多孔垫圈20093956.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流多孔垫圈20093956.精品文档.课程名称：金属塑性成形工艺与模具（课后作业） 学 院： 材料学院 年 级: 2 0 1 0级 专业班级：材控1班 学生姓名：黄 和 猛 学 号：201037141：冲压部分：名称：多孔垫圈材料：45#钢件数：100w。要求：1) 确定冲裁工艺方案2) 选择模具结构形式3) 进行必要的工艺计算（包含冲裁间隙选择、冲裁模刃口尺寸计算、冲压力及压力中心计算、排样方案选择等） 4) 选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸5) 校核模具闭合高度及压力机参数一、零件工艺性分析： 从图中可以看出，该零件的轮廓外形是近似正

2、方形的矩形，矩形板料内部有3个孔，其中有2个孔尺寸大小完全相同。零件沿竖直中心线左右对称，且零件的厚度为3mm，属于薄板类工件。由题可知此零件为多孔垫片，生产批量为100万件，工业大规模生产中多采用冲压工艺。通过公差带查表可得冲孔件的尺寸精度要求为IT9级；落料件的尺寸精度在IT14级以下。该零件的坯料采用3 mm厚的45#钢板料，属于中厚板，零件的尺寸小，且生产批量大，而且产品的形位精度要求高（两孔之间距离）。由于落料的精度要求不高，而且下料可以达到方片的尺寸精度，这样可以节省材料，同时将落料与冲孔复合起来，提高生产效率，且模具的制造维修方便，降低模具制造的成本。二、确定冲裁工艺方案：通过查

3、阅金属塑性成形工艺及模具设计等资料得到，可能的工艺方案有三种：方案一：单工序模，先落料得到67X66的矩形板料，后冲孔得到完整零件。 方案二：复合模，冲孔落料在压力机的一个冲程中完成。 方案三：级进模，将冲孔、落料组合在一副模具中，先冲孔再落料。单工序模的优点是单个模具简单，但需要设计两套模具，两台压力机，成本显然最高。生产过程中，半成品零件需从一个模具转移到另一个模具，加工工时最长，生产效率最低。复合模和级进模都只需要一台压力机，级进模相当于两个模具的串联，所占体积较复合模大。级进模的废料、成品都可以从下模的孔洞中掉出，省去了顶出机构，结构大卫简化。但级进模的模具是非对称的，压力中心不在几何

4、中心处，对设计和调试不利。复合模是轴对称的，降低了设计调试的难度。其成形部分由凸模、凹模和凸凹模组成，另废料和成品分别从上下两个方向脱出，必须设置顶出机构，故复合模的结构是三者中最复杂的，但考虑到目标零件本身并不复杂，凸凹模结构相对简单，复合模的优势最大。综合考虑几种方案，我选用复合模工艺方案。三、选择模具结构形式：综合以上各方面因素的考虑，模具采用轴对称式的正装式复合模结构。凸凹模装置上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模，在冲裁时，上模部分由压力机横杆通过推件系统推出的是冲孔废料，而冲裁件则是由安装在下模座下的顶料装置由下而上顶出。模具的导向方式采用导柱导套导向，零件的定位采用定位销定位，用挡料

5、销挡料，进料方式采用手工进料。卸料方式为固定卸料板和橡胶垫卸料，模架用滑动后侧导向模架，模具采用螺钉安装。四、进行必要的工艺计算： 1、冲裁间隙选择： 经查落料、冲孔模初始双面间隙Z表得：当料厚t=3mm时，凸凹模间隙的最小值=0.62，最大值=0.68。 2、排样方案： 排样方案有多种，因生产批量较大，为了简化冲裁模的结构，便于定位，采用单排排样方案，如下图所示：条料的宽度：模具结构无侧压装置和侧刃，则条料的宽度为：B=Dmax+2a=66+22.2=70.4mm，取整得到71mm（a为搭边距离，下面查表所得）条料的长度：手工送料，条料长度不宜超过11.5 m，可选条料的长度尺寸为690 m

6、m。具体排样图如下：3、计算材料利用率： 查表得，t=3mm时两工件间的搭边值a1=1.8mm；工件与条料边缘搭边值a=2.2mm. 一个进距的材料的利用率：n=S/A*B*100%=（66*67）/（67.8*71.4）*100%=91.35%4、计算冲压力： （1）落料力：K=1.3 L=66*2+67*2=266mm T=3mm =370MPaF=KLt=1.3x266x3x370=384KN （2）卸料力：=0.035x384=13.44KN （3）顶件力：=0.05x384=19.2KN（4）冲孔力： F=KLt=21.362.833370+1.337.683370 =235.70

7、KN（5）推料力：F推= nK推F冲=30.045236KN=31.82 KN（6）冲压力：F总 = F落+ F卸+ F推=384+13.44+31.82=429.26KN5、压力中心的计算：图1图2由上图可以看出，该零件左右对称，以图中竖直中心线和底面线为坐标轴，底面线为X轴，竖直中心线为Y轴，则压力中心点必在Y轴上，即X0=0，如上图2。a=66mm Ya=67mmb=2x67=134mm Yb=33mmc=66mm Yc=0mmd=12 Yd=67-14=53mme=2x20=40 Ye=67-46.5=20.5mm6、冲裁模刃口尺寸计算： 互换加工主要适用于规则形状的工件加工，因此冲裁

8、模具相对简单，采用分别加工，设计时需要在图样上标注凸、凹尺寸及制造公差。（1）、落料部分刃口尺寸计算：长x宽厚度tX67x6630.620.620.680.50.030.02落料凹模：落料凸模：冲裁间隙检验：公式：带入数据：同理：0.050.06，故间隙合适。（2）、冲孔部分刃口尺寸计算：直径d厚度tX1230.0480.620.0680.750.0200.020冲孔凸模：冲孔凹模：冲裁间隙检验：公式：带入数据：同理：0.040.06，故间隙合适。（3）、孔中心距：五、选择与确定模具的主要零件部分的结构和尺寸 1、工作零件：（1）、凸模冲孔凸模：结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计为直通式，

9、采用线切割机床加工，2个M6的螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H7/m6,其总长L按公式计算: L=h1+h2+h3+h=15+10+5+20=50mm式中: 凸模长度（mm） 凸模固定板厚度（mm） 卸料版厚度（mm） 材料厚度（mm） 增加长度（mm）由于所冲孔均为圆形，且不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中2个冲的圆形孔，1个冲的圆形孔。根据JB/T 8075.2-1995，凸模选择直径d=12mm，高度L=48mm，材料为T10A，h为II型的B型圆凸模。根据JB/T 8075.2-1995，凸模选择直径d=20mm，

10、高度L=48mm，材料为T10A，h为II型的B型圆凸模。（2）、凹模凹模尺寸计算公式如下：凹模高度：h=Kb=0.5x67=33.5mm，按标准取35mm凹模壁厚：，按标准取取30mm凹模宽度：凹模长度：所以凹模轮廓尺寸为：157mmx156mmx45mm（3）凸凹模工作尺寸：凸凹模的长度：L=h自由-h预+H卸+H1 h自由凸凹模的自由高度，取h自由=16 mm； h预橡胶的预压高度，一般情况下，取h预=2 mm； H卸卸料板的厚度，取H卸=5 mm； H1凸凹模固定板厚度，H1=（0.60.8）H，取H1=21 mm。 所以，L=h自由-h预+H卸+H1=16-2+5+21=40 mm。

11、 凸凹模的壁厚校核 查资料知道，倒装复合模的最小壁厚Cmin=6.7（板厚3 mm），该凸凹模中最小壁厚： C=7.8566.7 所以凸凹模壁厚校核合格，所设计的凸凹模复合要求。2、其他零件尺寸的确定（1）凸模固定板：凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板为矩形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料为Q235 取=21 mm（2）凸凹模固定板的厚度：取H1=21 mm。（3）垫板：冲裁时，如果凸模的端部对模座的压应力超过模座材料

12、的许用压应力，这时需要在凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。即下列情况下需要加垫板。 q= q凸模固定端的压力（Mpa） A凸模固定部分最大剖面积（mm） F冲模冲孔的冲裁力（N） 模座材料许用压应力（Mpa）垫板的外形轮廓与凸模固定板一致，厚度一般取412 mm。垫板淬硬后两面应磨平，表面粗糙度Ra0.320.63。由上面的计算可知，本模具在上模座与凸模固定板之间必须安装垫板，厚度取为5mm。（4）卸料板卸料板为矩形板，外形尺寸一般取与凹模相同，厚度为10mm。卸料板材料选A3或45#钢，不用热处理淬硬。卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10 mm，螺纹部分为M1010 mm。卸料螺

13、钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面l mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。（4）橡胶垫为保证橡胶垫不过早失去弹性而破坏，其允许的最大压缩两不得超过摘要高度的45%，一般取自由高度的35%45%。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%15%。 经查表可得：橡胶垫的自由高度为 mm，取20mm预压缩量取为 2mm（5）模座根据凹模板的尺寸，模座采用标准的后侧导柱模架，材料采用HT250。标记为： 模架160160160200 I GB/T2851.3上模座16016040 GB/T2855.5；下模座16016045 GB/T2855.6。凹模周界L=160mm，B=160mm，闭合高度H=160200 mm，I级精度的后侧导向模架。六、校核模具闭合高度及压力机参数：冲裁压力的选择应比计算的冲压力大30%左右，故所选压力机的公称压力应大于429.26/0.7=614KN，在此经查表选择J23-63型压力机，具体参数如下表：型号J23-63公称压力630KN滑块行程120mm最大封闭高度260mm立柱间距270mm模柄孔尺寸40模柄孔深度60mm模具闭合高度H=190mm，；压力机最大装模高度260mm，装模高度调节量为80mm，故模具闭合高度符合要求。成型图