圆垫片冲裁模设计

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圆垫片冲裁模设计

本设计选取第3组数据：

尺寸a=φ12.9mm；尺寸b=φ6.2mm；厚度=1.7mm；精度为IT14；大批量生产；材料为08#钢.

一、零件的工艺性分析

该零件是普通圆垫片，材料为08#钢，要对零件进行大批量的生产。该件属于隐蔽件，被完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整，中心圆孔是该零件需要保证的重点。

二、确定工艺方案

首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。

方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。

方案二：落料和冲孔复合冲压，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。

方案一单工序模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

方案二复合模能在压力机一次行程，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。

方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。

根据冲压模工艺原理，结合产品（垫圈）结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。另外为了便于排泄废料，故采用倒装复

合模冲裁生产，避免了废料要人工来清除，节省了时间，同时也节省大量劳动力，提高了生产率。所以采用倒装复合模具。

三、凸模与凹模刃口尺寸的计算

由公差表查得φ6.2 IT14级为φ6.2，取X=0.5；

由公差表查得φ12.9 IT14级为φ12.9，取X=0.5；

冲裁间隙Zmin=0.246 Zmax=0.360

则，冲孔：

d p=（d min+x△）=（6.2+0.5×0.43）=6.415mm

d d=（d p+Z min）=（6.415+0.246）=6.661mm

校核|δp|+|δd|≤Z max-Z min

0.027+0.043≤0.360-0.246

0.070≤0.114 （满足间隙公差条件）

落料：

D p=（D max-x△）=（12.9-0.5×0.52）=13.13mm

D d=（D p-Z min）=（13.13-0.246）=12.884mm

校核|δp|+|δd|≤Z max-Z min

0.052+0.033≤0.114

0.085≤0.114 （满足间隙公差条件）

五、条料的宽度和导料板间距计算

1.条料宽度的计算

由课本P33表2-3“最小搭边值”可知，工件间a1=1.2，侧面a=1.5 本设计采用无测压装置冲裁，故得：

条料宽度B-△0=(D max+2a)

=（12.9+2×1.5）

=15.9

上式中，c“导料板与条料之间的最小间隙”知c=0.5；△值“条料宽度偏差”知△=0.20

2.导料板件距离的计算

由公式得：

导料板间距离A=D max+c

=12.9+0.5

=13.4

确定条料宽度之后，选择1000×500的板料规格，采用横向剪裁。

3.材料利用率

一个步距的材料利用率

η=A/(B*S)×100%

=（3.14x6.15²-3.14x3.1²）/（13.4×14.9）×100%

=88.58/199.66×100%

=44.35%

式中，A-一个步距工件的实际面积；

S-送料步距；

B-条料宽度；

六、冲裁工艺力和压力中心的计算

1.计算工艺力

由普通平刃口模具冲裁力F=KLtτ

一般材料的σb=1.3τ，所以F=Ltσb，式中σb-材料抗拉强度（Mpa）。

查得08#钢，取σb=300Mpa。

落料力F=Ltσb=30π×2.0×300

=56520N

=56.52KN

冲孔力F=Ltσb=15π×2.0×300

=28260N

=28.26KN

由课本“卸料力、推件力、顶件力系数”查得

K X=0.04-0.05；K T=0.55;

卸料力F X=K X F=56.52×(0.04-0.05)=2.26-2.82

取F X=2.5KN；

推件力F T=n K T F

上式中工件数n=h/t，h凹模孔口直壁的高度，t为材料厚度；查得h=4-10，则n=8/2=4；

F T=4×0.55×56.52=124.344KN

冲压工艺力总和F Z=F+F X+F T

=56.52+2.5+124.344

=183.364 KN

2.确定压力中心

因此零件为圆环形垫片，故其压力中心即为其几何中心，在垫片的圆心上。

七、压力机的选择

因为该垫片需要大批量生产，故采用高速压力机，采用机器的型号为J75G-30

高速压力机主要技术参数

型号送料长度/mm

公称压力/kN 厚度/mm

滑快行程次数/

（次·min）

宽度/mm

滑快行程/mm 主电动机功率

/kW

最大封闭高度/mm 生产厂家封闭高度调节量/mm

八.设计总结