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机械毕业设计论文
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模具毕业设计90密封垫片冲裁模设计,机械毕业设计论文
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毕 业 设 计 题目 密封垫片冲裁模设计 系别 机 电 系 专业 模 具设计与制造 班级 班 姓名 学号 指 导 教 师 日期 nts 1 目 录 摘 要 . 2 前 言 . 3 1 材料分析和模具结构的确定 . 4 1.1 工艺分析 . 4 1.2工艺方案的确定 . 4 1.3毛坯形状，尺寸和下料方式的确定 . 5 1.4排样和材料的利用率 . 6 1.5冲模结构的确定 . 7 2 主要数据的计算 . 9 2.1各部分工艺力计算 . 9 2.2主工作部分尺寸计算 .11 2.3凸模的长度计算 . 14 2.4凸模能力的效核 . 14 3 主要工作部分的形式选择 . 16 3.1凸模固定形式的选择 . 16 3.2凹模的选择 . 16 3.3凸、凹模的选择 . 18 4 冲裁设备的选择与验算 . 19 4.1冲裁设备的选择 . 19 4.2 冲裁功的验算 . 19 4.3压力中心的确定 . 20 4.4闭模高度的计算 . 20 5 其它零件的设计与选择 . 21 5.1弹性元件的计算 . 21 5.2定位零件的设计 . 22 5.3卸料装置的设 计 . 22 5.4推件装置的设计 . 23 5.5凸凹模固定板的设计 . 23 5.6垫板选用 . 24 5.7导柱导套的布置和选用 . 25 5.8模柄的选用 . 26 5.9模具主要零件的材料的选用 . 26 6 模架选择及模具的动作过程 . 28 结束语 . 29 致 谢 . 30 参考文 献 . 31 nts 2 摘 要 在工业生产高度发展的现代社会里，利用模具加工是一种重要的加工方法，在一些国家里模具甚至被称为是“黄金”，“金属加工业中的帝王”，“磁力工业”，等。这些都足以看出模具在工业中的重要地位。 在本设计中是针对复合冲裁模具的设计，从第一章开始，先是对冲裁件的结构工艺性进行分析，然后依次确定模具的类型、总体结构，最后是冲裁力和主要的尺寸计算、标准件的选用、零件图和装配图的绘制。本套模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设 计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握知识和设计方法的目的。 这一套模具是密封垫片的冲裁模，结构紧凑简单。材料为黄铜 H68，厚度 t=2mm。按一般的的加工工序为落料、冲孔、翻边、修整。而考虑到冲裁件的具体结构和工艺性，我采用的加工工序为：落料、无预制孔直接冲孔翻边、挤切修边。从而完成工件的加工。 实践证明，模具的设计和制造只有一些理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的实际经验才可以设计出更合理的模具。 关键词： 落料、冲孔、翻边、修边 nts 3 前 言 模具设计是 学习 模具设计与制造专业的重要内容之一，也是毕 业前对所学知识的一次大检查。 本套模具是以软金属黄铜为坯料的复合冲裁模。选择这样一套模具的主要是因为考虑到做这种模具的应用性广泛，结构紧凑，可以较全面的检查一下自己的专业知识和专业技能，熟悉并撑握模具设计的一般方法和步骤，知道如何查，查取有关资料，如何选取标准件，等。由于工件较小，故模具的体积不大，属于小型复合冲裁模具。这一次的完整模具设计也可以看成是毕业前走向工作岗位的一次煅炼，对以后自己从事模具的设计和制造工作都是十分有利的。 本套模具的主要优点是，冲出的工件一致性较好，表面质量也较好。主要技术难点在于 ，如何合理安排模具结构，使用最简单、可靠的模具结构，冲裁出最好的工件，以及如何使模具的使用寿命符合要求，甚至更长。 在本套模具的设计过程中，得到了指导老师和同学们的很多帮助，在这里一并表示由衷的感谢。由于本人缺乏设计经验，在其中难免有不足之处，恳望老师和同学们的批评指正。 nts 4 1 材料分析和模具结构的确定 21 . 7+ 0 . 1061325R3图 1 零件图 工件名称：密封垫片 生产批量：大批生产 材 料：黄铜 H68 材料厚度： 2mm 1.1 工艺分析 该零件是圆形的轴对称工件，且是变薄翻边，总体上结构简单。主要尺寸是内径mm1.0013 大于黄铜要求的最小冲孔直径，即 )8.19.0(13 1.00 mmtmm ，最大外径mm25 ，精度要求一般，主要保证内孔尺寸即可，精度等级可取为 11IT 级。材料用塑性较好的黄铜，厚度 mmt 2 ，翻边的高度为 6mm，圆角半径大于黄铜冲孔时的最小圆 角半径，即 )4.00 .23 mmtmmR （ ,孔边距 )4212 mmtmm （ ,其工件的加工工艺性较好，即冲裁性较好 . 1.2 工艺方案的确定 方案一：采用单工序模具，即先落料后冲孔，再翻边，需两套模具 ; 方案二：采用复合模具，即一次安成落料冲孔翻边工序，只需要一套模具 ; 方案三：采用级进模具，即先冲孔落料在翻边，只需要一套模具 ; 三种 方案 的比较 见表 1。 nts 5 表 1 三种方案的比较 模具种类 比较项目 单工序模 复合模 连续模 冲件精度 较低 高 一般 生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合大、中、小批量 适合大批量 适合大批量 模具复杂程度 较易 较复杂 复杂 模具成本 较低 较高 高 模具制作精度 较低 较高 高 模具制造周期 较快 较长 长 模具外形尺寸 较小 中等 较大 冲压设备能力 较小 中等 较大 工作条件 一般 较好 好 由于这样一个工 件按单工序模具来加工，则需两个工序，即需要两套模具， 两台设备，模具制造 费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大， 工件 的尺寸也不容易保证。生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难 度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。 所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案 二 比较合理。所以采用方案二的复合模。 1.3 毛坯形状，尺寸和下料方式的确定 由于该工件是圆形的垫片，最大外径是落料的直径，且生产批量大，所以为了送料方便快速，坯料可以用条料，宽度应比工件的最大直径大两个单边搭边值，两冲裁件也应留一个最小的搭边值，以保证冲裁 出完整的工件，避免残缺工件的产生。提高坯料的利用率，提高生产效率和工件质量。 由于工件只须内孔翻边，则落料件的尺寸与工件的外径相等，查最小搭边值得出mmaa 5.11 ， 则： 调料宽度的尺寸计算还与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关，本套模nts 6 具中没有侧压和侧刃装置，则条料宽度的计算按下式 : adb 2 (1 1) 式中 b -条料的宽度（ mm） ; d -工件的最大外径（ mm） ; a -冲裁时留的最小搭喧值 (mm); 则： mmmmmmb 285.1225 条料的送料步距按下式： 1adh (1 2) 式中 h -送料步距（ mm） ; 1a -最小搭边值（ mm） ; 则： mmmmmh 5.265.125 1.4 排样和材料的利用率 排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般的冲裁时产 生的废料分两种，一种是冲孔的废料和材料尾部余料，这种废料的产生与排样无关，而只与零件的结构有关，称之为结构废料；另一种是料头、前、中、侧面的搭边，与搭边选用及工艺方法有关，称之为工艺废料。所以要提高材料的利用率就要合理排样，尽可能地减少工艺废料。工件的排样如下图 。 2 6 . 51 , 51,5281 , 5图 2 排样图 由于工件的形状和结构的限制这里采用有废料排样的方法，排样时为保证工件的质量要求而留有搭边值，其值在前面已经查出。那么材料的利用率按式： nts 7 %10 0/1 BAnF （ 1 3） -条料的材料利用率； n- 条料上冲件总数，此取 n 40； F1- 工件实际面积 (mm); A- 条料长度 (mm)此取 A 1061.5mm; B- 条料宽度 (mm) B 28mm; 则： %66%1 0 0)285.1 0 6 1/(14.35.1240 2 1.5 冲模结构的确定 首先从上面我们已经确定这是一套复合模，分析这个冲件可知，它是一个简单的圆形且是轴向对称的冲件，而且最大直径可直接通过落料得到，内部需要同心冲孔和翻边，而内孔的冲裁又会产生废料，所以总体上应将落料的凹模固定在上模座上，而冲孔的凹模固定在下模座上，这样先完成落料，再随着模具的继续动作完成冲孔和翻边，而冲孔和翻边产生的废料可以通过与冲孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于条料只有 2mm，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作，以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以可用两个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上，考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般，而且是大量的生产，应尽量能提高模具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的 冲裁定位。再根据下面的倒、顺装复合模的比较 ,最后确定 ,整套模具采用倒装的形式 。 具体特点的比较如下 表。 nts 8 表 2 倒、顺装复合模的比较 比较项目 倒装复合模 顺装复合模 工作零件 装配位置 凸模 在上模部分 在下模部分 凹模 在上模部分 在下模部分 凸凹模 在下模部分 在上模部分 出件方式 采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，下落到模具工作面上 采用弹顶器自下模（凹模）内顶出至模具工作面上 冲裁件的平整度 较差 较好 废料排除 废料凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出 槽排出 废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及从凸凹模内推出 凸凹模的强度和寿命 凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂 受力情况比倒装复合模好，但凸凹模的内形尺寸易磨损增大，壁厚可比倒装的薄 生产操作 废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全 废料自上而下击落，和工件一起汇聚在模具工作面上，对生产操作不利 适应性 冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时，可直接固定要下模上，不用固定板 适用于薄料的生产，平整度要求较高，以及壁厚较小，强度较差的凸 凹模 nts 9 2 主要数据的计算 2.1 各部分工艺力计算 由于本工件的材料较薄，且工件的尺寸较小，所需的冲裁力不大，一般冲裁设备即可满足所用的力，不需要采取降低冲裁力的措施，采用平刃冲裁即可。以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。 2.1.1 落料力的计算 落料力计算 按式 2 1： LtF 3.1落（ 2 1） 式中 F落落料力 （ N）； L工件外轮廓周长（ mm）； T材料厚度（ mm）， t=1mm； 材料抗剪强度（ MPa）。由查表， MPa240 。 mmL 2514.3 mm5.78 则 KNM P ammmmF 98.4824025.783.1 落2.1.2 卸料力计算 卸料力 按式 2 2： 落卸卸 FKF （ 2 2） 式中 卸K卸料力因数，其值由表 2-15查得， 02.0卸K。 则 KNkNF 98098.4802.0 卸2.1.3 翻边力的计算 此模具翻边凸模的工作部分为圆锥形，且翻边时无预制孔。因此翻FF 3.1。 按式 2 3翻边力为： 01.1 dDtF S 翻（ 2 3） 式中 翻F翻边力 ; nts 10 S材料的屈服强 度，查表得， MPaS 100; D 翻边直径（按中线计）， mmmmmmD 3.143.113 ; 0d毛坯预制孔直径 mm mmd 00 ; t 材料厚度（ mm） ; 无预制孔的翻边力比有预制孔的翻边力大 75.13.1 倍，此处取 1.3， 则 KNFF 84.12)3.14100214.31.1(3.13.1 翻2.1.4 切边力的计算 切边力 按式 2 4： LtF 3.1切（ 2 4） 式中 切F切边力（ kN ）； L 工件外轮廓周长（ mm）； t 材料厚度（ mm）， mmt 2 ； 材料抗剪强度（ MPa ）。由查表， MPa240 。 mmmmL 82.401314.3 则 KNM P ammmmF 47.25240282.403.1 切2.1.5 卸料力的计算 卸料力 按式 2 5： 切卸卸 FKF （ 2 5） 式中 卸K-卸料力因数，其值由表 2-15查得， K 卸 =0.02; 则 KNkNF 4.50947.2502.0 卸 2.1.6 推件力的计算 推件力 按式 2 6： 切推推 FnKF （ 2 6） 式中 推K推件力因数，其值由表 2-15查得 03.0推K; n工件在凹模内的个数，取 2n ; nts 11 则 KNkNF 2.152847.2503.02 推当采用刚性卸料和下出件的模具（如刚性卸料的单工序模或级进模等）时： 推总 FFF （ 2 7） 当采用弹压卸料和下出件的模具（如弹压卸料的单工序 模、级进模或上模刚性推料的倒装复合模等）时： 卸推总 FFFF （ 2 8） 用倒装复合模冲裁时，卸F与落料有关，推F与冲孔有关。 当采用弹压卸料和上出件的模具（如上模弹压卸料、下模弹顶出件的单工序或上模刚性推料的正装复合模等）时： 卸顶总 FFFF （ 2 9） 此时，卸F与落料有关，单工序模的顶F与落料力有关，正装复合模中与冲孔力及落料力都有关。 而本零件则采用弹压卸料和上出件的模具，则采用式 2 9; 故总的冲裁力 KNNNkNkNNkNF 27.912.15284.50947.258.1298098.49 总 2.2 工作部分尺寸计算 2.2.1 落料刃口尺寸计算 落料模设计时，以落料凹模刃口尺寸与冲件尺寸基本一致，作为设计基准尺寸， 凸、凹模间隙靠减小凸模刃口尺寸得到。由于模具在冲裁过程中不断被磨损，致使凹模刃口尺寸逐渐增大，故设计时，应选用接近或等于工件的最小极限尺寸作为凹模刃口尺寸。 在选择凸、凹模刃口尺寸公差时，应依照冲件的精度要求，以经济合理为原则。一般模具精度应比冲件精度要求至少高两个级别。 按表查得冲裁模刃口双面间隙 mmZ 14.0min ， mmZ 18.0max 。 工件的未注公差尺寸按 IT14级计算，查书附录得落料件直径为 mm052.024 。 落料凸 、凹模的制造公差由 文献 查得 mm025.0凹， mm02.0凸。磨损因数由 表查nts 12 得 5.0x 。 校核： mmZZ 035.0025.002.0m i nm a x 凹凸 （ 2 10） 则，落料凸、凹模采用配合加工方法按式 2 11： dxAD 0凹 （ 2 11） 式中 ： 凹D凹模尺寸 ; A 工件的基本尺寸 （ mm） ; x 磨损系数，当工件尺寸公差等级为 IT11 13 时取 x=0.75; 工件公差 （ mm） ; d凹模制造公差 （ mm） ; 则凹模尺寸 凹凹 0xDD 0 2 5.0052.05.025 mm025.0074.24 凸模的尺寸按凹模的尺寸配制，其双面间隙为 mm095.006.0 。 2.2.2 切边刃口尺寸计算 冲压工件切边部分尺寸为 mm10.0013,尺寸精度为 11IT 级。 切边间隙对切边质量和模具寿命影响较大，双边间隙 Z过小则模架导向精度高，模具寿命低； Z过大则制件口部的毛刺大，取 mmZ 03.002.0 为宜。查得切边刃口双面间隙 mmZ 05.0min ， mmZ 07.0max 。 查表得凸、凹模的制造公差 mm02.0凸凹 。磨损因数由表 2-13 得 75.0x 。 校核： mmZZmmmm 02.002.002.0m i nm a x 凹凸 则切边凸、凹模采用配合加工方法。按式 2 12: 0PxBD 凸（ 2 12） 式中 凸D凸模尺寸； B工件的基本尺寸（ mm） ; X磨损系数，当工件尺寸公差等级为 IT11 13时 ,x=0.75; 工件公差（ mm） ; p 凸模制造公差（ mm） ; nts 13 则凸模尺寸 0凸凸 xdd 0 02.01.075.013 mm0 02.008.13 凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为 mm07.005.0 。 2.2.3 翻边的工作部分尺寸计算 由于是内孔翻边且有尺寸精度要求，尺寸精度由凸模保证。故设计基准尺寸应以凸模为基准，凸、凹模间隙靠加大凹模刃口尺寸得到。凸模在工作过程中也会不断的磨损，故设计时，应选用接近或等于工件的最大极限尺寸作为凸模刃口的尺寸。 翻边过程中一般对坯料加工有预制孔，但这样会使孔口表面形成硬化层、毛剌、撕裂告等缺陷，导致极限翻边系数变大，而本工件的材料塑性较好，且工件属于小形件，故坯料不必加工预制孔。 由于工件是属于变薄翻边，为了保证工件在翻边过程中不产生破裂，应先根据工件材料的最大翻边高度和工件的要求翻边高度来确定翻边的次数，则：工件的最大翻边高度按下式（ 2 13）计算： tRKDH 72.043.012 m i nm a x （ 2 13） maxH工件最大翻边高度（ mm） ; D 工件凸圆部分的中间直径（ mm） ; minK 翻边系数，黄铜 t=（ 0.5 5） mm时， 62.0min K ; R 翻边圆角 ; t 材料的厚度 ; 则： 272.0443.062.012/3.17m a x H 44.172.138.065.8 mm44.6工件的要求高度为： h=6mm,即maxHh,工件通过一次翻边即可达到高度要求，且不会产生破裂。 为了避免弹性卸料和推件装置的行程过大，翻边凸模端部设计为圆锥形凸模，其锥角取 90 。推件块还有压边的作用，故翻边凸模不需要台肩。 由于翻边凸模在下行中，还进行挤切修边： 则，翻边凸模的直径 mmD 002.008.13 凸。 考虑到工件翻边变薄的情况，平毛坯翻边凸凹模之间单边间隙可小于材料的厚度，一般单边间隙按 tZ 85.02 进行计算，即 mmZ 7.12 .翻边凹模圆角半径对翻边成形影响不大，nts 14 取值一般为零件的圆角半径即可。 翻边凹模尺寸 凹凸凹 022 ZDD 02.007.1208.13 .0048.16 （ 2 14） 翻边凸模凸圆与落料凹模的配合部分采用压入式过盈配合，配合取 H7/p6，则翻边凸模的凸圆部分的极限偏差查标准公差表得： mITmIT 166,257 , 再查孔的基本偏差数值表 得 35 7H 的基本偏差是下偏差： ,0EI 则 EIITES 7 025 m m25 翻边凸模与落料凹模配合部分 635p 的基本偏差为下偏差，则极限偏差分别为： 下偏差： mei 26 上偏差： 6ITeies mm 1626 m42 2.3凸模的长度计算 凸模的长度应根据具体的模具结构形式确定，本模具中按下式计算： 21 LL (2 15) 式中 L -凸模的长度（ mm） ; 1L -落料凹模的长度（ mm） ; 则 mmmmmmL 85287 2.4凸模能力的效核 2.4.1 凸模承压能力的效核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力 不超过凸模材料的许用压应力，按下式 2 16计算： 对于圆形凸模 td 4min （ 2 16） 式中 凸模最小断面的压应力； mind 圆形凸模最小截面的直径 nts 15 冲裁材料厚度； 冲裁材料抗剪强度； 凸模材料的 许用压应力，对于 T8A、 T10A、 Cr12MoV、GCr15 等工具钢，淬火硬度为 HRC58 62 时，可取 M P a3106.10.1 凸模有特殊导向时，可取 M Pa31032 ; 则 1000 2402408.13 即 92.108.13 ，满足要求，所以符合凸模设计要求。 2.4.2 抗纵向弯曲应力的效核 凸模冲裁时，可视为压杆。当凸模细长时，必须根据欧拉公式进行纵向弯曲应力的效核。 对于圆形凸模按 下式 2 17计算： FdL /2 702m a x（ 2 17） 式中 maxL 允许的凸模最大自由长度； 冲裁力； 凸模最小截面的惯性矩； 凸模最小截面的直径； 则 : mmL 81max mm79.4081 2 8 4 0/08.13270 2 即， mmmm 79.40881 ,满足要求，所以符合凸模的长度设计要求。 nts 16 3 主要工作部分的形式选择 3.1凸模固定形式的选择 凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表 。 表 3 固定形式的特点比较 固定形式 固定方法 特点 凸模固定板固定 一般采用 H7/p6 过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定孔精度高 ，加工困难 与上模板直接连接 采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上 适用于大型凸模的固定 低熔点合金浇注固定 或 环氧树脂浇注固定 使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上 适用于冲裁 0.3 2mm的板料 由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定凸模，而这里的固定板又是与落料凹模一体的，即凸模的凸肩与落料凹模的上端以 H7/p6 过渡配合。具体的尺寸见附图。 3.2凹模的选择 3.2.1 凹模结构形式的选择 凹模的结构形 式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较如下表 。 nts 17 表 4 凹模两种结构形式的比较 结构形式 制作方法 固定方法 特点 整体式凹模 其外形按毛坯和工件的形状制作 采用螺钉和销钉直接固定在模板上 制造简单，但工作部分与非工作部分都由优质钢制造，损坏后全部更换，浪费材料，成本高 组合式凹模 凹模工作部分与非工作部分开制造，非工作部分用普通钢制造，凹模以过渡配合压装在凹模固定板内 采用螺钉和销钉把凹模固定板紧固在模板上 节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后是易维修更换，适用于冲制大、中型工件上的小 孔 由于工件是大批量的生产，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。 3.2.2 凹模刃口形式的选择 凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，这几种形式比较如下表 。 表 5 凹模刃口形式的比较 刃口形式 优点 缺点 直壁形 刃口强度高且刃磨后孔中尺寸不随修磨而变化，制造方便 孔内易积工件或废料，增大了凹模的胀力，推件力，孔壁易磨损 锥形 凹模加工容易，不易积存工件或废料，对孔壁摩擦力和压力小 刃口强度较差且刃磨以后孔口尺寸随修磨变大 凸台式 可以用锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到 试出满意的冲件 仅适用于冲 0.3mm以下的软金属与非金属材料，凹模的硬度一般不高于 HRC35 38 在本套复合模中，采用的是倒装的形式，而且凹模内有推件块，所以凹模内不会积存工件，而锥形的又不利于工件的推出和间化模 具的结构，则根据上面的比较表选用直壁形的刃口形式。具体的尺寸见附 图 。 nts 18 3.3凸、凹模的选择 凸、凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸 凹模的最小壁厚 即 tm （ 3 1） m 最小壁厚值（ mm） ; t 材料的厚度（ mm） ; 则 : mmm 1 而工件内孔边缘与外边缘相差 tmmm 6 ，所以凸凹模强度满足要求。具体的结 构尺寸 见附图。 nts 19 4 冲裁设备的选择与验算 4.1冲裁设备的选择 压力机的精度低，会造成模具寿命低，工件精度低等不良后果。压力机的精度分子负荷状态的静精度和负荷状态下的动精度两种。对冲压加工来说，实际需要的是动精度。 平行度不好，弯曲加工时造成弯曲角的波动，拉深加工时造成压边力不均匀和凸、凹模间隙不均匀等后果。垂直度不好，需要长加工距离的弯曲拉深加工，在加工行程的各点造成凸、凹模中心错移。综合间隙过大会助长过冲现象发生，因此希望其为必要的最小限度。 为安全起见，防止设备超载，可按公称压力 总压 FF 8.16.1的原则选取压力机。由于该工件属于小件，冲裁精度一般而且是大批量生产，在考虑压力机是应以机械压力机为主，而机械压力机加工速度比液压压力机快的多，高的生产效率是其绝对的优势，所以确定在机械压力机内选择。而冲裁的行程又比较短，所以又以曲柄结构有利。参照附录，可选取公称压力为 kN270 的单曲柄压力机 2523 J ，其技术参数为： 公称压力： kN250 滑块行程： mm65 最大封闭高度： mm270 封闭高度调节量： mm55 滑块中心线至床身距离： mm200 电动机功率： 2.2KW 最大倾斜角度： 30 工作台尺寸：前后 mm370 ；左右 mm560 工作台孔径：前后 mm200 ：左右 mm290 ：直径 mm260 模柄孔尺寸： mmmm 6040 机床总质量： kg1780 4.2 冲裁功的验算 为了使压力机的每次行程功不超过额定数值，从而保证压力机飞轮的转速及保证电动机不超载，必须进行冲裁功的验算 : nts 20 分析工件的结构及要求可知，易采用平刃冲裁： 即 1000/mptA （ 4 1） A平刃冲裁功 (N m); P平刃冲裁时的总冲裁力 (N); t材料厚度 (mm); m系数，一般取值 m=0.63 则 1000/229.8863.0 mmkNA mN 111 即，压力机符合要求。 4.3压力中心的确定 对于对称的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心。则，本工件的压力中心就在其圆心的位置。 4.4闭模高度的计算 为了保证模具和压力机相适应，冲模的闭合高度 H 应介于压力机的最大装模高度maxH和最小装模高度 minH 之间，其关系式为 4 2。 mmHHmmH 105 m i nm a x （ 4 2） 式中 H 冲模的闭模高度 ; maxH 最大装模高度 ; minH 最小装模高度 ; 则： mmmmmmH 52705m a x mm265mmmmmmH 1021510m i n mm225 而 mmHHHHHH 15落凸落凹垫板下模座上模座mmmmmmmmmmmmmm 2591510787104030 mmmmmm 225259265 则，所选的压力机符合要求。 nts 21 5 其它零件的设计与选择 5.1弹性元件的计算 5.1.1 卸料橡胶的计算 卸料装置采用橡胶作为弹性元件。 计算橡胶的自由高度为 5 1。 工作自由 SH 45.3（ 5 1） 式中： 工作S工作行程与模具修磨量或调整量 ）（ mm64 之和。 mmmmmms 4210 工作 mm16则 mmH 1645.3 自由 mm6454取 mmH 64自由橡胶的装配高度 自由HH 9.085.02 mm6.574.54取 mmH 552 。 橡胶的断面面积，在模具装配时，根据模具空间大小确定。 5.1.2 弹簧的设计计算 推件块用于冲压件的上卸料，且 兼作压料板，是使工件保持平整的关键零件，故选择弹簧时，其工作压力应再加大一些。 根据结构初选为 1 根弹簧，卸料力 NF 4.509卸。按预压力 NF 4.5094预和模具结构的尺寸，由查表可选序号 5651 的弹簧，其负荷预FNF 530。 检验是否满足总ss 1。 其中 mmmmmms 826 工作，查表及负荷一行程曲线可得下列有关数据 如下表 6。 nts 22 表 6 弹簧的数据比较 弹簧序号 H H1 S1=H 预 总工作 +预 +修磨（ =6mm） 51 40 30.1 9.9 9.2 22.2 52 50 37.0 13 16.5 29.5 53 60 44.2 15.8 14.5 27.5 54 70 51.2 18.8 17.5 30.5 55 80 58.2 21.8 20 33 56 90 65.3 24.7 24.5 37.5 故选取 55号弹簧，外径 mmD 25 ，钢丝直径 mmd 4 ，自由状态下高度 mmH 80自由 。则，弹簧装配高度 mmsHH 602 预自由 。 5.2定位零件的设计 定位零件分两类：一类是在送料方向垂直方向的定位，即送进导向，另一类是要送料方向上定位用来控制送料进距。在本套模具中，导料装置和挡料装置均采用销钉的形式，共三个，其中两个作为导料销压装在凸凹模的一侧另外一 个作为挡料销压装在凸凹模上与送料方面一致的前方，其销头的高度为 mmt )1( ,即 3mm。 5.3卸料装置的设计 卸料板的型式较多，本套模具采用弹压卸料板的形式，它的作用是除了把板料从凸凹模上卸下外， 还起到压
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