1、湖南涉外经济学院机械工程学部冲压成型工艺及模具设计课程设计任务书机械工程 学部 材料成型及控制工程 专业题目 垫圈冲压模的设计 任务起止日期： 2012 年 10 月 1 日至2012 年 11 月 10 日止学生姓名： 龙新军 班级 材料成型及控制工程 0902 指导老师：周军 何雅槐 雷吉平 日期： 系主任： 日期： 审查学部主任： 日期： 批准1. 第 1 章.设计任务2.第 2 章工艺分析3.第 3 章冲裁工艺方案的确定4.第 4 章模具结构形式的确定5.第 5 章工艺尺寸计算6.第 6 章模具总体结构设计 7.第 7 章主要零部件的设计8.第 8 章模柄的选择9.第 9 章模具总装图
2、冲压模具课程设计垫圈冲压模具设计1 题目：某工件上的垫圈1.原始数据：数据如下图所示，材料 20，厚度 t=1.2，内径 d=8, 外径D=12，20 万件是批量生产2.工艺分析此工件既有冲孔，材料为 20 钢，t=1.2，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，仅有一个 =8 的孔和一个 =12 的孔，此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔，孔工件边缘之间的最小厚度大于 8mm。工件的尺寸落料按 IT11 级，冲孔按 IT10 计算，普通冲裁完全能满足要求。3.冲裁工艺方案的确定方案种类 该工件包括落料.冲孔两个工序，有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料，采用单工序生产。方案二：冲孔落料级进
3、冲压，采用级进模生产。方案三：采用落料-冲孔同时进行的复合模生产方案的比较 各方案的特点及比较方案一：模具结构简单，制造方便，但需两道工序，两副模具，成本高，生产率低，而且两道工序必然会增大误差，使工件精度，质量都相应降低，难以满足需要。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，加工难度高。方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率都能满足，模具轮廓尺寸小，制造成本也不高，因此采用此方案。4.模具结构形式的确定正装式复合成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不便，倒装式复合模成形后，工件留在上模，故采用倒装式复合模。5.工艺尺寸计算一.排样设计a. 排法方法的确定，根
4、据工件的形状，采用有废料和少废料的排样方法。此工件采用直对排法。b.确定搭边值，查1表 2-15，取最小搭边值，工件间 =0.8，1a侧面 a=1.0。为方便计算和考虑成形，取 .01a样图如下图：c.确定条料步距 步距：13mm，宽度：40mm。d.条料的利用率%215.604132总工S二冲裁力的计算查1表 9-1 取 20 碳素结构钢抗拉强度 ，由冲裁力 FMpab40的一般按下式计算，K 是材料力学性能和厚度波动等因素的影响，bLtF一般取 K=1.3冲周边长度计算 mDd4.18)2(14.3)(3KNNF56.7.1756402.183.卸料力 计算X= ，查 1表 2-17，得
5、0.05，KXK则 NFX871.56.105.推件力 计算T由 ，查1表 2-17，得 ，已知 n=3FnKT05.TK则 N397.156.70.3顶件力 计算D，查 1表 2-17FK06.DK则 ND5371.706.压力机公称压力确定 KFTZ 9.6.95.1根据以上结果，查1表 9-9，冲压设备拟定 J23-25冲裁压力中心的确定冲裁圆弧线段计算，压力中心的位置见下图按 ， 得各段圆弧的坐标值分别为bRSay/)/(sin180(（7，7） ， （7，20） ， （7，33） ，把图形的轮廓线分成 3 部分，计算各部分长度 ，即计算轮廓的周长，由冲压模压力中心321,L坐标值 公
6、式：),(0yx 73.3210 nLLx20.3210 nyyy刃口尺寸的计算加工方法的确定：制件为一简单的垫圈，结合工件和模具制造宜采用分开加工方法。查2表 3-2 知间隙极限尺寸 ，16.0minZ19.0max，查2表 3-16 得凸.凹模制造偏差Z03.16.90minax为 ，落料部分公差 ，,2.p2d 03.4.dp调整为 ： ，1.)(4.minaxZ 18)(6.0minaxZd冲孔部分 ：由于基本尺寸小于 18，查2 表 3-16， ,2.p，调整为： ，02.d 2.)(.0minaxp，由落料 IT11 级，查3表 3-1，得18.)(6minaxZ，冲孔 IT10
7、级，得 ，由此u.1 mu058.2查2表 3-15， ，得落料凸.凹模制造公差计算出相应尺750x寸： 018.018.01max 975.).75.02()( dDd 012.012.in .691 pZdp 冲孔凸.凹尺寸制造公差计算： 012.012.02min 435.8)5.7.8()( pxdp018.018.0min 65.)6.435.8()( dZdp卸料装置的设计：由 t=1.2mm, ，选定 4 个弹簧，每个弹簧的压力为KNFX871.5，查1表 9-32 圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹nFX469.1/0簧规格为 d=6,D=30, , , ,t=7.8,n=7。60h1.
8、3j 70jhd 为材料直径，D 为弹簧大径， 为工作极限负荷， 为自由高jF0h度， 为工作极限负荷下变形量，n 为有效圈数，t 为节距。jh弹簧总压缩量为 mnhHjjx471.66.模具总体结构设计此模具类型为复合模定位方式的选择：此套模具采用条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距。出件方式：该模具采用刚性出件方式较方便。采用推件块，利用模具开模力推出工件，因此刚性装置是最佳选择。导柱，导套位置确定：该套模具用普通常用滑动导柱，导套。7.主要零部件的设计a.工作部件产结构设计1.落料凹模 凹模采用整体凹模，安排凹模在模架上的位置时，依据压力
9、中心的数据，尽量使压力中心与模柄中心重合。轮廓尺寸按1第 2章公式（2-24）和公式（2-25）计算凹模厚度： 查1表 2-22 得 k=0.42，mkbH04.512.显然不合理，参考2表 3-18 选择直刃口高度为 8mm，一般凹模厚度不得小于 15mm，因此 H=15mm。凹模壁厚： ，取 C=23mmmHC5.21.2-5.1）（凹模宽度： ，b 表示的是送料方向cbB86340凹模长度： L因此凹模轮廓尺寸为 86mm58mm23mm 2.冲孔凸模根据图样，工件有只有 1 个孔，因此只需设计 1 支凸模，为了方便固定，采用阶梯式，长度为 L=凹模+固定板+t=23+30+1.2=54.2mm3.凸凹模采用倒装复合模，计算如下：，式中， 为卸料板厚度，mhtHTA 2.615.30221 1h取 20mm； 为凸凹模固定板厚度，取为 30mm，t 为材料的厚度，h 为卸料板与固定板之间的安全高度，参考23-27 式下，一般为 h=15-20mm。b.定位零件的设计设置一个 6 活动挡料销，两个 6 的活动导料销。挡料销和导
