垫圈落料、冲孔复合模设计

垫圈落料、冲孔复合模设计
作者：黄小龙
来源：《科技视界》 2012年第3期
黄小龙
(衡阳技师学院湖南衡阳421101)
【摘要】本文介绍了垫圈落料冲孔复合模设计的一般原则、方法和步骤。

冲裁模具的设
计首先要通过对零件的工艺分析，确定工艺方案并通过必要的工艺计算，选择合适的冲压设备，然后再进行模具设计，绘制模具总装图和零件图，从而完成整套模具的设计。

【关键词】垫圈；模具；设计；方法；原则；步骤
原始资料：
冲压模具零件图及要求如图1所示。

1 冲孔模具工艺分析
图1所示的垫圈属对称的圆形件，外形尺寸为￠42，内孔尺寸为￠13，形状简单、对称；
图中尺寸全为未注公差尺寸，按IT14级选取，产品精度要求不高；材料为10钢，冲裁良好。

经分析，该产品具有良好的冲裁工艺性。

2 工艺方案的确定
冲裁该垫圈具有以下几种方案：
方案一：落料→冲孔，采用单工序模生产。

方案二：落料冲孔一次成形，采用复合模生产。

方案三：冲孔→落料，采用连续模生产。

方案一，模具结构简单，但须两付模具，两道工序生产，生产效率低，因定位的影响，产
品精度不高。

方案二，模具结构较为复杂，但只需一付模具，一道工序生产，生产效率高，产品质量全由模具保证，产品精度高，质量好。

方案三，模具结构复杂，虽然也是一付模具一道工序生产，但产品质量因定位误差的影响不高，模具维修和制作困难。

经分析和结合生产实际，决定采用方案二，用复合模生产。

3 模具结构设计
根据零件的结构特点和技术要求，采用倒装复合模结构。

条料的送进方向和步距由导料销和挡料销控制，采用弹性卸料，上打料，废料直接从模具漏出的卸料方式，为操作方便，采用后侧导向标准模架，用导柱、导套导向。

落料凹模直接用螺钉和销钉固定在模板上，冲孔凸模和凸凹模采用固定板固定。

4 工艺计算
4.1 排样方案确定
冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法，称为排样。

该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料销导料、挡料销挡料。

由［８］查得工件侧搭边a1=1.5mm，工件间搭边a=1.2mm。

条料的宽度B：B=42+2a1=45mm,条料的步距S：S=42+a=43.2mm
一个步距内的材料利用率由［1］查得：
5.2 凸凹模
材料选择为Cr12，热处理硬度为58～62HRC。

高度取H=47mm。

橡胶安装高度可在凸凹模固定板上开沉孔。

刃口尺寸在前面已经确定，综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如图4所示。

图中刃口尺寸仅供参考，￠42尺寸以落料凹模为准，￠13尺寸以冲孔凸模为准，保证两者双边间隙为0.22～0.26mm。

5.3 冲孔凸模
材料选择为Cr12，热处理硬度为58～62HRC。

总体高度为：H=50mm；与固定板采用H7/m6d 的过渡配合。

其具体结构如图5所示。

5.4 模架选择
由上可知，凹模周界为￠110，凹模、凸凹模、凸模、垫板的厚度为30mm、47mm、50mm、10mm,选用标准模架为：模架125×125×160～190Ⅰ GB/T2851.3—90。

上模板为
125×125×35 GB/T2855.5—90，下模板为125×125×45 GB/T2855.6—90。

导柱A22h5×150 GB/T2861.1—90；导套A22H6×90×33 GB/T2861.1—90。

5.5 垫板与固定板
垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸参照周界尺寸按国标确定，一般为10mm，
材料为45钢，热处理后硬度为42～45HRC。

固定板外形与凹模轮廓尺寸基本是一致的，厚度可按照［8］经验公式（0.6～0.8）Hd=（0.6～0.8）×30。

即：固定板厚度为20mm，材料为Q235，防锈处理。

6 模具装配图
模具装配图如图6所示。

1.下模板
2.卸料螺钉
3.凸凹模固定板
4.卸料橡胶
5.凸凹模
6.卸料板
7.落料凹模
8.打料器
9.冲孔凸模 10.固定板 11.打料杆 12.模柄 13.打杆 14.打板 15.上模板 16.导套 17.导柱 18.挡料销 19.导料销 20.弹簧
模具工作零件由凸凹模5.落料凹模7和冲孔凸模9组成，完成对垫圈的冲裁；由卸料螺钉2、卸料橡胶4和卸料板6组成的卸料机构将箍紧在凸凹模上的条料卸下，由打杆13、打板14、打料杆11和打料器组成的打料机构将卡在凹模里的垫圈从凹模中打下，冲孔废料则从凸凹模和下模板的漏料孔中漏出；条料的送进方向和送进距离则由浮动导料销19和浮动挡料销18控制。

模具采用导柱、导套导向的后侧模架，操作空间大，导向安全可靠。

7 压力机的校核
由上可知，模具的闭合高度为183mm,模具的外形尺寸为200×188mm。

而选用的J23—16型号的压力机的技术参数为：公称压力：160kN；滑块行程：55mm；最大闭合高度：220mm；工作
台尺寸：300×450mm；模柄孔尺寸：Φ40×60mm。

故能满足使用要求。

【参考文献】
［１］模具设计手册[M].机械工业出版社.
［２］工程材料及应用[M].华中科技大学出版社.
［３］典型模具结构图册[M].华南理工大学出版社.
［４］简明冷冲压手册[M].机械工业出版社.
［５］实用模具设计与制造[M].国防科技大学出版社. ［６］冲压工艺学[M].机械工艺出版社.
［７］金属塑性成形原理[M].机械工业出版社. ［８］冲压工艺及模具设计[M].兵器工业出版社. ［责任编辑：汤静］。