冲压模具课程设计-垫圈冲压模具设计(全套图纸)

目录一、设计任务⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2二、零件工艺性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2三、冲裁工艺方案的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3四、确定模具总体结构方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3五、零件工艺计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3六、模具零部件结构的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8七、模具其他零件的设计与计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9八、模具装配图及明细表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11九、设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13九、设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13参考文献14摘要在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压橡胶等生产行业中得到了广泛应用。

由于采用模具进行生产能够提高生产效率，节约原材料，降低成本，并可保证一定的加工质量要求。

金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性，操作的方便性等要求也日益提高。

模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。

本次课程设计的内容为垫圈复合模，完成冲孔、落料两道工序。

冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，它包括落料、冲孔、切口、整修及精密冲裁等。

模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。

因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。

此次垫圈的冲裁模具采用倒装结构，由打杆顶出制件；排样方式为直排，由弹性挡料销和导料销定位、导料。

模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。

使用creo2.0 、Auto CAD2010等软件绘制相关设计图。

关键词：冲孔；落料；倒装；直排；creo2.0 ；Auto CAD2010全套图纸，加153893706、设计任务：如图1 所示，工件材料为H62-M，料厚为1.5mm。

图1二、零件工艺性分析：1. 结构与尺寸分析：零件结构简单，形状对称，零件中部圆孔直径为6.5mm，满足冲裁最小孔径d min 0.9t 1.35mm 的要求；孔与零件边缘间的最小孔边距为40.3 6.516.9mm2 216.9 mm，冲裁件最小孔边距l min 1.3t 1.95mm , 孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚，因此，零件结构满足复合冲裁的要求2. 材料分析：H62-M是黄铜材，含铜量为62%，与其他铜材相比导电性能比较差，材质相对较硬，氧化速度相对较慢的性质，具有一定的冲裁性能。

3. 精度分析：该零件所有尺寸都未标注公差，全部按IT14 级确定工件的公差。

一般的冲压均能满足其尺寸精度要求，表面无粗糙度要求。

由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。

三、冲裁工艺方案的确定零件为落料冲孔件，可采用落料－冲孔复合冲压，采用复合模生产。

该方案只需要一副模具，冲压件的形状精度、位置精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

四、确定模具总体结构方案1. 模具类型根据之前确定的零件冲裁工艺方案，采用倒装复合冲裁模。

2. 操作与定位方式为降低成本，可采用手工送料方式。

板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，采用导料板控制材料的送进方向。

3. 卸料与出件方式冲压完毕后，推杆推动推板，推杆和推件块将零件从凹模中推出。

冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下。

4. 导向方式根据零件尺寸大小，该模具为中小型模，采用滑动导柱导套导向。

五、零件工艺计算1、排样的设计与计算根据零件的结构形状，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直排结构。

（1）确定搭边值，由于材料厚度t=1.5mm 经查表可知，侧面搭边值a=1.2mm, 工件间搭边值b=1mm。

（此搭边值为最小搭边值）（2）计算送料步距A：经计算求得A=14+b=14+1=15mm（3）计算料条宽度B：B0（D max 2a ）0（40.3 2 1.2 0.5）00.5 43.200.5圆整为B 4400.5 ；圆整后侧面搭边值a=1.64）导料板间的距离B0 B Z 44 0.5 44.5mm5）根据以上计算可得排样图如图2 所示：2、冲压力的计算(1 )冲孔力F冲KLt 1.3 3.14 6.5 1.5 420 16716N(2) 落料力F落KLt 1.3 96.8 1.5 420 79279N(3) 冲裁力F F冲F落95995N式中：L—冲裁周边长度，单位mm t —材料厚度，单位mm图2—材料抗剪强度，单位 Mpa ，查表可知 =420MpaK —系数，一般取 K=1.3(4) 卸料力 F 卸 K 卸 F 0.05 95995 4799.75N(K 卸 0.02 0.06) (5) 推件力F 推 nK 推F 4 0.05 95995 19199N(K 推 0.03 0.09,式中 nh t 16.54)故 P (1.1~1.3)F 总 1.1 119993.75 131993N从满足冲压力的要求看由国家标准初选 J23-16 型号压力机：13、冲模刃口尺寸及公差的计算( 1)由于内外形尺寸都属于自由公差，按 IT12 级计算，取系数 X=0.75，查表2-1 得， Zmin=0.21mm Zmax=0.25mm 则 Zmax-Zmin=(0.25-0.21)=0.04mm（2）落料件尺寸的基本计算公式为：则采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲压力F 总 F F 卸 F 推 119993.75D1 14，D2 40.3，D3 6,R1 0.5,R2 0.5,属于轴类尺寸，R1 R2 0.5属于孔尺寸,公差按IT 12级经查公差表得:D1 14 0.18 ,D2 40.3 0.25 ,D3 6 0.12 ,R1 0.5 0.1,R2 0.50 , 0.75；0.18, 2 0.25, 3 0.12, R1 0.01, R2 0.011凸模按IT6 级加工制造，凹模按IT7 级加工制造;D1: P1 0.011; d1 0.018D d1 (D1 x 1)0 d1 (14 0.75 0.18)0 d1 13.86500.018mmD p1 (D1 x 1 Z min )0p1 (14 0.75 0.18 0.21)0p1 13.65500.011mm校核：d1 p1 Z max Z min0.011 0.018 0.25 0.21,即0.029 0.04(满足间隙公差条件)D2: p2 0.0625, d2 0.0625D d2 (D2 x 2)0d 2 (40.3 0.75 0.25)0d2 40.142500.0625mmD p2 (D2 x 2 Z min )0p2 (40.3 0.75 0.25 0.09)0p2 40.022500.0625mm 校核：p2 d2 Z max Z min0.0625 0.0625 0.25 0.21; 不能满足间隙工差条件。

因此，只有缩小p2， d 2 ，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取p2 0. 4(Z max Z min ) 0.4 0.04 0.016mm; d2 0.6( Z max Z min ) 0.6 0.04 0.024mm故D d2 40.142500.024 mm;D p2 40.022500.016 mm。

D3: p3 0.008；d3 0.012D d3(D3 x 3)0d3 (6 0.75 0.12)0d3 5.9100.012mmD p3 (D3 x 3 Z min )0p3 (6 0.75 0.12 0.21)0p3 5.700.008mm校核：p3 d3 Z max Z min0.008 0.012 0.25 0.21; 即0.02 0.04，满足间隙公差条件0.006; d r1 0.01R1p r1D dr1 (R1 x R1)0dr1 (0.5 0.75 0.1)0dr1 0.42500.01mmD pr1 (R1 x R1 Z min ) pr1 (0.5 0.75 0.1 0.21) pr1 0.215 0.006 mm pr1 dr1 Z ma x Z mi n校核：pr1 dr1 max mi n0.006 0.01 0.04;因此，满足间隙公差条件。

R2:pr 2 0.006; dr 2 0.01D d2 (R2 x R2)0dr2 (0.5 0.75 0.1)0dr2 0.42500.01mmD pr2 (R2 x 5 Z min )0pr2 (0.5 0.75 0.1 0.21)0pr2 0.21500.006 mmpr2 dr2 Z max Z mi n校核：pr2 dr2 max mi n0.006 0.01 0.04;因此，经校核满足间隙公差条件。

3)冲孔6.5属于孔类尺寸，公差等级按IT12 级，查得孔6.500.15mm凸模按IT6 级加工制造，凹模按IT7 级加工制造，查表得p 0.009; d 0.015 dp (d X )0p (6.5 0.750.15)0p 6.612500.009mmd d (d X Z min )0d (6.5 0.75 0.15 0.09)00.015 6.702500.15 mm 校核：p d Z max Z min0.009 0.015 0.25 0.21 即0.024<0.04; 因此，满足公差校正条件。

4、压力中心计算由于零件为简单对称件，所以零件的压力中心就是零件的几何中心。

六、模具零部件结构的确定1. 凹模的外形尺寸设计与形状的选择凹模厚度：H kb( 15mm) 0.4 45 18mm凹模壁厚： C (1.5~ 2)H( 30~40mm) (27~36)mm，取C=35m。

m式中： b —凹模刃口的最大尺寸，单位 mm k —系数，考虑板料厚度的影响，查表 2-19 得 k=0.35 ～0.5 ，取 k=0.4 凹模外形尺寸的计算：长度： A b 2c 40.3 2 35 110.3mm 宽度： B 14 2C 14 2 35 84mm 由于直壁式凹模的刃口强度较高， 修磨后刃口尺寸不变， 所以凹模形状采用直壁 式的。

选择后侧式导柱模架， 经模架确定凹模的尺寸为 A=130mm ，B=90mm ，H=18m 。

m2. 凸模外形尺寸的设计与形状的选择。

（1） 凸模长度的计算：由于采用弹压卸料板 L h 1 h 2 t h 12 12.5 1.5 10 36mm式中： L —凸模长度，单位 mmh 1—凸模固定板厚度（凹模厚度的 0.8 倍左右），单位 mm h 2—卸料板厚度，单位 mm t —材料厚度，单位 mmh —增加长度，它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（ 0.5 ～ 1）mm ，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取 10～ 20mm ，取 h=10mm2）凸模的强度与刚度的校核 a ）承压能力的校核凸模承压能力按下式校核：FApF — 冲裁力单位 Np —凸模材料的许用压应力 ，单位 MPa凸模的许用应力决定于凸模材料的热处理和凸模的导向性，这里选择一般工具 钢，凸模淬火硬度为 58～62HRC 时，可取 p （1.0 ~ 1.6） 103 MPa ，确定凸模材 料为碳素工具钢 T10A 。