计算3.2.1排样图设计设计复合模，首先要设计调料排样图。
排样方法可分为有废料排样法，少废料排样法和无废料排样法，垫片的形状呈圆形特点，多排时因冲件尺寸较大影响冲件质量，应采用直排式。
排样如下图查《冷冲模设计》 P61表3-10 确定搭边值：a =1.0mm; a1=1.2mm;A =D+a=50+1=51mm;条料宽度查《冷冲模设计》有05.001)22(-+∆++=b a D B 公式（1） D —平行于送料方向的冲裁件宽度，取D=50mm ；1a —冲裁件与条料侧边之间的搭边，取1a =1.2mm ；△—板料剪裁时的下偏差，取△=0.5mm ；0b —条料与导料板之间的间隙，取0b =0.8mm 。
05.001)22(-+∆++=b a D B =(50+2×1.2+2×0.5+0.8）05.0- =54.205.0-错误！未找到引用源。
确定后排样图如下图2所示图2 排样图一个进距内的材料利用率（根据《冷冲模设计》 P63式3—27查得）：η=S/AB ×100% 公式（2） 式中，S — 一个步距内冲裁件的实际面积（2mm ） B — 条料宽度（2mm ） A — 送料步距(2mm ）)2/(2)2/(d D S ππ-= 公式（3）=π×25×25-2×π×7×7=1655.62（2mm ） η=1655.62/（51×54.2）×100%=64.5% 3.2.2冲裁力的计算冲压力的大小主要与材料的力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。
用平刃口冲裁时，冲裁力F （N ）可按下式进行计算：F = KLt τ 公式（4） 式中，L —冲裁件周边长度，取L=（π50+2π15）mm ；T —材料厚度，取T=1.5mm ； Τ —材料抗剪强度（MPa ）；K —系数。
考虑到模具刃口的磨损。
模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3，查《冷冲模设计》P38表2—3取τ=500MPa。
故F = 1.3×（πD+2πd）×1.5×500=1.3×（π50+2π15）×1.5×500=245.04KN3.2.3卸料力和推件力计算卸料力：从凸模上卸下板料料所需的力F卸= K卸F；推件力：从凹模内向下推出工件或者废料所需的力F推= nK推F。
查《冷冲模设计》P57表3-8可知：K卸=0.04 、K推=0.05。
则：F卸= K卸F=0.04×245.04=9.802KNF推= nK推F =4×0.05×245.04 = 49.008KN式中，F —冲裁力；K卸—卸料系数；K推—推件系数；n —梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t）h由《冷冲模设计》[1] P101表4-2取h=6；F卸—卸料力；F推—推件力。
3.2.4总冲压力的计算采用弹压卸料装置和上出件，所以F总=F+F卸+F推公式（5）=245.04+9.802+49.008=303.85KN3.2.5压力中心计算因为冲裁件形状是对称冲件，而对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上，因此该模具的压力中心坐标为（0，0）。
4必要工艺计算4.1 凸模和凹模具尺寸计算的依据和计算原则1）落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制。
2）冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
3）孔心距孔心距由凹模孔心距保证。
由于凸模和凹模具磨损不影响孔心距变化，故凹模孔心距的基本尺寸取用工件孔心距公差的中点上，按双向对称偏差标注。
4）冲模刃口制造公差。
凸凹模具刃口尺寸精度的选择应以能保证工件精度要求为准，保证合理的图凹模间隙，保证模具一定的使用寿命。
4.2 凸模和凹模工作部分尺寸和公差以凸模与凹模分别加工法，根据《多工位级进模设计与制造》[2] P18表2-4查得计算如下：Zmin=0.190mm Zmax=0.230mmZmax-Zmin=0.230－0.190mm=0.04mm落料部分制造偏差：δ凸= -0.020mm δ凹=0.03mm|δ凸错误！未找到引用源。
|+|δ凹|=0.05mm>0.04mm不能满足|δ凸|+|δ凹错误！未找到引用源。
|≦Zmax- Zmin条件将数据带入黄金分割公式，即可得到：δ凸错误！未找到引用源。
=0.4（Zmax-Zmin）=0.4×0.04mm=0.016mmδ凹错误！未找到引用源。
=0.6（Zmax-Zmin）=0.6×0.04mm=0.024mm冲孔部分：Zmin=0.190mm Zmax=0.230mm错误！未找到引用源。
凸错误！未找到引用源。
= -0.020mm 错误！未找到引用源。
凹错误！未找到引用源。
=0.020 mm|δ凸错误！未找到引用源。
|+|δ凹错误！未找到引用源。
|=0.04mm=0.04mm能满足|δ凸错误！未找到引用源。
|+|δ凹错误！未找到引用源。
|≦Zmax- Zmin条件1）落料错误！未找到引用源。
D凹=（Dmax-x△)δ凹+公式（6）D凸= ( 错误！未找到引用源。
D凹－Zmin错误！未找到引用源。
0δ凸-公式（7）2）冲孔d凸= (Dmin+∆x 错误！未找到引用源。
0δ凸-公式（8）d凹=(错误！未找到引用源。
凸+ Zmin 错误！未找到引用源。
）δ凹+0公式（9）式中 错误！未找到引用源。
D 凸、D 凹 ——落料凹凸模尺寸； D 凸、d 凹 ——冲孔凸凹模尺寸；错误！未找到引用源。
凸、δ凹 ——凸、凹模的制造公差； D max ——落料件最大极限尺寸，取D max =50mm ；D min ——冲孔件最小极限尺寸，取D min =14mm ； Δ ——冲裁件制造公差，取Δ=0.46mm ；m i n Z ——最小初始双面间隙，取Z min=0.19mm ；X ——系数，在0.5～1之间，根据《冷冲模设计》 查表3-5，取X=0.5。
故 1）落料错误！未找到引用源。
D 凹 =（D max -x △)δ凹+0错误！未找到引用源。
= 错误！未找到引用源。
49.7703.00+mmD 凸 = ( 错误！未找到引用源。
D 凹 －Z min 错误！未找到引用源。
0δ凸-= 49.58错误！未找到引用源。
mm2）冲孔d 凸 =（Dmin+∆x 错误！未找到引用源。
0δ凸- 错误！未找到引用源。
= 14.135002.0-错误！未找到引用源。
md 凹 =（错误！未找到引用源。
凸+ Zmin 错误！未找到引用源。
）δ凹+0错误！未找到引用源。
= 14.32502.00+错误！未找到引用源。
mm综上所述，模具刃口尺寸如下： 类型 名称公称尺寸 上偏差 下偏差 落料T D 49.58 0 -0.020 A D49.77+0.030冲孔14.135 0 -0.02014.325 +0.020 0孔心距dL25 0 05 主要工作零件设计5.1 凹模的尺寸凸凹模中落料凹模高度计算，采用直壁式，根据《冲压模具设计手册》[3]查得P101表4-2取得h=6 β=2°；由P102 根据材料厚度1.5mm，b为50—100 表4-3取得k=0.4 。