圆垫片冲裁模设计

数控一班116宿舍蔡梁杰吴文海陈梦辉梁专倚陈志军郑文强圆垫片冲裁模设计本设计选取第3组数据：尺寸a=φ12.9mm；尺寸b=φ6.2mm；厚度=1.7mm；精度为IT14；大批量生产；材料为08#钢.一、零件的工艺性分析该零件是普通圆垫片，材料为08#钢，要对零件进行大批量的生产。该件属于隐蔽件，被完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整，中心圆孔是该零件需要保证的重点。二、确定工艺方案首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。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、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。根据冲压模工艺原理，结合产品（垫圈）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。另外为了便于排泄废料，故采用倒装复合模冲裁生产，避免了废料要人工来清除，节省了时间，同时也节省大量劳动力，提高了生产率。所以采用倒装复合模具。三、凸模与凹模刃口尺寸的计算由公差表查得φ6.2IT14级为φ6.2，取X=0.5；由公差表查得φ12.9IT14级为φ12.9，取X=0.5；冲裁间隙Zmin=0.246Zmax=0.360则，冲孔：dp=（dmin+x△）=（6.2+0.5×0.43）=6.415mmdd=（dp+Zmin）=（6.415+0.246）=6.661mm校核|δp|+|δd|≤Zmax-Zmin0.027+0.043≤0.360-0.2460.070≤0.114（满足间隙公差条件）落料：Dp=（Dmax-x△）=（12.9-0.5×0.52）=13.13mmDd=（Dp-Zmin）=（13.13-0.246）=12.884mm校核|δp|+|δd|≤Zmax-Zmin0.052+0.033≤0.1140.085≤0.114（满足间隙公差条件）五、条料的宽度和导料板间距计算1.条料宽度的计算由课本P33表2-3“最小搭边值”可知，工件间a1=1.2，侧面a=1.5本设计采用无测压装置冲裁，故得：条料宽度B-△0=(Dmax+2a)=（12.9+2×1.5）=15.9上式中，c“导料板与条料之间的最小间隙”知c=0.5；△值“条料宽度偏差”知△=0.202.导料板件距离的计算由公式得：导料板间距离A=Dmax+c=12.9+0.5=13.4确定条料宽度之后，选择1000×500的板料规格，采用横向剪裁。3.材料利用率一个步距内的材料利用率η=A/(B*S)×100%=（3.14x6.15²-3.14x3.1²）/（13.4×14.9）×100%=88.58/199.66×100%=44.35%式中，A-一个步距内工件的实际面积；S-送料步距；B-条料宽度；六、冲裁工艺力和压力中心的计算1.计算工艺力由普通平刃口模具冲裁力F=KLtτ一般材料的σb=1.3τ，所以F=Ltσb，式中σb-材料抗拉强度（Mpa）。查得08#钢，取σb=300Mpa。落料力F=Ltσb=30π×2.0×300=56520N=56.52KN冲孔力F=Ltσb=15π×2.0×300=28260N=28.26KN由课本“卸料力、推件力、顶件力系数”查得KX=0.04-0.05；KT=0.55;卸料力FX=KXF=56.52×(0.04-0.05)=2.26-2.82取FX=2.5KN；推件力FT=nKTF上式中工件数n=h/t，h凹模孔口直壁的高度，t为材料厚度；查得h=4-10，则n=8/2=4；FT=4×0.55×56.52=124.344KN冲压工艺力总和FZ=F+FX+FT=56.52+2.5+124.344=183.364KN2.确定压力中心因此零件为圆环形垫片，故其压力中心即为其几何中心，在垫片的圆心上。七、压力机的选择因为该垫片需要大批量生产，故采用高速压力机，采用机器的型号为J75G-30高速压力机主要技术参数型号送料长度/mm公称压力/kN厚度/mm滑快行程次数/（次·min）宽度/mm滑快行程/mm主电动机功率/kW最大封闭高度/mm生产厂家封闭高度调节量/mm八.设计总结通过对垫片连续模具的设计，对常用冲压件在冲压过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了冲压成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。根据模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软件就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及凸凹模与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似冲压模具设计效率更为提高。