垫圈冲压模具设计

目录

目录----------------------------------------------------------------------------------------------1 摘要----------------------------------------------------------------------------------------------2 前言----------------------------------------------------------------------------------------------3 1、课程设计任务说明书--------------------------------------------------------------------4 1.1、实训目的------------------------------------------------------------------------ ------4 1.2、实训任务----------------------------------------------------------------------- -------4 2、零件的工艺分析--------------------------------------------------------------------------5 2.1、分析零件的冲压工艺性------------------------------------------------------------5 2.1.1、工件材料-------------------------------------------------------------------------5 2.1.2、工件结构-------------------------------------------------------------------------5 2.1.3、尺寸精度-------------------------------------------------------------------------6 3、冲压工艺方案的确定---------------------------------------------------------------------7 4、重要设计计算------------------------------------------------------------------------------8 4.1、排样方式的确定及计算-------------------------------------------------------------8 4.1.1、确定搭边值--------------------------------------------------------------- -------8 4.1.2、计算送料步距A-----------------------------------------------------------------8 4.4.3、计算料条宽度B-----------------------------------------------------------------8 4.1.4、排样图如下-----------------------------------------------------------------------8 4.1.5、计算材料的利用率--------------------------------------------------------------8 4.2、冲压力的计算-------------------------------------------------------------------------9 4.2.1、冲孔力-----------------------------------------------------------------------------9 4.2.2、落料力-----------------------------------------------------------------------------9 4.2.3、冲裁力-----------------------------------------------------------------------------9 4.2.4、卸料力-----------------------------------------------------------------------------9 4.2.5、推件力-----------------------------------------------------------------------------9 4.2.6、总冲压力--------------------------------------------------------------------------9 4.3模具工作尺寸的计算------------------------------------------------------------------10 结论----------------------------------------------------------------------------------------------12 致谢----------------------------------------------------------------------------------------------13 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------14

《冲压工艺模具学实训》说明书

摘要

本次的课程设计是一个简单的垫圈及其复合模设计，此副模具是采用落料—冲孔两道工序相结合的复合模，本人经查阅相关书籍、资料以及对设计此副模具所要用到的相关公式、数据作出了一个准确的依据。

本次课程设计一共分为两部分，和其他模具的设计一样，第一部是对零件进行工艺分析，接着对工艺方案进行比较，最终确定选用复合模加工制件的工艺方案。然后画工序图、排样图以及对材料利用率的计算，计算冲压力，选择冲压机。然后填写冲压工艺规程卡。第二部分是冲压模具的设计，选择冲模类型以及结构形式，定位方式，卸料方式，模具设计计算（主要计算各类主要零件的外形尺寸），最后确定凸凹模工作部分尺寸。

关键词：垫圈 落料 冲孔

《冲压工艺模具学实训》说明书

前言

在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压橡胶等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能够提高生产效率，节约原材料，降低成本，并可保证一定的加工质量要求。所以，汽车、电器、仪表、玩具等的零部件很多采用模具来加工。随着科学技术的发展，产品的更新换代加快，对模具质量要求也越来越高。模具的设计、制造工业部门肩负着为相关企业和部门提供产品的重任。如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。

金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性，操作的方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。

这次课程设计的内容是利用CAD等系列软件设计材料为10钢垫圈冲压模具，说明书有四部分内容，叙述了整个设计的过程。分析了零件的工艺性，经济性，确定零件的冲压工艺方案及其模具的结构。然后进行模具零件的设计计算。计算出零件尺寸后，通过CAD

软件做出各个零件的实体，最后完成模具装配。

由于时间比较仓促，有的地方考虑不足，希望老师予以指导。

《冲压工艺模具学实训》说明书

• 课程设计任务说明书

1.1实训题目：

图1-1所示冲裁件，材料为10钢，厚度为3mm，大批量生产。试

制定工件落料冲孔复合膜具的设计

图1-1

1.2实训任务：

1. 编制工件冲压工艺规程； 2. 绘制模具装配总图（A0）；

3. 绘制零件工作简图（图纸幅面自行确定）； 4. 编写设计说明书； 5. 模具装配、调整； 6. 试模。

《冲压工艺模具学实训》说明书

2、件的工艺性分析

2.1、分析零件的冲压工艺性

2.1.1、工件材料：该冲裁件的材料10钢是优质碳素钢，具有较好

的可冲压性能。

2.1.2、工件结构：该制件形状简单，对称。比较适合冲裁。 2.1.3、尺寸精度：零件图上注公差的尺寸:

零件外形：φ38±0.3mm 零件内形：φ21

mm

结论：适合冲裁，故决定采用孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成型。

《冲压工艺模具学实训》说明书

3、冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以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：冲孔—落料复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高且生产效率低，两次定位累计误差大，难以满足大批量生产要求。方案二也只需要一副模具，且生产效率也很高，并且容易实现自动化生产，由于此制件所有尺寸都属于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上设置导正销导正足够可以保证冲压件的形状精度，所以此制件即可以用复合模也可以用级进模进行生产。 结论：此制件采用导正销级进模生产，即选择方案三。

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4、重要设计计算

4.1、排样方式的确定及计算

排样设计主要确定排样形式、送料步距、调料宽度、材料利用率和绘制排样图。

4.1.1、定搭边值，查表2.7最小工艺搭边值/mm

工件间的搭边a=2.5mm 工件边缘搭边a1=2.2mm

4.1.2、计算送料步距A：步距为：H=38+2.2=40.2mm

4.4.3、计算料条宽度B：经计算求得调料宽度：B=38+2xa=43mm 4.1.4、排样图如下

4.1.5、计算材料的利用率：一个步距内的材料利用率η为：

=3.14*19*19÷(43×40.2)×100％ = 65.6％

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4.2、冲压力的计算

4.2.1、冲孔力 F冲=1.3Ltτ

=1.3×π×21×3×300 =77.1(KN)

4.2.2、落料力 F落=1.3Ltτ =1.3×3×38×3.14×300 =139.5(KN)

其中τ按抗拉强度钢板计算.

4.2.3、冲裁力 F冲=K卸 + F落

=139.5+77.1 =216.6(KN)

4.2.4、卸料力： F卸=K卸*F落料

=0.04x139.5 =5.58（KN）

4.2.5、推件力 查表推件力系数K推=0.045 n=1

F推=nK推F冲孔 =1×0.045×139.5 =3.5（KN）

4.2.6、总冲压力：

F总=F落+F冲+F卸+F推

=139.5+77.1+3.5+5.58=225.68(KN)

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4.3模具工作尺寸的计算

刃口尺寸计算列于表1中。其中:

落料部分以凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。

查表间隙值Zmin=0.49mm，Zmax=0.55mm。 冲孔的凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：

查表得凸、凹模的制造公差δp=0.030mm，δd=—0.020mm

由于Zmax—Zmin=0.55—0.49=0.06mm，δp+δd=0.030+0.020=0.050mm，满足

Zmax—

Zmin≥δ

p+δ

d条件。

查表得磨损系数X=0.5。

.30基本尺寸转化为标准尺寸为:Φ38±00.3mm=Φ38.30.6mm 0.20.6 Φ21mm 0.4mm=Φ20.6000dp=(d+x△)0 =（20.6+0.5x0.6）mm=20.9δ0.0300.030mm

pδd 0.0200.020dd=（dp+ Zmin）0=（20.9+0.49）0mm=20.580mm

δd0.0200.020Dd=(D-x△)0=（38.3-0.5x0.6）0=380mm 00Dp=（Dd- Zmin）0δp=（38-0.49）0.030=37.510.030mm

表1 刃口尺寸计算 基本尺寸及冲裁 分类 间隙 D Z=0.49 =38.3 落 Z=0.55 料 Z- Z 凹 =0.55-模 0.49 =0.06mm 磨损 系数 计算公式 制造 公差 计算 结果 D= 相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间 公差=(D0.6，D故xΔ)04 x=0.5 -Δ/4 冲 孔 d=13 同上 dp=(d+xΔ) Δ/4 d=13.18 相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间

《冲压工艺模具学实训》说明书

结论

在设计过程中，查阅有关模具设计手册与冷模具设计的资料并绘制出成形的总装配图及各种无标准零件图。

本设计说明书详细介绍了垫圈冷冲压模具设计过程，对各个工序的设计构思及具体实施方案，主要有前言，设计说明书，讲述模具设计工艺方案及工艺过程等。

设计的要求是首先要保证产品质量节约原材料，降低劳动强度，降低成本，提高劳动生产率原则，制图符合国家标准，标注尺寸合理，图面整洁，布局合理，说明书力求系统性强，易懂，便于查看。

通过这次冷冲模的设计让我知道：冷冲模是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。并且通过这次冷冲模设计，使我重新温习了以前学过的有关机械方面的知识，并且通过查阅资料了解了一些新的知识，使我对模具设计有了更进一步的了解。

《冲压工艺模具学实训》说明书

致谢

通过这次的模具设计，使我对模具有了更深的了解，尤其是冲模的定义、分类、结构组成及工作原理。实际制作模具更是一项艰难地工作，很多工作都是靠经验的，书本上是学不到的。在此次设计过程中遇到了很多问题，但最后都一一解决了，在此要由衷的感谢老师。

通过此次课程设计虽然我得到了很多收获，但是由于在设计过程中查阅了大部分的资料，则对于真正的模具设计是有限的，是欠缺的。因此，在我的设计图纸和说明书中，存在着很多不足之处，希望老师在审阅的时候给予指正，帮助我们更好的进步。

感谢老师对我的细心指导和帮助，同时也要感谢同学的帮助，走上工作岗位后我会以饱满的热情迎接挑战，努力工作取得优异的成绩来回报学校。

参考文献

《模具专业毕业设计手册》.魏春雷编著.天津大学出版社 《冲压工艺与模具设计》.贾崇田 李名望主编.人民邮电出版社. 《冷冲压模具设计指导》.王芳主编.机械工业出版社.