垫片说明书

垫片落料模设计说明书
班级：模具1132
姓名：单扬
学号：21111223
2012年10月15日
落料冲孔件
一．零件工艺性分析
工件如图所示的落料冲孔件，材料为Q235，材料厚度为1mm，生产批量为大批量，工艺性分析内容如下：
1.材料分析
Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。

2.结构分析
零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。

零件中有三个分布均匀的冲裁异形孔，孔的最小尺寸为2.5mm，满足冲裁最小孔径d min≧1.0t＝2mm的要求。

另外，经计算，异形孔距离外形的最小孔边距为5mm,满足冲裁件最小孔边距l min≧1.5t=3mm的要求。

所以，该零件的结构满足冲裁要求。

3.精度分析
对于6个未注公差尺寸，应按照IT14级查得公差为Φ500-
0.62,Φ180+0.43,R20
±0.52，R22.5
+0.52
0,R2.50
+0.25R17.50
-
0.52,45±1º
由上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

二．工艺方案的确定
零件为落料冲孔件，可提出的加工方法如下：
方案一：先落料后冲孔，采用两套单工序模生产。

方案二：落料-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。

方案一模具结构简单，但需要两套工序，两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。

方案二只需一副模具，冲压件的形状位置精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

尽管模具较方案一复杂，但由于零件结构简单模具制造并不困难。

方案三也只需一副模具，生产效率也高，但与方案二相比，生产的零件精度较差。

欲保证冲压件的形状位置精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造，装配较复合膜略复杂。

所以，比较三种方案欲采用方案二生产。

现对复合膜中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm时，可查得凸凹模最小壁厚为5mm，现零件上的最小孔边距为6mm，所以可以采用复合膜生产，所以采用方案二。

三．零件工艺计算
1.刃口尺寸计算
根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。

1） 落料件尺寸的基本计算公式
D A=（Dmax—X∆）0+δa
D T=(DA—Zmin)0-δt=（Dmax—X∆—Zmin）0-δt
因为材料为Q235，制件厚度为2mm，尺寸R100-0.22,可查得凸凹模最小间隙Zmin=0.246mm，最大间隙Zmax=0.360mm,凸模制造公差
δT=0.02，凹模制造公差δA=0.02。

将以上各值带入
δT+δA≤Zmax—Zmin校验是否成立。

经校验，不等式成立，可按上公式计算工作零件刃口尺寸。

D A1=（10—0.75*0.22）0+0.030mm=9.8350+0.030mm
D T1=（9.8350+0.030—09.246）0-0.020mm=9.5890-0.020mm
2）冲孔基本公式为
1、磨损后变大的尺寸A1(Φ500-0.62),A2(R17.50-0.52). 两个尺寸的公差等级都为IT4，磨损系数X取0.5。

刃口计算公式为A d=(A MAX-ΧΔ)0+Δ/4
A d1=(50-0.5×0.62)0+0.62／4=49.690+0.155
A d2=(17.5-0.5×0.52)0+0.52/4=17.240+0.13mm
2、磨损后变小的尺寸
B1(180+0.43),B2(R22.5+0.52),B3(R2.50+0.25),尺寸的公差等级都为IT4，磨损系数X取0.5。

刃口计算公式为B d=(Bmin+ΧΔ)0-Δ/4
B d1=(18+0.5×0.43)0-0.43／4=18.2150-0.108
B d2=（22.5+0.5×0.52）0-0.52／4=22.760-0.13
B d2=（2.5+0.5×0.25）0-0.25／4=2.6250-0.063
3、磨损后不变的尺寸C1(R20±0.52),C2(45±1º) ,尺寸的公差等级都为IT4，磨损系数X取0.5。

C d=（C min+0.5Δ）±Δ／8
C d1=（20+0.52×0.5）±0.52／8=20.26±0.065
C d1=45º±1／8=45º±0.125
2.排样
便于取料，即剪裁宽为54mm，长1000mm的条料，具体排样如上图。

3.冲压力计算
冲压力基本计算公式为
F=KLtτ
此例中零件的周长为157mm，材料厚度为2mm，Q235钢的抗剪强度取
350MPa,则冲裁该零件所需冲裁力为
F=1.3×157×2×350=142879≈143kN
模具采用弹性卸料装置和推荐结构，所需卸料力F X和推件力F T为
F X=K X F=0.05×143 kN =7.15 kN
F T=nKF=3×0.055×143 kN≈23.6kN
则零件所需冲压力为
F总=F+ F X+ F T= 173.75kN
初选设备为开式压力机J23—35
4.压力中心计算
零件外形为对称件，，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形
中心线的交点。

四．冲压设备的选用
根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机J23—25，其主要技术参数如下：
标称压力 250KN
达到公称压力时滑块离下止点距离 3.5mm
滑块行程 80mm
行程次数 55次/分钟
最大封闭高度（固定台和可顷式） 270mm
封闭高度调节量 55mm
滑块中心到床身的距离 200mm
工作台尺寸（左右） 560
工作台尺寸（上下） 370
工作台孔尺寸（直径） 200
立柱间距离 270
模柄孔尺寸（直径×深度） Φ40mm×60mm
工作台板厚度 50mm
倾斜角（可顷式工作台压力机） 30°
五、标准模架的选用
标准的模架的选用的依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。

由凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模高度
H=Kb=O.5×50m＝25mm，凹模壁厚C=30mm。

所以凹模的总长为L=110mm，凹模的宽度为B=110mm
模具采用后置导柱模架根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座160mm×125mm×35mm
下模座160mm×125mm×40mm
导柱25mm×150mm，导套25mm×85mm×33mm
2.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：
（1）确定橡胶的自由高度H0
H0=(3.5~4)H工
H工=h工作+h修磨=t+1mm+（5~10）mm=（2+1+7）mm=10mm
由以上两公式，取H0=40mm。

（2）确定橡胶垫的横截面积A
A=Fx/P
查得矩形橡胶垫在预压量为10%～15%时的单位压力为0.6MPa，所以
A=9850N/0.6MPa≈16417mm2
(3)确定橡胶垫的平面尺寸，根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应该为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。

结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为82mm*25mm，外形暂定一边长为160mm，则令另一变边长b为
b*160mm—82mm*25mm=A
b=（16417+82*25）mm/160≈115mm
（4）校核橡胶垫的自由高度H0
为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为80mm，所以
H0/D=40mm/80mm=0.5
橡胶垫的高径比在0.5～1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。

橡胶的装模高度约为0.85*40mm=34mm
参考资料：
1、崔柏伟.典型冷冲模设计.常州：常州机电职业技术学院，2012。

2、王嘉.冷冲模设计与制造实例.北京：机械工业出版社，2009。

小结
在为期一个星期的复合模设计结束了，在设计中遇到好多的困难，关键还是我们对模具加工不够熟悉，不知道该怎样将这个模具上的零件给加工出来。

我设计的模具是自己设计的，虽然很简单，但是也感觉困难重重，我觉得最难的是标准公差，完全不知道该怎么标，还有表面粗糙度之类的，不过，在参照书上的复合模设计，和在老师的指导下，勉勉强强的完成的，虽然设计中还有很多很多的错误，比如还多零件都在实际加工中加工不出，不过在老师的指导下做出来了。

以后我会更加努力，在实践中学习如何加工，如何设计，更好的将模具设计出来。