冲压模具毕业设计说明书垫圈16

目录摘要1前言2第一章设计任务及确定工艺方案31零件设计任务32零件工艺性分析33冲裁工艺方案的确定4第二章计算总压力和冲压设备的选用和校核51计算冲压力52冲压设备的选用63压力机的校核7第三章排样设计及材料利用率分析及冲压工艺过程卡片的制作81排样设计及材料利用率分析82冲压工艺过程卡片的制作9第四章刃口尺寸的计算101落料外形10（1）落料凹模刃口尺寸确定10（2）落料凸模刃口尺寸的确定112冲孔（内形）11（1）冲孔凸模刃口尺寸确定11（2）冲孔凹模刃口尺寸确定11第五章模具零件及结构的详细设计121模座的选用及标准件的选取122卸料装置中弹性元件的计算13第六章模具的装配总图及模具零件及结构的详细设计151模具的总装图及工作原理152模具的零件图及结构的设计16（1）下模座的结构设计16（2）凸凹模固定板的结构设计163卸料板的结构设计164凸凹模的结构设计165上模座的结构设计176垫板的结构设计177冲孔凸模固定板的结构设计178落料凹模板的结构设计189冲孔凸模的结构设计1810推件块的结构设计1911模柄的结构设计19参考文献20设计总结21谢辞22广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第1页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景摘要本次设计的内容为冲裁模，完成落料、冲孔两道工序。模具为倒装复合模结构，由打杆推动顶件块从而顶出制件，橡胶垫驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单斜排，由挡料销和导料销定位、导向。模架为后侧导柱矩形模架，凸缘式模柄。选择典型组合，查国家标准GB28731，生成装配图和相关的零件图。关键词落料冲孔倒装单斜排广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第2页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景前言冷冲模毕业设计是在理论教学之后进行的实践性教学环节，其目的在于巩固所学知识，让学生会用课堂学到的知识解决设计过程中出现的实际问题，培养学生综合运用冲压工艺理论知识，分析解决一般的冲压过程实际问题的能力，了解和掌握冲压模具设计的一般过程、方法、步骤及零件加工工艺，进一步熟悉冲压模具的类型及结构和零件加工方法，在熟悉相关国家标准和技术规范基础上，提高学生正确查找、判断、选择相关技术参数的能力，培养学生的标准及规范意识，归纳出与相关的冷冲模工作岗位对职业的能力要求，为以后走向工作岗位做好准备。广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第3页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第一章设计任务及确定工艺方案1零件设计任务工件图材料为H62M黄铜材，材料厚度15MM，生产批量为大批量。2零件工艺性分析（1）材料分析H62M为普通黄铜（软），具有较好的冲裁成形性能。图1工件图有较好的冲裁成形性能广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第4页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景（2）结构分析零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有圆形孔，孔的尺寸为65MM，满足冲裁最小孔径MINDMM5101T的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为75MM，满足冲裁件最小孔边距MINLMM25251T的要求。冲裁件最小圆角半径R为1MM满足冲裁件落料R018T027，满足冲裁件冲孔R02T03，所以该零件的结构满足冲裁的要求。（3）精度分析零件上的尺寸均未标注尺寸公差要求，可按IT14精度等级计算，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。3冲裁工艺方案的确定该零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下方案一先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二落料冲孔复合冲压，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，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件的精度较差，生产效率低，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状对称简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但生产零件的过程中要保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，综合比较三个方案欲采用方案二生产。该方案采用后侧导柱倒装复合模，需要对凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为15MM时，可查（冲压模具设计与制造表141，P96）得凸凹模最小壁厚为4MM，现零件上的最小孔边距为75MM，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。结构满足冲裁要求冲裁可以达到零件的精度要求采用后侧导柱倒装复合模广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第5页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第二章计算冲压力、压力中心和冲压设备的选用和校核模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，冲压力为冲裁力、推件力、卸料力的总和。1计算冲压力（1）冲裁力F基本计算公式为（冲压模具设计与制造112）此零件的周长由CAD求得为L6068MM，材料厚度15MM，H62M为普通黄铜（软）的抗拉强度查（模具设计与制造加工手则，表1551，P90）取294MPA，则冲裁该零件所需冲裁力为606815294N26760267KNFN（2）推件力TF基本计算公式为FNKFTT（冲压模具设计与制造114）TK查表（冲压模具设计与制造18）取006，且凹模洞口直刃高度H取6MM，NH/T6/154,得TT4006267KN64KNFNKF（3）卸料力XF基本计算公式FKFXX（冲压模具设计与制造113）XK查表（冲压模具设计与制造18）取003，得FKFXX003267KN08KN（4）冲压力总FTX2676408KN34KNFFFF总冲裁力F267KN推件力TF64KN卸料力XF08KN冲压力总F34KNBLTF广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第6页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景2冲压设备的选用（1）初选设备压力机查（模具加工与制造手册，表1572，P119）根据总冲压力选择压力机的标称压力，因为34KN6380，所以初选J2363开式可倾压力机。（2）压力中心计算零件内外形为对称件，结构简单，所以该零件的压力中心可认为就是零件中心线的交点。根据冲压力的大小，查（冲模设计应用实例，P364）选取J2363开式双柱可倾压力机其中主要技术参数如下公称压力63KN滑块行程35MM最大闭合高度150MM闭合高度调节量30MM滑块中心线到床身距离110MM工作台尺寸200MM310MM工作台孔尺寸110MM160MM140MM模柄孔尺寸30MM50MM垫板厚度30MM电动机功率（W）750机床重量（KG）400选J2363开式可倾压力机压力中心可认为是零件中心线的交点广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第7页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景3压力机的校核由压力机型号知HMAX180M30H140HMINHMAXM18030150M为闭合高度调节量/MM,H1为垫板厚度/MM由式124HMAXH15HHMINH110,得18040513121504010H为模具的闭合高度/MM即1351312120,所以所选压力机合适,即压力机得以校核。（注明闭合高度H120140MM的后侧导柱模架倒装复合模，具体选择，后面详解。）所选压力机合适广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第8页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第三章排样图设计、材料利用率分析及冲压工艺过程卡片的制作1排样设计及材料利用率分析分析零件形状，零件可能的排样方式有图2所示两种。图2方案A斜排一个步距内的材料利用率451100733558172100SA方案B直排一个步距内的材料利用率100SA646100537058172比较，方案A所裁条料的利用率较高，但是利用率相差不大，斜排难定位，得出的零件精度不易保证，所以应采用方案B直排。（1）搭边值。查（冲压模具设计与制造表13），得MMAMMA1,211。（2）送料步距S。15SMM。（3）条料宽度。0005247BMM采用方案B直排11211556152158005451059送料方向112815151送料方向247005广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第9页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景（4）板料规格。选用MMMMMM5112004000（5）条料长度。L1200MM（6）每张板料可剪裁的条料数。4000247161（条）（7）每条条料可冲裁的零件数。112001580N（个）（8）每张板料可冲裁的零件数个）（9）一条条料的利用率。1018017261001004661200247NAA2冲压工艺过程卡片的制作见附图32一条条料的利用率466广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第10页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第四章刃口尺寸计算该零件为落料冲孔两种工序，形状简单，精度低，可采用配合加工方法制造。1落料外形冲裁件外形属落料件，选凹模为设计基准件，配合加工方法，只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的实际按间隙需要配制。1）落料凹模刃口尺寸确定616514冲裁件凹模轮廓磨损图223A1A2A4A3B1根据图所示，冲裁件的制造偏差查表（冲压模具设计与制造122），凹模磨损后变大的尺寸有A122300250，A260020，A310020，A41400250刃口尺寸计算公式AMAMAXX02500（冲压模具设计与制造131式）查表对于以上要计算的尺寸，冲裁件精度均为IT14级，其磨损系数均为X05A122305002502502500MM222900600MMA26050020202500MM59900500MMA31050020202500MM09900500MM采用配合加工方法制造选凹模为设计基准件，配合加工方法A1222900600A259900500A309900500A4139900600广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第11页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景A41405002502502500MM139900600MM根据图所示，冲裁件的制造偏差查表（冲压模具设计与制造122）凹模磨损后变小的尺寸有B110020刃口尺寸计算公式BMBMINX00250B1（09805002）00200250099000502）落料凸模刃口尺寸确定查表（冲压模具设计与制造119），冲裁合理间隙2CMIN009MM，2CMAX012MM，有凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制，保证双面最小间隙为2CMIN009MM。故相应位置落料凸模尺寸为A1P2229MMA2P599MMA3P099MMA4P1399MMB1P0992冲孔内形冲裁件内形属冲孔件，选冲孔凸模为设计基准件，配做加工法，只需计算冲孔凸模刃口尺寸及制造公差，冲孔凹模刃口尺寸由冲孔凸模的实际按间隙需要配制。1）冲孔凸模刃口尺寸确定磨损后变小得尺寸有B1650020冲孔凸模刃口尺寸计算公式BMBMINX00250（冲压模具设计与制造132）BM6480500200020250649000502）冲孔凹模刃口尺寸确定查表（冲压模具设计与制造119），冲裁合理间隙2CMIN009MM，2CMAX012MM，有凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制，保证双面最小间隙为2CMIN009MM。故相应位置冲孔凹模尺寸为B1D649MMB109900050A1P2229A2P599A3P099A4P1399B1P099选冲孔凸模为设计基准件，采用配合加工法BM64900050B1D649广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第12页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第五章模具零件及结构的详细设计1模座的选用及标准件的选取凹模厚度公式（冲压模具设计与制造136）HKL04222394，取H10凹模宽度公式（冲压模具设计与制造137）3414351049BBHMM凹模长度公式（冲压模具设计与制造138）342333510585LLHMM将计算的尺寸套国家标准GB28581，最终确定其外形尺寸为63MM50MM,选择典型组合，查国家标准GB28731。模架选取为63MM50MM。闭合高度H120140MM的后侧导柱模架倒装复合模。导柱16MM110MM，导套16MM60MM18MM。（模具设计指导表58P130）（1）上模座635020（2）下模座635025（3）上垫板63504（4）上固定板635010（5）凹模635020GB/T2858181（6）卸料板63508（7）凸模固定板635012（8）垫板63504（9）挡料销5（10）圆柱销5（11）螺钉用M5，模柄固定用M4B49MML585MM模架选取为63MM50MM闭合高度H120140MM的后侧导柱模架倒装复合模广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第13页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景模柄由于在上模座安装顶板所以需要让位孔，因此选用凸缘式式模柄较合理，（模具设计指导表550P184）由压力机的型号J2363开式双柱可倾压力机可查得模柄孔的直径为30,深度为50，大径的为70MM,由于凹模周界为6350，为了不和导柱相冲突，所以该模柄大径要加工为45。由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/M6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小510MM,由于凹模周界所以根据GB2862381得图515所示2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确定橡胶的自由高度0H工）（HH4530（模具设计指导表39P55）MM8MM55151641THHH修磨工作工由以上两个公式，取自由高度MM300H。2确定橡胶的横截面积AQFA/X（模具设计指导表39P55）查得矩形橡胶在预压量为1015时的单位压力为02605MPA，所以2800N1600MM05MPAA3确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为30MM25MM，外形暂定一边长为45MM，则另一边长B为45302516003025MM52MM45BAB即橡胶的外形尺寸为6045未露出模具之外，橡胶选用合适。4校核橡胶的自由高度0H模柄选用凸缘式模柄采用弹性卸料装置橡胶的自由高度MM300H横截面积A1600MM橡胶的外形尺寸为6045所选橡胶合适广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第14页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景查GB2867981按橡胶标准取H32MM,聚氨酯弹性体。因为H/D30/6005,满足05H/D15，故所选橡胶合适，标记为3230605橡胶安装高度AHMMHHA227321503215H（模具设计指导表39P55）安装高度AH272广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第15页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景第六章模具的装配总图及模具零件及结构的详细设计1模具总装图及工作原理模具中凸凹模15装在下模，和固定板16一起固定在下模座上，它的外轮廓是落料凸模起落料作用，而内孔是冲孔凹模起冲孔的作用。落料凹模10和冲孔凸模21则装在上模部分。工作时，条料由导料销23导向。冲裁时，工件卡在落料凹模10内，为了使冲压生产顺利进行，使用由1、18、20和11组成的刚性推件装置将工件推下，冲孔废料则从凸凹模15孔内漏下，冲裁完毕后，由于聚氨脂橡胶13弹性回复使废料弹起。（见模具总装图）123456789101112131415161718192021222324252613126350广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第16页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景2模具的零件图及结构的设计（1）下模座的结构设计下模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求查GB/T285561990（模具设计指导P144），一般的模座材料选用HT200或HT250，也可以用Q235或Q255。本次设计下模座材料取HT200，零件结构（如零件图1）所示。（2）凸凹模固定板的结构设计凸凹模固定板为矩形，外形尺寸通常与凹模一致，选择典型组合，查国家标准GB28731,凸凹模固定板厚度取12MM固定板凸凹模为H7/N6配合，压装后凸凹模端面与凸凹模固定板断面磨平，本设计取凸凹模固定板为63MM50MM12MM，零件结构（如零件图2）所示。（3）卸料板的结构设计弹性卸料板装置由卸料板，卸料螺钉和橡胶组成。弹性卸料办的外形尺寸等于凹模板的尺寸，厚度取凹模的厚度由经典组合得8MM，由则边搭边值为12MM，挡料销直径为3MM，条料宽度为247，所以则孔心距为1385MM,由工件间搭边值为1MM，挡料销直径为3MM，所以头孔心距为95MM,卸料板与凸凹模的双边间隙根据冲裁料厚取05MM。卸料板工作平面应高出凸凹模断面刃口端面05MM。本设计取卸料板尺寸为63508MM，零件结构（如零件图3）所示。（4）凸凹模（落料凸模，冲孔凹模）的结构设计1）落料凸模刃口尺寸的计算（详解见P11）2）冲孔凹模刃口尺寸的计算（详解见P11）3）凹模刃口高度的确定凹模刃口高度查表126（见冲压模具设计与制造），T125MMH6本次设计取H为9MM。零件结构（如零件图1）所示零件结构（如零件图2）所示零件结构（如零件图3）所示零件结构（如零件图4）所示广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第17页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景4）凸凹模（落料凸模冲孔凹模）高度尺寸的计算卸橡胶固凸凹HHHH05前面计算得橡胶的橡胶安装高度为272MM。前面由经典组合得固定板的高度为12MM前面由经典组合得卸料板的高度为8MM所以卸橡胶固凸凹HHHH0512MM272MM8MM05MM467MM5）螺孔尺寸的确定前面由经典组合得螺钉的尺寸为M5。所以凸凹模螺孔上的尺寸为M5。6）综合考虑，凸凹模（落料凸模，冲孔凹模）零件结构（如零件图4）所示。（5）上模座的结构设计模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求查GB/T285551990（模具设计指导P142），一般的模座材料选用HT200或HT250，也可以用Q235或Q255。本次设计上模座材料取HT200，零件结构（如零件图5）所示。（6）垫板的结构设计垫板的外形尺寸与冲孔凸模固定板相同，选择典型组合，查国家标准GB28731,上垫板厚度取4MM冲孔凸模固定板和垫板的轮廓形状及尺寸均以标准化，可根据上述尺寸确定原则从相应标准中选取，本设计取垫板尺寸为63504MM，零件结构（如零件图6）所示。（7）冲孔凸模固定板的结构设计冲孔凸模固定板为矩形，外形尺寸通常与凹模一致，选择典型组合，查国家标准GB28731，冲孔凸模固定板厚度取10MM冲孔凸模固定板与冲孔凸模为H7/M6配合，压装后冲孔凸模端面与冲孔凸模固定板断面磨平，本设计取冲孔凸零件结构（如零件图5）所示零件结构（如零件图6）所示零件结构（如零件图7）所示广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第18页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景模固定板为63MM50MM10MM，零件结构（如零件图7）所示。（8）落料凹模板的结构设计1）确定凹模板外形尺寸由前面计算查国标可得凹模的外形尺寸为凹模635020GB/T2858181。材料为CR12，工作硬度6064HRC（材料及热处理选用参考国标GBT1466293）。2）落料凹模刃口尺寸确定（详解见P10）3）凹模的厚度的计算凹模的厚度为H10321MMFKK1K凹模材料修正系数，合金工具钢取1，碳素工具钢取13；2K凹模刃口周边长度修正系数见表218（见冲压工艺与模具设计一书）；F为冲裁力（N）；KN773535765N29451181NF所以凹模厚度MMH315357651037113按GB2858581最标准值20MM，本次设计凹模厚度取20MM4）凹模刃口高度的确定凹模刃口高度查表126（见冲压模具设计与制造），T125MMH6本次设计取H为9MM，凹模孔要安装推件块。5）挡料销的规格的确定前面的典型组合查得挡料销为D为3MM为了避免凹模和挡料销相撞，则避开孔深H取4MM6）综合考虑，落料凹模的零件结构（如零件图8）所示。（9冲孔凸模的结构设计凸模采用圆柱头直杆圆凸模（JB/T58251991）模具结构型式与应用手则表317零件结构（如零件图8）所示零件结构（如零件图9）所示广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第19页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景带肩的大小直径为9MM，13H1）冲孔凸模高度的确定固定板的和凹模板的厚度根据经典组合分别得10MM和20MM。2）冲孔凸模刃口的确定前面计算冲孔凸模刃口尺寸得BM6480500200020250649000503）综合考虑，冲孔凸模的零件结构如零件图9所示。（10推件块的结构设计为了使压在凹模中的零件顺利平稳推出，推件块的结构设计与零件的形状要相吻合。单边与凹模让位孔间距为05MM。推件块里的孔的大小要与冲孔凸模保持一定间隙，本次孔的大小直径为7MM，零件结构（如零件图10）所示。（11模柄的结构设计由压力机得出，柄孔的直径为30,深度为50，大径的为70MM。由于凹模周界为6350，为了安装模柄不与导柱相冲突，所以该模柄大径要加工为45,由于标准模柄的大端厚度为16MM，上模座的厚度为25，模柄安装到上模座上，为了给打杆有活动的空间，所以模柄大端的厚度要加工为10MM,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/M6并加紧固螺钉,零件结构（如零件图11）所示。零件结构（如零件图10）所示零件结构（如零件图11）所示凹固HHH102015285HHHTMM凹固广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第20页共23页广西工业职业技术学院模具0932班廖忠景参考文献1蒙以嫦梁艳娟模具设计与制造北京北京理工大学出版社，20102林慧国模具材料应用手册北京机械工业出版社，20043冯炳尧模具设计与制造简明手册上海上海科学科技出版社，19994史铁梁模具设计指导北京机械工业出版社，20035任晓莉公差配合与测量实训北京机械工业出版社，2007广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸第21页共23页广西工业职业技术学