冲压垫片设计

课程设计题目院系专业姓名年级指导教师年月目录摘要 (1)前言 (2)1.工件的工艺性分析 (3)1.1冲压时的工艺性分析 (3)1.2冲压材料选用 (4)1.3冲裁工艺方案的确定 (5)2 模具设计计算 (6)2.1 排样方案的确定及计算 (6)2.2冲压力的计算 (8)2.3模具压力中心的确定 (12)2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算 (13)2.5零件结构尺寸的确定 (16)2.6模具总装图 (18)3.模具材料的选用 (19)4 冲压设备的选择 (22)5.模具的装卸 (23)5.1模具的装配 (23)5.2卸料装置的确定 (24)结论 (25)参考文献 (24)摘要当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。

因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。

我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。

在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。

根据对零件的综合分析，在本人这次设计中我设计的模具是正装冲孔落料模，主要介绍的是模具的冲孔落料，冲压生产中应用最广泛的工序之一。

由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法为：采用复合工序冲孔落料模进行加工。

关键词：冲孔落料搭边前言模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。

模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。

随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。

业内专家认为，虽然模具种类繁多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。

又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。

因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。

由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。

而且所选择的这些需要重点发展的产品，必须是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。

我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后15～20年，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出。

可见，我国模具工业的发展任重而道远。

1.工件的工艺性分析零件简图：如图1.1所示工件名称：垫片生产批量：大批量材料：10号钢厚度：2mm图1.1零件图1.1冲压时的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。

在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。

良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。

冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。

冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。

冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。

腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。

冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。

冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。

在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。

对冲压材料的要求冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，•还应当满足冲压工艺的要求和冲压后继的加工要求（如切削加工、焊接、电镀等）。

1.2冲压材料选用冲压工艺对材料的基本要求主要是：1. 对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。

•而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，•弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。

2. 对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。

因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，•材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。

．对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。

•表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好3. 常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。

板料的尺寸较大，•一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。

•带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，•材料厚度很小时也是做成带料供应。

块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。

总上所述，冲压材料选择10号钢作为冲压件的材料。

1.3冲裁工艺方案的确定一般对于这样的工件，通常采用冲孔，落料加工方法。

由于该工件的生产批量较大，如果把这道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。

将这道工序复合在一起，可以有以下的两种不同工艺方案：①先冲孔，后落料的工步；②落料冲孔为同一工步完成。

采用方案2加工工件，不易保证长度尺寸mm 15.0031+的精度，而且易使孔冲头磨损，降低模具寿命。

经分析，使用方案一较好。

该冲压工件的形状为简单且对称，除孔mm 25.004+Φ和mm 15.005.11+Φ有精度要求外其余尺寸精度要求不高，材料为Q-235A 钢其冲压性能好，孔与外缘的壁厚较大，根据表1.1知复合摸的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。

表1.1 强度系数2模具设计计算2.1 排样方案的确定及计算在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义，在模具设计中，排样设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等，所以排样工作的好坏是左右冲裁经济效益的重要因素之一。

冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。

提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量小，另外在满足工件使用要求的前提下，适当的改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。

排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。

搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刀”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。

搭边值的大小与下列因素有关：①材料的力学性能。

硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。

②工件的形状与尺寸。

尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。

③材料厚度。

薄材料的搭边值应取的大一些。

④送料方式及挡料方式。

用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。

常用的排样方法有三种：①有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。

②少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。

③无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。

少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。

并且工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。

上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。

总上所述排样如图2.1所示。

表2-2 搭边值表由表2-2 确定搭边值表根据零件形状两式件间按矩形取搭边值mm b 0.2=，侧边取搭边值mm a 2.2=。

则进距： mm h 25265.22=+=条料宽度: ∆-∆-∆++=)2(a D b7.0)7.02.228.19(-∆-+⨯+=b`图2.1 排样图2.2冲压力的计算1） 落料力mpa 300=ττKLt =落F=1.3*2*300*(2*(3.14*3.6+2*12.8+3.14*9.5))=74540N2）冲孔力中心孔： τKLt 1=孔FN =⨯⨯⨯⨯=269413002113.1π2个小孔： τKLt 2=孔F()N =⨯⨯⨯⨯⨯=20083300221.43.1π3）冲裁时的推件力表2.3卸料力、推件力及顶件力系数查表2.3 055.0=K 推序号1的凹模刃口形式，mm h 4=，则224===l h n 个 故： F K F n 落推推落⨯==2*0,055*74540=8199NN F 296426941055.021=⨯⨯=孔 NF220920083055.022=⨯⨯=孔为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图2.2。

图2.2阶梯凸模则最大冲压力：推孔推落孔落总F F F F F +++=1=74540+26941+8199+2964=112644 N2.3模具压力中心的确定如图2.3根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时F 落的压力中心在上O1；冲1孔F 、2孔F 的压力中心在O2上。

图2.3压力中心设冲模压力中心离O1点的距离为x ，根据力矩平衡原理得：()()21-25孔孔落F F F +⋅=⋅χχ由此算得74540*X=(25-X)*(26941+20083)得X=9.672.4 冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲孔部分对冲孔，采用凸、凹模分开的加工方法表2.4 初始双面间隙max Z 、min Z由表2.4 确定初始双面间隙max Z 、min Z 的值：mm 360.0max =Z mm 246.0min =Zmm 114.0246.0360.0min max =-=Z -Z表2.5规则形状冲裁时凸模、凹模的制造公差对冲11Φ孔时：,020.0mm p =δ，mm d 020.0=δ对冲1.4Φ孔时：,020.0mm p =δ，mm d 020.0=δmm d p 04.0=+δδ故满足min max Z -Z <+d p δδ条件 冲11Φ孔部分： ()00δχ-∆+=d d p()mm 0020.00020.0025.1105.05.011--=⨯+=()d p d d d δ+Z +=0min()mm 020.00020.00271.11246.0025.11++=+=冲1.4Φ孔部分：尺寸极限偏差转化为2.002.4+Φ()00δχ-∆+=d d p()002.0002.03.42.05.02.4--=⨯+=()d p d d d δ+Z +=0min()02.0002.00546.4246.03.4++=+= 2）落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A 类尺寸。