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10A

4、生产批量：60万/年

5、材料厚度：2mm

6、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a

1

a=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 F

kN 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 0

max d )x (δ+-=ΔD D 0min max 0

min 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

即 A 0max d )x (δ+-=ΔD D =49.690+0.125

0min max 0

min 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 d

A 0

min 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

所以 0

min 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