双耳止动垫圈冲压模具设计

　　冲压模课程设计设计双耳止动垫圈—结构设计PAGEPAGE\*MERGEFORMAT2目录TOC\o1-3\h\z\uHYPERLINK\l_Toc3729850410引言PAGEREF_Toc372985041\h1HYPERLINK\l_Toc3729850421总体设计PAGEREF_Toc372985042\h2HYPERLINK\l_Toc3729850431.1已知条件PAGEREF_Toc372985043\h2HYPERLINK\l_Toc3729850441.2确定工艺

　　PAGEREF_Toc372985044\h3HYPERLINK\l_Toc3729850451.3排样图的设计与计算PAGEREF_Toc372985045\h5HYPERLINK\l_Toc3729850461.3.1排样图设计原则PAGEREF_Toc372985046\h6HYPERLINK\l_Toc3729850471.3.2排样图PAGEREF_Toc372985047\h7HYPERLINK\l_Toc3729850481.3.3排样图的计算PAGEREF_Toc372985048\h7HYPERLINK\l_Toc3729850491.4冲裁力的计算PAGEREF_Toc372985049\h9HYPERLINK\l_Toc3729850501.4.1冲裁力PAGEREF_Toc372985050\h9HYPERLINK\l_Toc3729850511.5卸料力，推件力和顶件力的计算PAGEREF_Toc372985051\h10HYPERLINK\l_Toc3729850521.6压力机所需总冲压力的计算PAGEREF_Toc372985052\h11HYPERLINK\l_Toc3729850531.7压力机吨位和型号的选择PAGEREF_Toc372985053\h11HYPERLINK\l_Toc3729850541.8压力中心的计算PAGEREF_Toc372985054\h12HYPERLINK\l_Toc3729850552成形零件的设计PAGEREF_Toc372985055\h13HYPERLINK\l_Toc3729850562.1设计原则PAGEREF_Toc372985056\h13HYPERLINK\l_Toc3729850572.2凸、凹模的设计与计算PAGEREF_Toc372985057\h13HYPERLINK\l_Toc3729850582.2.1凹模结构设计PAGEREF_Toc372985058\h14HYPERLINK\l_Toc3729850592.2.1.5凸凹模的设计PAGEREF_Toc372985059\h17HYPERLINK\l_Toc3729850602.2.2凸模结构设计PAGEREF_Toc372985060\h18HYPERLINK\l_Toc3729850612.2.3冲孔凸、凹模的刃口尺寸计算PAGEREF_Toc372985061\h20HYPERLINK\l_Toc3729850622.2.4落料凸、凹模的刃口尺寸计算PAGEREF_Toc372985062\h21HYPERLINK\l_Toc3729850632.2.5凸模的校核PAGEREF_Toc372985063\h22HYPERLINK\l_Toc3729850643各种机构的设计PAGEREF_Toc372985064\h24HYPERLINK\l_Toc3729850653.1卸料装置PAGEREF_Toc372985065\h24HYPERLINK\l_Toc3729850663.2导料装置PAGEREF_Toc372985066\h26HYPERLINK\l_Toc3729850673.3固定板PAGEREF_Toc372985067\h27HYPERLINK\l_Toc3729850683.4垫板PAGEREF_Toc372985068\h27HYPERLINK\l_Toc3729850693.5其他结构零件PAGEREF_Toc372985069\h28HYPERLINK\l_Toc3729850703.6模具的闭合高度PAGEREF_Toc372985070\h38HYPERLINK\l_Toc3729850714模具的工作原理PAGEREF_Toc372985071\h39HYPERLINK\l_Toc3729850725模具零件清单PAGEREF_Toc372985072\h40HYPERLINK\l_Toc372985073参考文献PAGEREF_Toc372985073\h41HYPERLINK\l_Toc372985074致谢PAGEREF_Toc372985074\h42双耳止动垫圈—结构设计0引言冷冲压是在常温下利用冲压模具在压力机上对板料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上的一种先进的金属加工方法。由于冷冲压加工的零件形状、尺寸、精度

　　、批量大小、原材料性能等不同，其冲压方法多种多样，但概括起来可分为分离工序和变形工序两大类。分离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互分离；变形工序是在材料不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形，形成所需要的形状及尺寸的制件。冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲无级变速装置、拉深、成形和立体压制。冷冲压工艺与其他的加工方法相比，有以下的特点：1）用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。2）材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成本较低。3）操作简单劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。4）冲压工艺中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。因此，在单件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定的限制。冲压工艺多用于成批、大量生产。国防方面，如导弹、枪弹、炮弹等产品中，采用冷冲压加工的比例是相当大的双耳止动垫圈。随着汽车和电器等的飞跃发展，许多先进工业国家对发展冷冲压生产给予了高度的重视。设计计算及说明结果1总体设计1.1已知条件(1)零件材料：Q235。这种材料属于普通碳素结构钢，属于低碳钢。由于其铁素体含量多，故其塑性、韧性优良，力学性能较好，其抗剪强度τ为304-373Mpa，抗拉强度бb为432-461Mpa，屈服强度бs为253Mpa，伸长率δ为21-25%。(2)厚度：t=1mm(3)生产批量：大批量(4)零件尺寸：如图1.1。图1.1零件图t=1mm设计计算及说明结果根据零件图，零件图上的尺寸未注公差，属自由尺寸，未标公差按IT13级，《冲压

　　》P1059查表14-147，查出了各尺寸的极限偏差数值。获得各标准公差数值A类尺寸36360—0.39B类尺寸Φ21Φ210+0.3322220—0.33注：摘自GB/T1800.2-2009。R16R160—0.27R3R30—0.1418180—0.271.2确定工艺方案分析比较和确定工艺方案双耳止动垫圈一般有以下三种冲裁工艺方案方案一：用二次工序进行冲压（见图1.2）图1.2设计计算及说明结果工序1—用简单冲模冲孔工序2—用落料简单模落料方案二：用复合模，将孔及外形一次冲出（见图1.3）图1.3方案三：用二工步连续模在一次工序中将零件冲出（见图1.4）图1.4分析比较各方案的优缺点：第一方案的特点：是模具结构简单，易于制造美容器具，缺点是生产效率低和冲裁件精度低，另外，各次工序所需的冲压力小，可解决冲压吨位不够的问题。这个方案需要二次冲压工序，在落料工序中，要进行定位，操作不方便，多工序冲裁时，生产效率低摄像头，累积误差大，与本零件生产批量大和尺寸精度地，不相适合。设计计算及说明结果第二方案由于将各工序复合在一起，一次冲成能保证较高的生产率，而且操作比较安全。再者复合模冲裁时，零件精度主要决定于模具制造精度，当采用精度为IT10级以上复合模冲压本零件时，可保证零件所要求的各项精度指标。由于复合模进行冲裁时，弹性卸料板将毛坯压紧,再进行冲压，因此断面质量较高，工件平整，材料利用率高，由于复合模结构复杂，不易制造，成本较高。第三方案：工件和冲孔废料都可由压力机台下排出。操作方便安全，生产效率高，易实现生产机械化和自动化，如果，同时采用弹性卸料装置，在冲压时，卸料板压住板料，所以冲裁件的平整度提高，适于一般精度的冲压工件。连续模材料利用率低，制造成本高，维修、维护困难，计算复杂，但此复合模成本低。综合考虑，此零件的精度要求不高且形状简单，批量很大，在保证精度的情况下，应尽量降低成本，提高经济效益，所以选择方案二。1.3排样图的设计与计算设计复合模首先要设计排样图。这是设计复合模的重要依据。排样的要求是切除废料，最后根据需要将零件从条料上分离下来。排样设计的

　　包括：确定被冲工件在条料上的排列方式；确定条料载体的形式；确定条料宽度和步距尺寸，从而确定了材料利用率。排样图的好坏对模具设计的影响很大，需要设计出多种方案加以分析、比较、综设计计算及说明结果合与归纳，以确定一个经济、技术效果相对较合理的方案，衡量排样设计的好坏主要是看其工作安排是否合理插齿，能否保证冲件的质量并使冲压过程正常、稳定的进行，模具结构是否简单、制造维修是否方便，能否得到较高的材料利用率，是否符合制造和使用单位的习惯和实际条件等等。1.3.1排样图设计原则（1）先冲孔，后冲外形。（2）复杂型孔可分解为若干简单型孔，分步进行冲裁。（3）工序要分散，以确保凹模有足够的强度。所有的孔不应在同一工位上冲切，最好分开。布置在同一工位及相邻工位上的冲切轮廓（包括孔）的间距不应小于凹模最小壁厚。（4）尺寸与形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。（5）有孔位精度要求的孔应在同一工位上冲，若无法安排在同一工位上时，可安排在相近的工位上冲。（6）孔精度有要求并与轮廓靠近，冲外轮廓时孔可能会变形，应先冲外形后冲孔。（7）外形薄弱部分的冲切应安排在较前的工位上。（8）轮廓周界较大的冲切工艺，尽量安排在中间工位，以使压力中心与模具几何中心重合。设计计算及说明结果1.3.2排样图排样图如图1.5，本次设计所用的排样方式为有废料排样烫金机。其特点为：冲裁件质量较好，模具寿命较长，但材料利用率较低。图1.5排样图1.3.3排样图的计算（1）根据材料厚度为1mm，查《冲模设计应用实例》P42表2-116最小工艺搭边值，a=2mm考虑到零件结构及排样的要求：a1=2mma2=5mm。（2）由于采用直排布置，其送料步距基本尺寸为：a1=2mma2=5mm设计计算及说明结果其中—平行于送料方向的冲裁宽度（mm）；、—冲裁件之间的搭边值(mm)；S—调料进距；—平行于送料方向的冲裁宽度（mm）。S=38+2+5+18=63mm（3）条料宽度B由于采用侧刃进行纵向定距，条料宽度必须考虑到侧刃切去的宽度即侧刃余量b1，所以条料宽度为：式中：D—冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸(mm)；a—冲裁件与条料侧边之间的搭边(mm)；n—侧刃数目，单侧刃n=1，双侧刃n=2；b1—侧刃余量(mm)。但是此双耳止动垫圈的结构简单，采用单冲的复合模结构，因此采取挡料销、导料销来定位和保证手动有序的送料非标准齿轮。Bmin=52+2×2=56mmB取得：B=56mm（4）材料利用率的计算材料的利用率通常是以一个步距内零件的有效面积和工艺废料与所用毛坯面积的百分率来表示：S=63B=56mm设计计算及说明结果用UG计算的制件面积：S面=1305.02mm2,A=2×958.66=1917.32mm2。η=(1917.32/63×56)×100%=54.35%1.4冲裁力的计算冲压力是选择压力机的主要依据,也是设计模具所必需的数据。这次所设计的双耳止动垫圈的冲压力由冲裁力组成。1.4.1冲裁力对于普通平刃口的冲裁,其冲裁力F0,查《冲模设计应用实例》P39（2-7）式：式中：—冲裁力（N）；—冲裁件的周长（mm）；—材料厚度；—材料抗剪强度（MPa）,见书末附录A。查《冲模设计应用实例》P357附录A冲压常用金属材料的性能和规格，得：=380～470MPa，取＝400Mpa。UG计算的周长：、η=54.35%＝400Mpa设计计算及说明结果1.5卸料力，推件力和顶件力的计算卸料力,即将紧箍在凸模上的材料与凸模分离所需的力；推件力，即将落料件或冲孔废料推出凹模所需要的力；顶件力，将落料件从凹模内反顶出所需要的力。卸料力串联系统、推件力、顶件力和冲轮廓的形状，冲裁间隙，材料种类和厚度，润滑情况，凹模洞口形状等因素有关。本制件没有顶件力，查《冲模设计应用实例》P41（2-11）式：式中：—冲压力（N）—卸料力系数—推件力系数—顶件力系数n—梗塞在凹模内的冲件数，n=h/t，h为凹模直刃高度，t为料厚。查《冲模设计应用实例》P45当t

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