冷冲模垫圈设计说明书1

（一）冲裁件工艺性分析生产零件如右图所示。

1、CM-002 落料复合模具2、制件：圆形垫圈3、材料：冷轧钢板10A4、生产批量：60万/年5、材料厚度：2mm6、技术要求：工件要求平整，表面不得有划痕等缺陷。

由此可见，此工件只有落料和冲孔两个工序。

材料为冷轧钢板10 具有良好的塑性，适合冲裁。

工件结构相对简单，有一个40mm的孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为10mm。

工件的尺孔的部分为IT14 级精度。

尺寸精度比较低，普通冲裁完全能满足要求。

（二）冲压工艺方案的确定该工件包括冲孔和落料的两个基本工序，可能有以下3种冲压工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。

采用单工序模生产。

方案二：落料—冲孔正装复合冲压。

采用复合膜生产。

方案三：冲孔—落料级进冲压。

采用级进模生产。

优劣性比较：方案一：模具结构简单，但需要两道工序两副模具，生产成本高，生产效率可以满足中小批量生产要求：但此工件材料较软，厚度较小，落料后冲孔时操作不方便。

方案二：只需要一幅模具，工件的精度及生产效率都较高，保证工件的平整要求。

工件的最小壁厚10mm，大于凸凹模许用壁厚1.8mm。

冲压后成品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。

方案三：也只需要一副模具，生产效率更高，操作方便，工作精度也能达到要求：但此工件生产为中小批量。

通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为最佳。

（三）模具主要设计计算（1）排样方式的确定及其计算排样方式的确定：根据工件的特点，采用如图1-1所示的排样方法，搭边值取1.2mm和1.5mm，=1.2mm,沿边无侧压装置时的条料宽度B的计算：查表得，两工件之间的距离a1a=1.5mm。

进料步距n=26.2mm.条料宽度B= (D+2a+δ)0-δ，查表得δ=0.5式中，B为条料宽度；D为工件直径；a为沿边搭边值；δ为条料公差值所以B=97.40-0.5mm（2）材料利用率的计算：方案A:布距A为26.2mm，查板材标准，选1000×2000mm的钢板。

一个步距的材料利用率为：69.56%总材料利用率为：65.45%方案B：交叉双排斜对排剪裁10次剪成宽97.4mm的条料10条每条可冲78件，一共可冲裁出780件总材料的利用率：综上所以选用交叉双排斜对排的排样方式（3）冲压力的计算可知冲裁力基本计算公式为τtL K F p p =计算零件的周长：L=282.6mm ，材料厚度2mm ，冷轧10钢的抗剪强度取300MPa ，K p =1.3则冲裁该零件所需冲压力为F= kN 220220428N 30026.2823.1≈=⨯⨯⨯模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力X F 和推件力T F 为kN 11kN 22005.0X X =⨯==F K FkN 3.36kN 220055.03T T ≈⨯⨯==F NK F则零件所需得冲压力为1Q Q P P F F F F ++=总=267.3KN模具压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。

为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

该零件为中心对称图形，其几何中心即为压力中心（4）冲压设备的选用根据冲压力的大小，根据计算结果冲压设备拟选 J23-40，其主要技术参数如下：公称压力：400kN滑块行程：80mm最大装模高度：330 mm闭合高度调节量：65 mm滑块中心线到床身距离：220mm工作台尺寸：460 mm ×700mm模柄孔尺寸：φ50 mm ×70mm电动机功率2.5KW（四） 工作零件刃口尺寸计算在确定零件刃口尺寸的计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配的方法。

结合模具结构及工件生产批量，适宜采用配合加工落料凹模，凸模，凹凸模及固定板，卸料版，制造成本减低，装配工作简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算如下：（1）落料件尺寸的基本计算公式为A 0max d )x (δ+-=ΔD D 0min max 0min d p T T )2()2(δδ----=-=c x ΔD c D D查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ，最大间隙Z max =0.360mm查得凸模制造公差-0.020mm ，凹模制造公差+0.030mm,x=0.5有p d δδ+=0.05mm<min max 22c c -=0.054mm即 A 0max d )x (δ+-=ΔD D =49.690+0.1250min max 0min d p T T )2()2(δδ----=-=c x ΔD c D D =49.4440-0.125 （2）冲孔基本公式为min p T )(δ-+=x Δd dA 0min min d )2(δ+++=c x Δd d 查得其凸模制造公差-0.020mm ，凹模制造公差0.030mm,x=0.75。

有p d δδ+=0.050<min max 22c c -=0.054所以 0min p T )(δ-+=x Δd d =40.12 0-0.04得A 0min min d )2(δ+++=c x Δd d =40.3360+0.04（五） 冲裁模的总体设计（1） 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装复合模（2）定位方式的选择应为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。

控制条料的进给步距采用挡料销。

（3）卸料出件方式的选择因为工件的料厚为2mm 的冷轧钢板，材料相对较软，卸料力也比较小，故采用弹性卸料。

采用正装复合模，必须采用上出件。

（4）导向方式的选择为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。

（六）冲裁模的主要零部件结构设计（1） 凹凸模凹凸模外形按凸模设计，内孔按凹模设计。

结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成台阶式，最后精加工采用刀具磨床加工，冲孔凹模设计成台阶孔形式，其总长L可按教材公式2-34计算：.凹凸模尺寸凹凸模长度L=h1+h2+h=16+10+24=50mm其中h1；凹模固定板的厚度h2；弹性卸料板厚度h; 增加高度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）具体结构可以参照下图所示。

（2）冲孔凸模所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一位又便于装配与更换。

冲孔凸模尺寸冲孔凸模长度；L=h1+h2+h3=14+12+14=40mm其中；h1凸模固定板的厚度h2；空心垫板的厚度h3；冲40mm的凸模结构如图1-2所示。

（3）凸模固定板的确定凸模固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样，一般选择0.6～0.8倍的凹模厚度确定，也可以通过标准查得，基本与凹模外形尺寸相当。

这里取0.8倍，H凸=0.8×22=17.6mm. 取20mm；材料可选用Q235或45钢，本此选45钢。

垫板的作用是承受凸模或凹模的轴向压力,防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑,影响模具正常工作（4）凹模设计图5凹模采用整体凹模，凹模均采用线切割机床加工。

安排凹模在模架上的位置时，将凹模中心与模柄中心重合。

其轮廓尺寸可按照教材中公式2-42 2-43 2-44 计算凹模厚度H=k b=0.42 X 50mm=21mm（查教材表2-10的k=0.45）凹模边缘壁厚C>=(1.5-2)H=（1.5-2）X 21=（31.5-42）实际上取C=40mm凹模边长L=b+2c=50+2 X 40=130 mm查标准JB/T6343.1-94 凹模宽160mm因此确定凹模外形尺寸160 x 160x 40mm：将凹模模板制作成薄型形式并加空心垫板后实际凹模尺寸为160 x160 x 45mm 其中空心垫板厚10mm 。

（七）导（卸）料板，顶料部件，垫板的设计（1）卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同为160mm，厚度为10mm。

卸料板采用45钢制造，淬火硬度为HRC40—45. (2) 卸料螺钉的选用卸料板上设置3个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M8 x110mm,卸料螺钉尾部分应有足够的行程空间。

卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面3mm，有误差时通过在卸料螺钉与卸料板之间安装的垫板来调整。

（3）顶料块的设计正装复合模工件一般采用上出料，通常在凹模下加一块垫板，以增加顶件块的行程，顶件块与顶弹器用顶杆相连。

（4）垫板的设计垫板装在固定板与上模座或下模座之间，它的作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。

垫板的尺寸可在标准中查得。

垫板的材料一般可选45钢，本模具也选择此材料。

（3）卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件材料选用聚氨酯，其尺寸计算如下：（1）确定聚氨酯的自由高度0H工）（H H 4~5.30=mm8mm )512()10~5(1=++=++=+=t h h H 修磨工作工由以上两个公式，取mm 300=H 。

（2）经过综合评估确定聚氨酯直径为30mm.（3）校核聚氨酯的自由高度0H为满足聚氨酯的高径比要求，将聚氨酯分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为80mm ，所以5.060300==D H 聚氨酯的高径比在0.5~1.5之间，所以选用的聚氨酯规格合理。

聚氨酯的装模高度约为0.85×30 mm =24mm 。

（八） 模架及其他零部件设计 （1） 模架的选用1、模架是由上、下模座，模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成2、模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。

模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。

上、下模座之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。

一般模架均已列入标准，设计模具时，应加以正确选用。

3、根据本次设计的需要选用【2】表9-84两边导柱模架。

该模具的采用两边导柱模架，这种模架的导柱在模具两边的位置，冲压时可以防止由偏心力距引起的模具歪斜。

以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。

导柱d/mm x L/mm 分别为 28 x 170, 32 x170 ;导套为d/mm x L/mm x D/mm 分别为 28 x 100 x 38，, 32 x 100 x 38.上模座厚度H取40mm,上下模之间垫板厚度H取8mm,上下模固定板厚度H 取20mm，下垫板厚度H取8mm,下模座厚度H取45mm那么该模具的比和高度H：H=（8+20+24+10-2+40+20+8+40+45）mm=213mm凸模冲裁后进入凹模的深度为2mm。