冲压模具设计-垫圈的冲压模具设计.docx

重庆工业职业技术学院冲压模具设计课程设计说明书课程名称： 垫圈的冲压模具设计专业班级： 15模具301学 号： 29学生姓名： 指导老师： 前言模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排的非常重要的教学实践环节，也是毕业设计的重要内容。该任务的意义在于巩固模具结构及设计概念的理解，对全书知识的掌握程度的加深，培养学生的实际工作能力，从查阅相关资料，树立正确的设计思想到掌握正确的设计方法等，均加强学生的自主性和动手能力。通过此设计，学生在工艺性分析，工艺计算，零件结构，编写说明书和查阅文献等方面受到一次综合性的训练，也检阅一学期的收获成果。本次设计由本组6人共同完成，设计任务是根据一个垫圈的工件设计一副模具。一：分析制件的冲压工艺性制件垫圈材料为普通碳素结构钢，形状为空心圆柱，内圆直径为20mm，外园直径为30mm，其材料厚度是2mm，孔与边缘距离C大于等于（1.52）t，t为料厚，制件表面粗糙度为3.2，精度级为14级，中批量生产。设计计算内容及说明 结论1、批量与材料批量也称生产纲领，即年生产量，由于成本，技术要求，质量等因素，冲压件必须达到一定量才能体现冲压工艺优势，量与优势成正比增长。材料应满足产品使用性能和冲裁工艺对材料的基本要求，在此条件下尽量降低冲裁件的成本。冲压材料：板料：尺寸大，适用于于大中小型零件带料：实用大批量生产，自动送料块料：少数钢号，有色金属2、冲裁件的精度与断面粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差公差等级最好低于IT9级。垫圈属于低精度要求制件，加工难度低，考虑到成本及经济性，制件无需精确配合，故按IT14级公差即可满足使用要求。用普通冲裁方式冲裁厚度为2mm以下金属板料时，其断面粗糙值Ra一般达3.212.5微米。3、冲裁工艺方案由制件结构特点及工艺性分析可知，冲裁工艺有冲孔和落料两种。根据冲压顺序和模具类型有以下冲压工艺方案：落料-冲孔 单工序模：冲孔-落料 复合模：冲孔-落料 级进模单工序模一般先落料再冲孔，多工序模则相反。垫圈形状结构简单，小件中批量生产，故宜用高效率多工序模，方案2中，符合模零部件加工较难，成本较高，方案3级进模易实现自动化，生产效率高，成本较低，故选方案3.4、冲裁工艺参数计算排版该零件由于结构特性，多排及交叉混排会相应增加模具尺寸，从而增大成本，且本次设计工件批量要求不大，故采取单排。如图：材料利用率=A/BS100%A=3.14*152-3.14*102=78.5B=30+1.5*2=33S=30+1.2=31.2计算得=74.21%5、冲压力与压力中心计算冲裁力 F=kLt冲孔力 查表3-2 35号钢抗剪强度c=400520MPa 取c=450MPa t=2 k一般取1.3F冲=1.33.14204502=73.476（KN）落料力 F落=1.33.14304502=110.214（KN）卸料力 F卸=K卸F 查表4-18 料厚t=2mm 故K卸=0.0250.06 取K卸=0.03F卸=0.03（73.476+110.214）=5.51（KN）推件力 F推=NK推F 查表4-18 K推0.05 F推=0.05F=9.18KN顶件力 F顶=K顶F查表4-18 K顶=0.06 F顶=11.021（KN）采用弹性卸料装置FQ=F+F卸+F推=209.4KNFQ/80%=F压=261.75KN查表3-14选用J23-4006、压力中心的确定冲压合力的作用点称为模具的压力中心，模具的压力中心应与压力机的滑块轴线重合，以免滑块受偏心载荷而损坏导轨或模具。该工件为对称形状，故压力中心为几何中心，即圆心。7、刃口尺寸计算冲孔件以凸模为基准，凹模上取间隙，落料则相反，该制件为圆型适用凹凸模分开加工。由孔径20mm，35号钢，查表4-21得：Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm落料 D凸=（D-x-Zmin） D凹（D-x）冲孔 d凸=（d+x） d凹（d+x+Zmin）查表4-23得凸=0.014mm 凹=0.02mm查表4-24x=0.5 工作公差为0.52 公差等级IT14满足Zmax-Zmin=0.114凸+凹=0.034代入上述数据D凸=29.296 D凹=29.74D凸=20.26 d凹=20.5068、模具高度的确定查表3-14 Hmax=300mm Hmin=220mm 可调节量为80mm300H模220mm9、冲裁零件零部件设计凸模设计冲孔应为圆型凸模，孔径20mm，属于较大孔，为保证强度与刚度避免应力集中，将凸模做成台阶结构并用圆角过渡。如下图：凸模材料与硬度垫圈结构简单，批量中等模具寿命要求不高，故采用T10A材料制造凸模长度计算模具采用弹压卸料板 L=h1+h2+t+h=54凹模设计刃口形式采用锥形刃口凹凸模，适用形状简单精度要求低，较薄的工件。凹模外形尺寸凹模厚度 H=kb 查表4-37得k=0.42 b=20.52 H=8.62凹模壁厚 小凹模 C小=（1.52）H C=17.24 C大=（23）H=25.86凹模宽度 B=b+2c=72.24 凹模固定 如图：10、冲裁模具卸料与出件装置设计卸料板因冲裁件特性采用刚性卸料板，与导料板分开的分体式，双边间隙取0.4，卸料板厚度取20mm。推件装置工作批量不大，且精度要求低，故采用经济性的刚性推件装置。顶件装置-弹性顶件装置弹簧的选择压力要求F预F顶/n压缩量要求 S最大S总=S顶+S工作+S修11、定位零件设计定位板销定位板，销销头高度