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1、冷冲模设计说明书学校:班级:姓名:学号:设计项目:垫圈指导教师:时间:2008年6月30日目录151.冲压件工艺性分析…………22.冲压工艺方案的确定…………2 3.主要设计计算…………2 4.模具总体设计…………55.主要零部件设计…………6 6.模具总装图…………117.冲压设备的选定…………118.模具零件加工工艺…………12 9.模具的装配…………1315冷冲模—垫圈的设计与制造 工件名称:垫圈 工件简图:如图1所示。 生产批量:中批量 材料:Q235-A钢 材料厚度:2mm
2、 1.冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,有一个¢14mm的孔和一个φ28mm的外形;工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。 2.冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三:冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案
3、一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。 3.主要设计计算 (1)排样方式的确定及其计算15 设计级进模,首先要设计条料排样图。垫圈的形状,应采用直排,如图2所示的排样方法
4、。搭边值取1.5mm和1.2mm,条料宽度为30.4mm,加上0.5mm的余量,步距离为29.5mm,一个步距的材料利用率为67.5%(计算见表1-1)。图1垫圈工件简图图2垫圈排样图 (2)冲压力的计算 该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算见表1-2。根据计算结果,冲压设备拟选J23-25。 (3)压力中心的确定及相关计算 计算压力中心时,先画出凹模型口图,如图1-3所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上,将冲裁轮廓线按几何图形为L1~L2共2个圆
5、,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标(0,29.5)。有关计算如表8.2.2所示。由以上计算结果可以看出,该工件冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点O较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床,C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。 (4)工作零件刃口尺寸计算15 在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板,
6、这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算见表1-4所示。条料及冲压力的相关计算(表1-1)项目分类项目公式结果备注排样冲裁面积AA=πr=3.14*14*14=615.44mm615.44最小搭边值a=1.2,a1=1.5条料与导料板间隙Cmin=1mm条料宽度BB=28+2*1.2+0.5=30.930.9mm步距SS=28+1.5=29.529.5mm一个步距的材料利用率ηN=nA/Bsx100%=615.44/30.9*29
7、.5=67.5%67.5%冲压力冲裁力FF=KLtτb=1.3*87.92*300=68577.6N68577.6NL=2πr=87.92mmτb=300Mpa卸料力FxFx=KxF=0.05*68577=3428.883428.88Kx=0.05推件力FtFt=nKtF=5*0.05*68577=17144.4N17144.4N冲压工艺总力FzFz=F+Fx+Ft=89150.8889150.88N弹性卸料下出件15压力中心数据表(1-2)基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=2πr=2
8、*7*3.14=43.9600L2=2πr=2*14*3.14=87.92029.5合计:131.88019.52图1-3凹模型口图 (5)卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算见表1-5。选用的四块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。 4.模具总体设计 (1)模具类型的选择 由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。
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