三圆孔圆形垫片冲压具设计

中北大学模具冲压课程设计1目录目录.....................................................................................................11.工件的冲压工艺设计...................................................................31.1工艺分析..............................................................................31.2确定工艺方案......................................................................31.3工艺计算..............................................................................51.3.1排样及确定条料尺寸...............................................51.3.2冲压力计算及设备选择...........................................61.4凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算..........................91.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸...............................91.4.2落料凹模结构尺寸................................................111.4.3冲孔凸模结构尺寸.................................................111.4.4凸凹模结构尺寸.....................................................121.5其他模具零部件的选择....................................................131.5.1模架.........................................................................131.5.2凸模固定板.............................................................131.5.3模座.........................................................................131.5.4凸凹模固定板.........................................................141.5.5卸料板.....................................................................141.5.6压力机的确定.........................................................142.结构总图.....................................................................................15中北大学模具冲压课程设计23参考文献........................................................................................164.设计小结........................................................................................16中北大学模具冲压课程设计31.工件的冲压工艺设计1.1工艺分析冲压件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量零件设计是否合理。一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件的影响。该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公差表，各尺寸公差为0.2208mm、0.1350.13514mm、0.1650.16520mm、00.3940mm。零件简图：如图所示零件名称:典型圆垫片上产批量:大量生产（30万件）材料：45钢厚度：2mm1.2确定工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序中北大学模具冲压课程设计4数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。方案一单工序模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平中北大学模具冲压课程设计5面度不高，高质量工件需校平。根据冲压模工艺原理，结合该零件结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。1.3工艺计算1.3.1排样及确定条料尺寸(1)调料宽度条料宽度B用式（1-1）进行计算B=（D+21a+C）（1-1）式中，D是制件直径（mm）；1a是是工件与边缘的搭边值（mm）；C是条料与导料板之间的间隙（mm）。查表得，材料厚度t=2mm自动送料时，工件与工件之间的搭边值a=3mm，工件与边缘之间的搭边值1a=2mm。查表得条料宽度B100mm时，送料间隙取C=0.5mm。零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构即直排（如图所示）。由于每张钢板的尺中北大学模具冲压课程设计6寸都是长度为2000mm，宽度为1000mm。每张钢板剪裁1000/4422条;每条能冲裁（2000-22）/4346.所以每张钢板能生产2246=1012个零件。考虑定位公差及裁剪公差后，条料宽度按式（1-2）计算1(2)BDaC（1-2）式中，是条料宽度偏差（mm），查表得=0.5故得00.5(40220.5)Bmm即00.544.5Bmm（2）步距40343SDamm（3）材料利用率100%nASB式中，n是一个步距内冲裁件数目A是冲裁面积（包括馁形结构废料）S是步距长度（mm）B是调料宽度（mm）取n=1，22201256.64AmmS=43mm，B=44.5mm11256.64100%65.67%4344.51.3.2冲压力计算及设备选择（1）冲裁力的计算中北大学模具冲压课程设计7落料及冲孔时的冲裁力按式（1-3）计算bPKLt（1-3）式中，P是冲裁力（N）；L是冲裁周边长度（mm）；t是材料厚度（mm）；b是材料的抗剪强度（MPa）；K是修正系数，一般取K=1.3。由于1.3b，所以式（1-3）也常常表达为FLt（1-4）其中，是冲压材料的抗拉强度（MPa）；查表得，45钢的抗拉强度=600MPa落料所需冲裁力40125.66Lmmmm1125.662600150792PLtmmmmMPaN冲孔所需冲裁力3875.40Lmmmm275.40260090480PLtmmmmMPaN（2）卸料力、顶件力、推料力的计算从凸模上卸下箍着的材料所需的力称为卸料力；逆冲裁方向将板料从凹模内顶出所需的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算XXDDTTFKFFKFFKnF式中，F是冲裁力（N）,XK是卸料力系数，查表取XK=0.04；DK是顶件力系数，查表取DK=0.06，n是塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t.中北大学模具冲压课程设计8h为凹模直刃高度，取h=8，t为板厚，t=2，则n=8/2=4，TK为推料力系数，查表取TK=0.055。经计算得120.04()0.04(15079290480)9650.9XFPPN120.06()0.06(15079290480)14476.32DFPPN120.0554()0.0554(15079290480)53079.8TFPPN（3）总冲压力的计算12150792904809650.914476.3253079.8318479zXDTFPPFFFN（4）压力中心的确定0()/iiiXXLL0()/iiiYYLL式中，0X、0Y是压力中心在X、Y轴上的坐标，()iiXL、()iiYL是各简单图形的压力中心在X轴、Y轴上的坐标与其冲裁周边长度乘积之和（2mm），iL是各简单图形的冲裁周边长度之和（mm）。可以看出零件在X轴方向上是对称的，因此压力中心必在零件的中心线上。所以00X经计算00.93Y.即压力中心的位置（0，-0.93）（5）设备选择经计算，总冲压力为318KN，取安全系数S=1.2中北大学模具冲压课程设计9则计算总分冲压力1.2318381.6ZFSFKN则选取J23-40型开式可倾压力机公称压力（KN）：400最大闭合高度（mm）：330立柱距离（mm）：340工作台尺寸（mm）:460×7001.4凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算1.4.1凸模、凹模及凸凹模刃口尺寸模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。零件上包含三类尺寸：落料尺寸00.3940Amm冲孔尺寸0.2208Bmm位置尺寸1140.135Hmm2200.165Hmm查得冲裁模刃口双间隙24.0minZmm，36.0maxZmm。（1）落料刃口尺寸计算00.3940Amm0.390.097544dpmm0.09750.09750.195dpmmmaxmin0.200.160.04ZZmm中北大学模具冲压课程设计10maxmindpZZ则取maxminmaxmin0.60.60.040.0240.40.40.040.016dpZZmmZZmmmax00maxmin(()dpdpDDxDDx其中x是为与冲裁件精度有关的系数，查表，取x=0.50.0240.02400000.0160.016(400.50.3939.805(400.50.390.16)39.645dpDmmDmm