圆垫片落料冲孔复合模设计

垫片34复合模CAD设计

第2章 工艺分析及模具结构设计

2.1 制件的工艺性分析及工艺计算

2.1.1 工艺分析

由图可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c>1.5t 要求。 （5.175.22

40

80=--=

c 1.5t=1.5） （1）尺寸精度

任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12级，

查参考文献[2]知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12～IT11级，所以尺

寸精度满足要求。

（2）冲裁件断面质量

因为一般用普通冲裁方式冲1mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达 ，毛刺允许高度为0.05～0.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太

12.5～3.2m

严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。

（3）产品材料分析

对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为08钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证

经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。

2.1.2 排样及工艺计算

2.1.2.1排样

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。如图所示。

图2.1 排样图

2.1.2.2 搭边

查参考文献[1] ，确定搭边值a，b。

当t=1时，a=2，b=1.5

2.1.2.3条料宽度

B=D+2a=80+2*2=84mm

2.1.2.4材料利用率η

nA

η=⨯100%

SB

式中n—一个歩距冲裁件数目；A——冲裁件面积（包括形结构废料）；

S——歩距长度；B——板料宽度；

取：n=1; A=π*40²=5026.55；S=81.5；B=84

η=5026.55／81.5*84=73.4

2.2 冲压力及压力中心的计算

2.2.1 计算冲压力

2.2.1.1 冲裁力

冲裁力公式为 落孔P P P += 式中 P —冲裁力； 孔P —冲孔冲裁力； 落P —落料冲裁力。 2.2.1.2 冲孔冲裁力孔P

τt nKL P 孔孔=

式中 K —系数（取K=1.3）； n —孔的个数，n=3。

孔L —冲孔周长，66.125401=⨯==ππd L 孔mm 7.1552=⨯==ππd L 孔mm t —材料厚度，mm 1=t

τ—材料抗剪强度，查参考文献[2]知LY12，280=τ～320MPa ，取

300=τMPa 。

30017.153.12300166.1253.121⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=P P P 孔=61253.4=61.25KN 2.2.1.3 落料冲裁力落P 。

τt KL P 落落= 3.325180=⨯==ππD L 落mm

所以 98.02KN .7N 9801830013.32513.1==⨯⨯⨯=落P 2.2.1.4卸料力卸P 。

卸卸卸P K P =

式中 卸K —卸料系数，查参考文献[1]知01.0=卸K ～0.05，取03.0=卸K 。 所以 4.922.09803.0=⨯=卸P KN 2.2.1.5 推料力推P

推推推P nK P =

式中 推K —推料系数，查参考文献[1]取055.0=卸K 。 n —同时卡在凹模洞孔的件数，3=n 。 所以 1.1025.6155.003=⨯⨯=推P KN 2.2.1.6 顶件力顶P

）（落孔顶顶P P K P +=

式中 顶K —顶件系数，查参考文献[1]取06.0=顶K 。 所以 ()56.92.09825.6106.0=+⨯=顶P KN 2.2.1.7 总冲压力总P

冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为

56.91.1094.202.9825.61++++=+++=++=推卸落孔推卸总P P P P P P P P =181.87

KN

初选压力机：Jc23-35。 2.2.2 计算模具压力中心

由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。

2.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算

2.3.1计算模具刃口尺寸

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。

零件上包含三个尺寸：落料尺寸074.080-=φA ；

冲孔尺寸62.00140+=φB ,3.0025+=φB ；

位置尺寸105.030±=H 。

查得冲裁模刃口双间隙

24.0min =Z mm ， 36.0max =Z mm 。

1）落料刃口尺寸计算：

074.080-φ的凸凹模的制造公差由表查得

mm 030.0=凹δ ， mm 020.0=凸δ。

由于min max 05.0Z Z -<=+凸凹δδ ， 故采用凸模与凹模 分开加工方法， 由表查得X=0.5，则：

mm X D D 03

.00

03.00063.7974.05.080+++=⨯-=∆-=）（）（凹凹δ mm Z D D 002.0002.00min 51.79)24.05.063.79()(---=⨯-=-=凸凹凸δ

其工作部分结构尺寸如图所示：

2）冲40mm 孔刃口尺寸计算：

62.0040+φ的凸凹模的制造公差由表查得

mm 030.0=凹δ， mm 020.0=凸δ.

由于min max 050.0Z Z -<=+凸凹δδ ,