1、咸宁职业技术学院课程设计题 目 盖帽垫片模具设计院 系 专 业 姓 名 李儒俊年 级 指导教师 年 月目录1、冲压件的工艺设计（3） 2、冲裁工艺设计（3）（一）凹、凸模刃口尺寸设计（4）（二）排样和搭边的设计（4）3、冲裁工艺力的计算（6）（一）冲裁力的计算（7）（二）压力中心的计算（7）（三）计算各主要零件的尺3寸（8）4、标准模架的选择（12）5、模柄的类型及设计（12）（一）模柄类型的选择（12）6、冲裁模主要部件的结构设计（13）7、冲模的装配（17）8、压力机的选择（18）9、总结（19）4一、 冲压件的工艺性分析 名称：垫片批量：大批量材料： Q235厚度：1mm材料种类与厚度，
2、选择模具的导向方式与精度，定距方式及卸料方式等，决定采用倒装式复合模，这样，对冲裁件的质量才更有保障。复合模有如下特点：1）复合模精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置一致性好。2）冲件表面较为平整。3）适宜冲薄件，也适宜冲脆性或软质材料。4）可充分利用短料或边角余料。55）冲模面积较小。二、冲裁工艺计算（一） 凹、凸模刃口尺寸计算1.磨损后有变大的尺寸为 2.08.精度等级为 IT14 级， 169的尺寸也按 IT14 级计算。 A3C查有关资料得 036.036.1,9，X 取 0.3.mA09.09.3 2 .1.1 82)365.9(784. 2 磨后刃口尺寸不变的有：，则有3.0
3、5 mC075.28/6.0)5.302(1 6技术要求：凸模刃口按凹模实际刃口尺寸配作。根据零件的形状，故可采用冲孔、落料复合模具。（二） 排样和搭边的设计冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样法。简称排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率，零件质量，生产率，模具结构与寿命等。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的技术性很强的共作。（1）根据工件的形状，排样采用直排形式，利用活动挡料销控制送料布距。查模具实用技术综合手册得最小工艺搭边值，工件间距 =1.5mm，沿搭边 a=1.8mm.1a（2）送料方式采用手动送料 送料布距 maS8.263.51条料（宽度） 01)(
4、CDB其中 为滚剪板机下料公差，查 模具实用技术设计综合手册得 =0.08mm式中：B-条料的宽度：D-工件横向最大尺寸。-横搭边。1a-条料宽度公差1C为条料与导料板的单面间隙见表 2-13，查冷冲压模具设计指导7得 1C=0.1mm 故 08.1).5(24B08.(3)材料的利用率的计算：一段条料能冲出的工件的质量与这段条料的重量之比的百分数称为材料的利用率。材料利用率： %10/BSAA-一个布距内工件的有效面积 mm H-送料布距 mm B-条料宽度 mm A=41*16=656mm=656/（44 26.8） 100%=55.8%排样图如下：8三、 冲裁工艺力的计算（一）冲裁力的计
5、算计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，在生产中冲裁力便按下式计算：F=LTF冲裁轮廓的总长度T板料的厚度板料的抗拉强度L 为拉深截面周长T=1mm =294Mpa由 CAD 中计算出周长为： L=106.06mm冲孔力 F=1294 106.06=31181.64N所以，弹压卸料时的总冲压力 F 总F 总=F+F 卸+F 总式中 F冲裁力：按上式计算：F 卸 卸料力F 顶 顶件力所以，F 总 =F+Fk1+Fk3=(1+k1+k3)F=(1+0.05+0.05)14938.22=16432N9k1-凹模材料修正系数： k1 取 1.3K3 为凹模刃口周边修正系数：k3 取 1（二）压力
6、中心的计算模具的压力中心必须通过模柄轴线面和压力机滑块的中心线重合，以便平稳工件，减少导向磨损，提高模具及压力机的寿命。因为工件是规则矩形，故其压力中心也就是工件的几何中心。其中心相对坐标为：X0=0 Y0=0（三）计算各主要零件的尺寸凹模10凹模厚度 H:查模具实用技术综合手册得H=k1k30.1F=1.30.1 16432=15.34mm凹模壁厚：根据工件尺寸，C 值由表 2-17 选取C=2025mm凹模的有效面积为 1b=25.611.6mm凹模壁厚尺寸 L B=（25.6 2 20） （11.6 2 20）=65.6 51.6mm由于凹模板毛胚需要外购，应将计算的凹模外形尺寸按模具国
7、家标准中凹模板的系列尺寸进行修正，去较大规格的尺寸。即：L B=80 63mm ： H=1222mm （GB2858.181）所以凹模长 B=80mm凹模宽 B=63mm LB H=80 6315.34取尺寸为 80mm 63mm 16mm. 采用整体式的凹模结构。 固定板的选择此模具采用一个凸凹模固定板，其中落料凹模与翻边凸模直接用销钉与螺钉固定在下模座上，装配关系见装配图。其结构和尺寸见零件图。凸模固定板的外形与尺寸与凹模相同，厚度H1=0.8H=0.816=12 取 14mm 垫板 在凸模固定板与上模座之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的11模座因局部受凸模较大的冲击压力而出现凹陷，致
8、使凸模松动。 垫板一般取 610mm ，所以取 H2=6mm 。在垫板上穿连接件螺钉，卸料螺钉和定位销出要钻通孔，其直径应比相应件的直径增大0.5mm1mm. 卸料橡皮的自由高度根据工件材料厚度为 t=0.5mm。 拉深时，凸凹模进入凹模深度1mm，考虑模具维修刃磨量为 0.8mm，在考虑开始时，卸料版高出凸凹模 1mm,则总的工件行程： H 工件 =4mm决定选用硬度为邵氏 7080A 的橡皮，其自由高度H=4/（30%-10%）=20mm所以模具中安装橡皮的高度为20-2=18mm 卸料板下模卸料版厚度：H0=10mm其开孔大小查模具实用技术综合手册表达式 1161，得卸料孔每侧与凸凹模保
9、持间隙 0.1mm。凸模长度尺寸的确定：弹压卸料方式的凸模长度L=h1+h4+h5-0.2式中：h1凸模固定板厚度：h4弹压卸料板厚度：h5等于（0.90.85）H. 其中 H 为自由状态下橡皮厚度。120.2 为凸模端面缩金卸料板的距离。凸模采用标准 A 型圆凸模形式，其详细结构尺寸见零件图。查模具实用技术设计综合手册可得凸凹模双边间隙值为 0.09mm。冲孔凸凹模的刃口尺寸按冲孔凸模实际尺寸配作，保证单边间隙为 0.045mm。（2）凸凹模的刃口尺寸与工件一致。凸凹模的刃口尺寸按凹凸模实际刃口尺寸配作，保证单边拉深间隙为 0.45mm.（四） 按结构图计算闭合高度H 模=25+18+14+
10、14+16+10+14+6+30=137mm四、 标准模架的选择13（一）标准模架标准模架是指列入模具国家标准的模架。标准模架是模具标准化件中商品化程度最高的有各种型号与规格可供选购。售的标准模架均由专业厂成批制造，质量有保障，价格便宜。虽然每个模具都有单件生产的，但是模架却可以批量生产。标准模架严格按冷冲压模模架技术条件 GB285481 制造与验收。根据凹模的边界尺寸：80mm 63mm16mm.选择模架类型为中间滑动.导柱圆形模架，查模具实用技术手册表 111 8 。可确定模架的相关尺寸如下：上模座： 306mm170mm25mm下模座： 306mm170mm30mm导柱 22mm125
11、mm 25mm125mm导套 22mm35mm35mm 25mm35mm 38mm最小闭合高度 130mm最大闭合高度 150mm五、 模柄的类型及设计 14（一）模柄的类型选择中小型模具一般采用模柄将上模与压力机滑块连接，设计时选择模柄的类型要考虑模具结构的特点和使用要求，模柄工作段的直径应与所选择额压力机的滑块孔的直径相一致。1：旋入式模柄通过螺纹与上模座连接，上端两行面供扳手旋紧用。2: 压入式模柄固定段与上模座孔采用 H7/m6 过度配合，并加销钉防止转动。3： 凸缘模柄在上模座 加工出容纳模柄大多数为大凸缘的沉孔，与凸缘为H7/m6 过度配合，并用了 3 个或 4 个内六角螺钉进行紧
12、固。4： 浮动模柄凹球面模柄与凸球面垫块连接，允许模柄与模柄轴中心线之间的偏离，可减少滑块误差对模具导向精度的影响。5: 通用模柄6：槽型模柄根据此副模具的特点和使用要求，采用压入式模柄，模柄为标准件，因此不需加工，只需按尺寸进行购买即可以得到。查冷冲压模具设指导书表（2-37）选取 A 型旋入模柄，具体尺寸如下：e70mm60mm15六、 冲裁模主要零部件的结构设计该模具是采用手工送料倒装落料、冲孔的复合模。冲孔凸模、凸凹模用固定板紧固，凹模用螺钉与圆柱销钉固定，送料靠活动挡料销保证送料步距。下模卸料版采用弹性卸料，上模采用刚性卸料。（1）推件装置此处设计的推件装置是由压力机的横杆通过打杆、
13、打板、推件传给推件板。推件板是出件装置中最重要的零件。根据计算，推杆可用 2 根圆柱头螺钉，其规格 M640mm推件板与凹模保证单边间隙 0.1mm，其与凸模配合部分取最小间隙，开阶梯孔。这样冲孔凸模因冲孔尺寸较小，能加强其强度，又起到了导向和护套的作用。结构尺寸详见零件图。（2）卸料板下模卸料板采用弹压橡皮卸料，卸料板上平面开一定的沉孔，以方便卸料螺钉的活动。（3）导向零件的设计为保证模具冲压时上下模之间有一定的精确关系，必须设计导向装置，在此副模具中，因为要保证落料与拉深的准确位置关系，因此，采用导柱与导套进行导向。由于导柱与导套是标准件，只需购买即可。具体规格由冷冲压设计指导书可选取：导
14、柱为：22mm130mm 数量为 2 个 GB/T2861616导套为：254038， 数量为 2 个 GB/T28616其中，导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过度配合，其装配关系见装配图。（4）挡料销挡料销用于限定条料送进距离，抓住条料的搭边或工作轮廓，定位作用，挡料销有固定挡料销和活动挡料销两种。 本模具采用活动挡料销控制步距，因下方安装了橡胶，直接用圆柱销和卸料板配合，销子要倒圆角或做出斜面，便于条料通过，其结构形式如下。 （5）凸凹模凸凹模型孔侧壁的形状阶梯直壁壁孔。台阶形直壁型孔的设计参数有 2 个：一是刃口有效高度 H，二是漏料孔比型孔单边扩大值 b.板料厚度 t=0.
15、5mm 时， 取 H=4mm, b 取 0.5mm。17（6）垫板的选择首先计算凸凹模对模座的单位压力由冷冲压设计指导书式 2-33 得：P=34590/ （50/2） 2=17.6Mpa查冷冲压设计指导书可知凸凹模对模座的单位压力小于铸铁材料的许用应力。（7）有关上模座的一些数据，结构。（8）有关下模座的结构及相关数据。（9）有关导柱导套滑动导向模架。导柱导套滑动导向模架将导柱与导套制成小间隙配合，为 H6/h5S 时称为一级模架，为 H6/h6 时为二级模架。导柱导套滚导向模架在导柱与导套这间加多排钢珠，组成滚动导向装置。（10）螺钉与销钉的选择查冷冲压模具设计指导书表（8-30）与表（8
16、-34 ）本模具采用内六角圆柱头螺钉，选择螺钉型号为 M6 得圆柱的长度为 L=40mm，直径 d=6mm,c=1.2mm 圆柱销的材料为 35 钢，热处理硬度 28-38HRC上模采用 M6 80mm 凸凹模与其固定板采用 M650mm下模座与卸料板相连采用 M640mm 18根据压力机的选择及一些基本情况，我选用中间导柱的圆形模架，再根据凹模围界直径等于 160 及查冲压手册 （GB2856-11-81)得出有关模架的一系列数据及相应结构。七、 冲模的装配技术要求：本技术要求在实施过程中可根据实际情况作适当调整。1） 各类冲压模具的装配均应符合装配图及其技术要求、2） 标准模架，非标准模架
17、的装配技术要求要符合冲模模架技术条件（GB/T2854-90)和冲模模架精度检查标准。3） 所有的顶杆推杆牌子料螺钉，凡在同一组内的应等长，其相对误差不得大于 0.05mm4） 模具上下模座，上模模柄上的推杆孔，除图样上有标注外，一律应在模座的坐标中心，其允许偏差对于有导向 模架的不大于1mm。5） 模具装配后刃口应优质锐利，其冲裁间隙应在最小合理间隙并保持四周均与。6） 装配后的冲压模具其卸料板，推件板，顶板均应露现凹模面凸模顶端，凸模顶端，其值为 0.5mm.7） 下模座的漏料孔除图样表明外，其孔形应与凹模孔相似，其孔尺寸按凹模底面孔尺寸每边放大 2mm.198） 所有圆柱销在压入时必须正
18、常，不得有用重锤猛击或咬坏销孔的现象。9） 装配后的模具外观应整齐。装配的顺序和要点：冲模装配 是冲模制造的关键工序，其装配质量的好坏，将直接影响冲件质量，冲模的技术状态和使用寿命。模具装配完毕，必须满足规定的装配精度，如卸料件的工作准确度性，导向零件的工作正确性。装配顺序如下：1）装配时选凸凹模为基准，先装下凸凹模，凹模与凸凹模固定板及凹模固定板组合件固定于下模座，其中心位置应符合图样要求，由钳工划线对正。2）装凸模，上凸凹模与凸模固定板及垫板的组合件固定于上模座，且将推板放置在上模座与垫板之间的凹窝内。3）按要求装配导柱导套，并检验。4）将上下模合拢，调整间隙，保证间隙均匀，并拧紧螺钉。5
19、）组合加工销孔及装配其他零件。八、 压力机的选择压力机选用小型压力机，根据计算所得冲裁力选择 J2316 开式双柱可倾压力机。J2316 开式可倾压力机参数如下：公称压力/KN 31.520达到公称压力时滑块离下止点距离/mm 5滑块行程/mm 25行程次数/（次*/mm） 2000最大封闭高度（最低） 120封闭高度调节量/mm 25滑块中心到床身距离/mm 90立柱间距离/mm 120模柄孔尺寸（直径*深度）/mm 4025九总结通过本次设计，我对冷压冲模，与其是复合模有了更近一步的了解和认识，对于复合模，不但了解它的各个零件的具体结构也有了更进一步的认识。在加工工艺方面，我学会了怎样制作工艺卡，各个工序的先后顺序如何去做，在材料的选取，材料的热处理，模具的装配方面也有了进一步的认识。另外在制图方面也更加熟悉了。同时，在制作过程中我也提升了自己的模具设计知识。增强了查找各种设计资料的能力并使自己较为凌乱的设计知识结构在本次设计中得以系统化。让自己真正等得塑料注射模的基本设计步骤和过程。为自己以后从事模具设计方面的相关工作。积累了一定经验。21
