垫圈冲压工艺及正装复合模设计(doc 12页)
垫圈冲压工艺及正装复合模设计(doc 12页)
南昌航空大学
飞制专业
专业课程设计
题目：垫圈冲压工艺及正装复合模设计
专业
班级08 姓名
起止日期2010.12.20 至2011.01.16
指导教师（签名）
目录
1 设计任务书 (1)
2 冲压件工艺性分析 (2)
3 冲压工艺方案的确定 (4)
4 主要设计计算 (6)
4.1 排样方式的确定及其计算 (6)
4.2 冲压力的计算 (8)
4.3 压力中心的确定及相关计算 (9)
4.4 工作零件刃口尺寸计算 (10)
5 模具总体设计 (11)
5.1 模具类型的选择 (11)
5.2 定位方式的选择 (11)
5.3 卸料、出件方式的选择 (12)
5.4 导向方式的选择 (12)
6 主要零部件设计 (12)
6.1 工作零件的结构设计 (13)
6.2 定位零件的设计 (15)
6.3 导料板的设计 (17)
6.4 卸料部件的设计 (19)
6.5 模架及其它零部件设计 (21)
7 模具装配与总装图 (23)
8 冲压设备的选定 (25)
9 冲压工艺卡 (28)
参考文献 (33)
设计总结及体会 (34)
1、设计任务书
题目：限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计
图纸：
设计资料（数据）及要求：
1、图纸
2、材料
3、批量
4、公差均见图示备注：板厚为1.2mm.
设计要求：
1、绘制钣金零件图；
2、编制钣金工艺规程；
3、绘制模具总装图和非标准零件图；
4、编写设计计算说明书。
起止日期2010.12.20 至2011.01.16
2、冲压件工艺性分析（一）零件工艺性分析
工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235，料厚t=1.2mm 生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：
1.材料分析
Q235为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。
2.结构分析
零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有一孔，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为7mm，满足冲裁件最小孔边距l min ≥1.5t=2.25mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。
3.精度分析：
零件上未标注尺寸公差,均按IT14精度等级加工。
由以上分析可知，该零件可以用连续冲裁的加工方法制得。
3.冲裁工艺方案的确定
零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：
方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。
方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。
方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。
分析各工序有：
方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两道工序、两副模具，成本高而生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二制造精度和生产效率较高，但是定位精度低于方案三。
方案三只需要一套模具，提高了生产率，有利于实现生产的自动化，模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，但是模具使用寿命长，有利于大批量生产。
通过对上述三种方案的综合比较，选用方案三为该工件的冲压生产方案。
4 主要设计计算
4.1 排样、确定步距、计算条料宽度及材料利用率，导料板间距
分析零件形状，采用直对排的排样方式，如图1所示。
根据零件形状及厚度，确定搭边值。查表2-11得，两工件间按矩形取搭边值b=1.8mm，侧边也按矩形取搭边值a=2mm。
级进模送料步距S=（2R+B）×2=(2×22+1.8)=91.6mm
条料宽度B按相应的公式计算，
B=（D+2a）0-△
查表2-13得△=0.6，则
取B=（90+2×2）0-0.6=940-0.6
画出排样图，如图1所示。
图1 冲裁零件排样图
该冲裁模采用有测压装置的导料板，按公式计算
B0=B+Z，查表2-12得Z min=5,则
B0=94+5=99mm
4.2冲压力的计算
模具采用弹性卸料装置和下出料方式，则总冲压力为F0 =F +F推+F卸
F= F落+ F冲
式中 F推——推件力
F卸——卸料力
F落——落料时的冲裁力
F冲——冲孔时的冲裁力
冲裁力：由表查出τ=304～373MPa，取τ=345MPa。
L落=π×22+2×（53-18-4）+π×4+π×18+2×（22+4）=252.16mm
L冲=π×30=94.2mm
F落=KL落tτ=1.3×252.16×1.2×345=135.71kN
F冲= KL冲tτ=1.3×94.2×1.2×345=50.7kN
F= F落+ F冲=135.71+50.7=186.41kN
推件力：由表2-3得系数K推=0.055，
n=h/t=6/1.2=5
F推=nK推F=5×0.055×186.41=51.26kN
卸料力：由表2-3得K卸=0.04～0.05，取0.04，则
F卸=K卸F=0.04×186.41=7.46kN
总冲压力：F0 =F +F推+F卸=186.41+51.26+7.46=245.13kN
4.3压力中心的确定及相关计算
计算压力中心，应先画出凹模型口图，如图5所示。在图中将x O y坐标系建立在如图所示的位置上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L9基本线，每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。
L1、L3、L4、L6、L7是圆弧，其力在x方向的作用点可从有关手册中查出，位于距圆心 RS/b处,其中R为半径，S为弦长，b为弧长；L2、L5、L9是直线，力的作用点位于直线中间；L9由1个￠30mm的圆组成，力的作用点位于￠30mm的圆心。有关数据计算结果列于下表中。
图5
代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点(X0，Y0)的坐标
X落= ( L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)= 0mm
Y落=(L1y1+L2y2+…+L10y10)/(L1+L2+…+L10)= 21.51mm
Y冲= 91.6mm
X冲= 44mm
X0= F 冲Y冲/ (F 冲+F 落)= 24.91mm
Y0=( F 落Y落+F 冲Y冲)/ (F 冲+F 落)= 27.63mm
落料压力中心数据表
基本要素长度
L/mm
各基本要素压力中心的坐标值X Y
L1=69.08 0 58.01
L2=31 22 28.5
L3=6.28 23.71 9.4
L4=28.26 31.73 0
L5= 52 0 -9
L6=28.26 -31.73 0
L7=6.28 -23.71 9.4
L8=31 -22 28.5
合计252.16 0 21.51
冲孔压力中心数据表
L9=94.2 91.6 44
合计 94.2 91.6 44
模具总压力中心数据表
合计346.36 24.91 27.63
4.4 冲模刃口尺寸及公差的计算
由于零件未要求公差，故零件尺寸精度均按IT14级处理。Q235为软料，查表2-9得冲裁模初始双边间隙Z min=0.126 , Z max=0.18 。
查设计手册(表2-8)得磨损系数x=0.5 ，△为公差
落料类：磨损后尺寸表大 D d=(D max-x△)+δ
冲孔类：磨损后尺寸表小 D d=(D min+x△)-δ
δ=0.25△
冲模刃口尺寸及公差的计算
尺寸、公差及分类代入公式计算凹模尺寸标注凸模尺寸标注
落料A类R22 0-0.52D d=(22-0.5×0.52) 00.25×0.5221.74+0.13凸模尺寸按凹
模刃口实际尺
寸配制，保证双
边间隙0.126～
0.18mm 180-0.43D d=(18-0.5×0.43)00.25×0.4317.79+0.11
530-0.74D d=(53-0.5×0.74)00.25×0.74 52.63+0.19
落料B类R40-0,3 D d=(4+0.5×0.3) 0-0.25×0.3凹模尺寸按凸
模刃口实际尺
寸配制，保证双
边间隙0.126～
0.18mm
4.15-0.075
冲孔类￠300+0.52 D d=(30+0.5×0.52)0-0.25×
0.52
30.26-0.13