冲压课程设计之冲三垫圈复合模

第二章垫圈工艺性分析及设计方案确定

2.1 设计参数

2.1.1 设计课题（制件图）

图2.1.2

2.1.2 制件选用制件选用的材料为Q235-A钢，料厚为5mm，制件的形状、尺寸、精度要求如制件图2.1.2。

2.1.3 制件生产批量：大批量

2.2 零件的工艺分析

此工件有落料、冲孔等工序。因为复合模得到的冲裁件尺寸精度等级高，而且是冲孔落料同时进行，冲裁件较为平整。所以选择复合模。

2.2.1 确定工艺方案

方案种类该工件包括落料﹑冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案。

方案一：先冲最小的垫圈按直径大小一次冲裁，采用单工序模生产。

方案二：三个垫圈级进冲裁，采用级进模生产。

方案三：采用三个垫圈同时进行复合模的生产。

方案的比较各方案的特点及比较如下。

方案一：模具结构简单，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。

方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，是加工难度提高，因而也排出此方案。

方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足要求，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。故本方案用一次成型复合模的方法。

2.3 模具结构形式的确定

复合模有两种形式，复合模有两种形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该

工件成型后脱模方便性，使用倒装复合模其有两个垫圈留在上模，故使用倒装复合模。

第三章 主要工艺参数的计算

3.1 排样方法的确定

根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法不可能得到，但可以采用有废料的排样方法。经过多次排样计算决定采用直排，初画排样图如下图3.1所示

图3.1

3.2 确定搭边值

查（2）P 24表2-15 ，去最小搭边值：工件间a=3,侧面5.31=a 。由于考虑到在冲压过程中必须在两边设置压边值，故取a=4，31=a 。

3.3 确定条料步距

步距：mm a D 483450=+=+ 宽度：mm a D 534245210=⨯+=+

3.4 条料利用率

查（1）式3-2

%03.64%1005

.46444.384452=⨯⨯+==

πη总

工

S S 式中：工S ——一个工件的面积 ——总S 一个步距的条料面积 3.4.1 画出排样图

根据以上资料画出排样如图3.4.1所示

图3.4.1

3.5 冲裁力的计算 3.5.1 冲裁力F

查（2）P 181表9-1 取材料的抗拉强度为400Mpa 由b Lt F δ=

式中：b δ——材料的抗拉强度Mpa L ——冲裁件的周长mm t ——材料厚度mm 又因为82.32.283.144045⨯++++=ππππ

L

mm t 5=

所以KN Lt F b 4.8522.4265400=⨯⨯==δ 3.5.2 卸料力Fx

由 KxF Fx = 查（2）P 26表2-17可知： 取04.0=Kx 则KN KN KxF Fx 096.344.85204.0=⨯== 3.5.3 推件力T F

由 F nk F T T =

4=n 查（2）P 26表2-17可知： 045.0=T K 则KN KN F T 4.1534.852045.04=⨯⨯=

3.5.4 顶件力D F

由F K F D D = 05.0=D K 则KN KN F D 6.424.85205.0=⨯= 3.6 压力机公称压力的确定

本模具采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁工艺，其工艺为：

KN KN F F Fz T 8.10054.1534.852=+=+=

根据以上计算结果，冲压设备拟选JA21-160。 公称压力：1600KN 滑块行程：160mm

滑块行程次数：40次/min 最大封闭高度：450mm 封闭高度调节量：130mm 滑块中心线至床身距离：380mm 立柱距离：530m

工作台尺寸（前后左右）：710mm ×1120mm 垫板尺寸：460mm 模柄尺寸（直径深度）：70mm ×80mm 3.7 冲裁压力中心的确定

由于工件是对称图形，因此压力中心即为工件的几何中心。

第四章 主要零件的设计及标准的选择

4.1 模具加工方法的确认 4.1.1 落料 1. 凹凸模1

（1） 由（2）表2-7查得间隙极限尺寸

mm Z 83.0min =， mm Z 14.1max = mm Z Z 31.031.083.0min max =-=-

由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为：

020.0=p δ 030.0=d δ

（2） 落料部分公差 31.005.0≤=+d p δδ 2、凹凸模2

（1）由（2）表2-7查得间隙极限尺寸

mm Z 83.0min =， mm Z 14.1max = mm Z Z 31.031.083.0min max =-=-

由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为：

020.0=p δ 030.0=d δ

（2）落料部分公差 31.005.0≤=+d p δδ 3、凹凸模3

（1）由（2）表2-7查得间隙极限尺寸

mm Z 83.0min =， mm Z 14.1max = mm Z Z 31.031.083.0min max =-=- 由（1）表3-16查得凸凹模制造偏差为： 020.0=p δ 025.0=d δ

（2）落料部分公差 31.0045.0≤=+d p δδ 4.1.2 冲孔

（1）冲孔 3.14=d

（2）冲孔的部分公差查表3-16 02.0=p δ 02.0=d δ

31.004.0≤=+d p δδ

故结合模具及工件的形状特点，此模具制造只能分开加工。 查（1）表3-15得15.0=∆，X=0.75 尺寸计算见表4.1.2：

表4.1.2

单位：mm