垫片冲压模具设计

目录

一冷冲压工艺分析 (1)

1.1 零件工艺性分析 (1)

1.2 结构分析 (1)

1.3精度分析 (1)

二确定工艺方案 (2)

三确定毛坯画出排样图 (3)

3.1 排样与材料利用率 (3)

3.2 固定板排样与材料利用率 (4)

四确定模具类型 (7)

4.1 凹模设计主要内容 (7)

4.2 凹模型孔侧壁形状的确定 (7)

4.3 凹模外形与装配结构 (8)

4.4 凹模外形的确定 (9)

五主要零件图和总装图 (10)

5.1 凸凹模 (10)

5.2 凹模 (11)

5.3 下垫块 (12)

5.4 卸料板 (13)

5.5 导套 (14)

5.6 总装图 (15)

六模具工作部分尺寸计算 (18)

7.1 计算冲裁力公式 (20)

7.2 计算相关卸料力、推件力和顶件力公式 (20)

7.3 固定板冲压力的计算 (21)

7.4 压力机的选择 (22)

总结 (25)

参考文献 (26)

致谢 (27)

一 冷冲压工艺分析

1.1 零件工艺性分析

1.零件：固定板

2.材料：08钢

3.批量：大批量

4.料厚：2.0mm

1.2 结构分析

零件结构容易对称，方便冲裁加工。零件冲压两个圆孔，孔尺寸为10mm ，符合冲裁最小孔径min d =10mm≥mm 0.20.1=t 的要求，此外，通过冲裁的最小孔边距min l =5mm≥mm 0.35.1=t 要求，所以，该零件结构满足于冲裁要求。

1.3精度分析

工件上有4个尺寸未标注公差要求，从公差表查得其公差要求均属于IT13，普通冲裁可以达到零件的精度要求。

二确定工艺方案

落料冲孔零件，加工方案可以使用如下：

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。

方案一模具结构固然简单，但是需两道工序、两副模具，生产效率比较低，零件的精度差，不适用于生产批量较大的情况下。方案二需1副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，而且生产效率很高。虽然模具结构比方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，与方案二比生产的零件精度稍差。保证冲压件的形位精度，必须在模具，导向销的导向设计，模具制造，装配是稍微复杂的复合模具。

检查在凸模和凹模的复合模壁的厚度，当材料厚度t为 2.0mm，凸模、凹模、凸凹最小壁厚为5.0mm，因此采用方案二。

三确定毛坯画出排样图

3.1 排样与材料利用率

1、排样的概念与方法

冲裁件在板料、带料或条料上布置排列的方法称为排样。排样设计的内容包括：选择排样方法、确定搭边数值、计算条料宽度、计算送料步距、计算材料利用率、绘制排样图。

好的排样，可以减少废品率，保证制件的质量，使模具结构简单，使用寿命延长。

排样时，制件与制件间，制件与条（板）料边缘之间的余料称为搭边。搭边过大，浪费材料；搭边太小，可能会被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。一般来说，材料越厚，越软以及冲裁件尺寸越大，形状越复杂，则搭边值也应越大。搭边值通常是由经验值确定。

根据冲裁件在条料上的布置方法，排样有直排、斜排、对排、混合排等多种形式。在冲压生产中，减少废料的产生是节约成本的有效措施之一。采用何种方式需要分析哪种排样方式的材料利用率比较高。

2、排样图的画法

一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸B、条料长度L、板料厚度t、端距l、步距S、工件间搭边和侧搭边a;并以剖面线表示冲压位置。

其中条料长度L的给定可以计算出加工该制件需要的条料数目或钢板数目，便于采购原材料。需要注意的是计算出的数值只是理论数值，在采购时考虑冲压时出现的废品量。

排样图不仅要表示清楚冲裁件轮廓形状和冲压顺序，还要表示出凸模刃口的截面形状、凹模的型孔形状、数量和位置。而且沿送料方向应画出数个制件的外形形状，表示落料后留在条料上的废料孔的形状。

如果是对排等多排排样图，或者双、多凸模结构，在条料上的工件轮廓至少画出三个，用带阴影的线表示出凹模型孔的位置与形状，粗实线表示已经冲完的孔，用双点划画表示预冲工件。这样才能清楚地表达出制件的冲

裁过程，并使凹模上型孔间的尺寸关系非常清楚，计算方便。

3、如何计算材料利用率

冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。材料利用率是衡量合理利用材料的经济性指标。要确定材料利用率，首先要确定关料步距S 。

条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，简称跳距。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。一个步距就等于零件直径与两个两件间搭边值的和。

材料利用率的具体公式为： %100BS

A ⨯=η 如果是板料冲裁，也可以用如下公式： %100n 1⨯=LB

A 总η 式中 A 1—— 一个工件的实际面积；

n —— 一张板料上能加工工件的总数量；

L —— 板料长度；

B —— 板料宽度；

排样时搭边值的选取直接影响到材料利用率的大小，但是提高材料利用率不能以提高模具制造难度为代价。

3.2 固定板排样与材料利用率

固定板外形类似于矩形，一般可以采用直排或者多排，但是由于该制件尺寸较大，所以采用单排直排的排样方案如下所示。

图3-1 排样方案一

图3-2 排样方案二