垫板冲压模具课程设计

垫板冲压模具课程设计

1 冲裁模设计题目

如图1所示零件：垫扳

生产批量：大批量

材料：08F t=2mm

设计该零件的冲压工艺与模具

2 零件的工艺分析

2.1 结构与尺寸

该零件结构简单,形状对称。

硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。

由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小

于材料厚度t,该工件的空边距(20)>t=2,(10)>t=2,均适宜于冲裁加工。

2.2 精度

零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为：

，38062.0-, 30052.0-, 16043.0-, 8036.0-

零件外形:580

74

-

.0

零件内形:630.00+

孔心距:18±0.215,

利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。

2.3 材料

08F，属于碳素结构钢,查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32％。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。

根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。

3 确定冲裁工艺方案

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案：

(a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产；

(b)采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；

(c)用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。

方案(a)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，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。

根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。

4 确定模具总体结构方案

4.1 模具类型

根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。

4.2 操作与定位方式

虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批

量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。

4.3 卸料与出件方式

采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度

考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。

4.5 凸模设计

凸模的结构形式与固定方法：

落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。

5 工艺设计计算

5.1 排样设计与计算

零件外形近似矩形，轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=2，沿边的搭边值a1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm

条料宽度按表3-14中公式计算：

B -0△=(D max+2a1)-△0查表3-15得：△=0.6

B=（58+2×2.2）0

6.0-=62.40

6.0-

（㎜）

由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积B×S=62.4×32=1996.8㎜2。因此一个进距内的材料利用率为：

η=（A/B S）×100﹪=67.8﹪

查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。

采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：

η=（n×A0/A）×100﹪

η=（22×32×1354.8/710×2000）×100﹪=67.2﹪

采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为：

η=（n×A0/A）×100﹪

η=（11×62×1354.8/710×2000）×100﹪=59.2﹪

根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。

5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机

冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：

L1=16π+8+28+38×2

=162.27

内周边长度之和：

L=2π×3=18.84㎜

τMP a;

查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知：260

=

查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：K x=0.05, K T=0.055.

落料力：

F落=KL1 t T

=1.3×162.27×2×260

=109.69KN

冲孔力：

F孔=KL2 t T

=1.3×6π×2×260

=12.74

KN

卸料力：

Fx=KxF落

=0.05×109.69

=5.48KN

推件力：

根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,

故:n=h/t=3

F T=nKtF孔

=3×0.055×25.47

=4.20KN

总冲压力：

FЁ= F落+ F孔+Fx+ F T

则F

Ё=109.69+12.74+5.48+4.20