冲压模具设计-六边形垫片.doc

目录目录一．工艺性分析一．工艺性分析.5二．冲裁件工艺方案的确定二．冲裁件工艺方案的确定52.1 方案种类52.2 方案的比较.52.3 方案的确定52.4 模具结构形式确定5三三.工艺尺寸计算工艺尺寸计算63.1 排样设计63.2 冲裁力的计算.73.3 压力机公称压力的确定73.4 冲裁压力中心的确定.83.5 刃口尺寸的计算8四．模具总体设计四．模具总体设计.114.1 模具类型的选择114.2 定位方式选择.114.3 出件方式的选择114.4 导柱、导套位置的确定12五．主要零部件设计五．主要零部件设计125.1 工作零件的设计结构.125.2 定位零件的设计13六．模具总装图六．模具总装图.14七．冲压设备的选取七．冲压设备的选取15八．模具零件加工工艺八．模具零件加工工艺.16九．模具的装配九．模具的装配.189.1 上模装配189.2 下模装配19十．结束语十．结束语.19十一．附录十一．附录.20附录 1 二维装配图.20附录 2 三维装配图.20附录 3 三维装配图爆炸图.21十二．参考文献十二．参考文献.22冲压模课程设计冲压模课程设计题目：题目： 正六边形垫片正六边形垫片原始数据：原始数据：数据如图 1-1 所示。

材料为 Q235，料厚为 t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差） ，且取中等精度图 1-1 正六边形垫片一、一、 工艺分析工艺分析此工件既有冲孔，又有落料两个工序材料为 Q235，t=3mm 的钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁工件结构中等复杂，有两个直径16 的圆孔，一个宽度为 52 的正六边形此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm工件的尺寸落料按 IT11 级，冲孔按 IT10 级计算尺寸精度中等，普通冲裁能满足要求二、二、 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定2.1 方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有一下三种工艺方案方案一：先冲孔，后落料采用单工序模生产方案二：冲孔-落料级进冲压采用级进模生产方案三：采用落料-冲孔同时进行的符合模生产2.2 方案比较各方案特点及比较如下：方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要求，难以满足生产需要故而不选此方案方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。

但级进模轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，一般适用于大批量、小型冲压件而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具制造成本不高，故本方案先冲孔后落料的方法2.3 方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔-落料复合模2.4 模具结构形式的确定复合模有两种结构形式， ，正装式复合模和倒装式复合模分析该工件成型后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模三、三、 工艺尺寸计算工艺尺寸计算3.1 排样设计1.排样方法的确定根据工件的形状，确定无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法经多次排样计算决定采用直斜排法，初画排样图如图 4-1 所示图 4-1 排样图 2.确定搭边值查表 2-15，取最小搭边值：工件间 a1=2.8，侧面 a=3.2.考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则取 a=5；为了计算方便去 a1=33.确定条料的步距步距：254.4mm，宽度：110mm。

4.条料的利用率IS2 785456.1%S110 254.4总5.画出排样图根据以上资料画出排样图，如图 4-1 所示3.2 冲裁力的计算1.冲裁力 F查表 9-1 取材料 Q235 的抗拉强度b=415Mpa由 bLtF已知：L=503.14+603.14+323.14+180=625.88所以：F=625.883415=779kN2.卸料力XF由，已知 （查表 2-17）FKFXX04. 0XK则 0.04 77931.16XXFKF3.推件力TF由，已知 （查表 2-17）FnKFTT1n0.045TK 则 1 0.045 77935.06TTFnk FkN 4.顶件力DF由，已知 （查表 2-17）FKFDD0.05DK则 0.05 77938.95DDFKFk3.3 压力机公称压力的确定本模具采用刚性卸料装置和卸料方式，所以79935.06834.06ZTFFFk根据以上计算结果，冲压设备拟选 JA21-160。

3.4 冲裁压力中心的确定由于零件为对称图形， 故取其对称中心为压力中心3.5 刃口尺寸的计算1.加工方法的确定结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求配作；冲孔时，则只需计算凹模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只需要在配作时保证最小双面合理间隙值（查表min0.460Zmm2-8） ，凹凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成2. 采用配作法断模具磨损后的变化情况分三种情况，分别统计如下第一种尺寸（增大）：50，30第二种尺寸（减小）：16，52第三种尺寸（不变）：50，1003. 计算零件刃口尺寸按入体原则查表 2-3 确定冲裁件内形与内形尺寸公差，工作刃口尺寸计算见表 4- 1表 4-1 工作零件刃口尺寸计算尺寸分类尺寸转换计算公式结果备注505050一3030410)max(XAAj30二160.11 0160 0.027516.08系数 X 的 取值查表 2-11520.095 0520 1 4(max)BjBX   0 0.02452.095505050三1001000.1111(min)28CjC 99.9450.0144. 画出落料凹模凸凹模尺寸，如图 4-2 所示。

a）落料凹模（b）凸凹模5. 卸料装置设计采用图 4-2 所示的卸料装置，已知冲裁板厚 t=3mm，冲裁卸料力=根XF31.16据模具安装位置拟选六个弹簧，每个弹簧的顶压力为F0Fx/n=5.19kN查第九章表 9-32 圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹簧规格为（使所选弹簧的工作极限负 荷 FJF顶）D=30mm，d=6mm，h0=60mm，t=7.8mm，hj=13.1mm，f=1.88mm，Fj=1700，n=7其中，D 为弹簧的大径，d 为材料的直径，h0为自由高度，t 为节距，hj为工作极限负荷下变形量，Fj为工作极限负荷，n 为有效圈数弹簧的总压缩量为H=jXhF34.3Fmmnj四、模具总体结构设计四、模具总体结构设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以本套模具类型为复合模4.2 定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距而第一件的冲压位置是因为条料有一定的余量可以靠操作工人目测来确定4.3 出件方式的选择根据模具冲裁的运动特点，该模具采用刚性卸料方式比较方便因为工件的料厚为 3mm，推件力比较大，用弹性装置取出工件不太容易，且对弹力要求很高，不易使用。

而采用推件块，利用模具的开模力来推工件，既安全有可靠即采用刚性装置取出工件结构如图 5-1 所示：图 5-1 卸料装置1-打杆；2-推板；3-连接推杆；4-推件块4.4 导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该复合模采用中间导柱模架五、主要零部件设计五、主要零部件设计5.1 工作零部件的结构设计1. 落料凹模 凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合其轮廓尺寸可按第 2 章公式（2-24）和公式（2-25）计算凹模厚度0.24 14434.56Hkbmm凹模壁厚~2)H=51.84~69.12mm5 . 1 (C取凹模厚度 H=60mm,壁厚 C 取 60mm凹模宽度 B=b+2c=100+2=220mm(送料方向)60凹模长度 L=144+2=264mm60根据工件图样，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下，去凹模长度为 280mm，宽度为 280mm，所以凹模轮廓尺寸为 280mm 280mm 60mm2. 冲孔凸模 根据图样：工件有 3 个孔，2 个大小相等的圆孔，1 个正六边形孔，因此需设计3 支凸模。

为了方便固定，都采用阶梯式，长度为 L=凹模+固定板+t=60+30+3.5=93.5mm3. 凸凹模 当采用倒装复合模时，凸凹模尺寸计算如下：HTA=h1+h2+t+h=20+30+3+10.5=63.5式中，h1为卸料板的厚度，取 20mm；h2为凸凹模固定板厚度，取 30mm；t 为材料厚度，取 3mm；h 为卸料板与固定板之间的安全高度，取 10.5mm因凸凹模为模具设计中的配作件，所以应保证与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙 Zmin5.2 定位零件的设计结合本套模具的具体结构，考虑到工件的形状，设置一个6 的活动挡料销，和两个8 的活动导料销挡料销和导料销的下面分别采用压缩弹簧，在开模时，弹簧恢复弹力把挡料销顶起使它处于工作状态，旁边的导料销也一起工作，具体结构如图6-1 所示图 6-1 活动挡料销1. 卸料板设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 20mm，材料为 45 钢，淬火硬度为 40~45HRC2. 卸料螺钉的选用 卸料板采用 6 个 M8 螺钉固定，长度 L= h1+h2+a=44+8+30=82mm（其中 h1为弹簧的安装高度；h2 为卸料板的工作行程；a 为凸凹模的固定板厚度） 。

3. 模架及其他零部件的设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压是可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜以凹模周界尺寸为依据，查第 9 章表 9-48 选择模架规格如下：导柱：d(mm)×L(mm)分别为35 200，45200 （GB/T2861.1）导套：d(mm)×L(mm)分别为4012548，4512548 （GB/T2861.6）上模座厚度取 50mm，下模座厚度取 60mm上垫板厚度取 10mm则该上H下H垫H模具的闭合高度为：闭H=+++L+H-h=50+60+10+93.5+63.5-3.5=273.5mm闭H上H下H垫H式中 L——凸模高度，mmH——凸凹模高度，mmh——凸模冲裁后进入凸凹模的深度，mm可见该模具的闭合高度小于所选压力机 JA21-160 的最大装模高度 450mm，因此该压力机可以满足使用要求六、模具总装图六、模具总装图通过以上设计，可得到如图 7-1 所示的模具总装图模具上模部分主要由上模座、垫板、冲孔凸模、冲孔凸模固定板、凹模板等组成下模由下模座板、固定板、卸料板、等组成出件是由打杆、推板、连接推杆、推件块组成的刚性推件装置，利用开模力取出工件。

卸料是在开模时，弹簧恢复弹力，推动卸料板向上运动，从而推出条料在这中间冲出的废料由漏料口直接漏出条料送进时利用活动挡料销定步距，侧边的两个导料销来定条料的宽度位置操作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移动到刚冲过的料口里，再利用侧边的导料销继续下一个工件的冲裁重复以上动作来完成所需工件的冲裁。