垫圈冲压模设计要点

湖南涉外经济学院
课程设计报告课程名称：Q235圆形垫圈级进冲压模设计
报告题目：
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2012 年0 6月25日
目录
（一）冲裁件工艺分析 (2)
（二）确定工艺方案及模具结构形式 (2)
（三）模具设计计算 (3)
1、排样、计算条料宽度及确定步距 (3)
2、材料的利用率 (4)
3、冲压力与压力中心计算 (4)
4、冲床选用 (5)
（四）冲模刃口尺寸及公差的计算 (6)
（五）冲裁模主要零部件的结构设计 (7)
1、凹模的结构尺寸设计 (7)
2、凸模固定板的确定 (9)
3、凸模的结构尺寸确定 (9)
4、导料板的确定 (10)
5、卸料装置的确定 (11)
6、模柄的选用 (11)
7、冲模闭合高度计算 (12)
8、垫板的结构 (13)
（六）模架选用 (13)
（七）模架基本加工 (13)
如图1所示零件：屏蔽板生产批量：大批量设计该零件的冲压工艺与模具 。

图1 零件图
一 冲裁件工艺分析
1、材料：Q235钢板，具有良好的可冲压性能。

2、工件结构形状：有一个φ38mm 的圆孔，垫圈大径φ42mm 。

3、尺寸精度：零件图上所有未标注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT13
级确定工件尺寸的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：
零件内形：0.1
038mm +Φ、0
0.2242mm -Φ。

4、冲孔时，为了保证内外同心度，采用有导向凸模冲孔；
二 确定工艺方案及模具结构形式
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。

图2 排样图、材料的利用率η
图3 ∙
x
2
四 冲模刃口尺寸及公差的计算
采用凸凹模分别加工：查【1】表3-2,t=1mm,Q235的冲裁间隙Zmin=0.1、Zmax=0.14 , max min 0.140.10.04Z Z -=-=
1、对于落料0
0.2242mm -Φ：p δ=0.02、d δ=0.03、χ=0.5 查【1】表3-15、
3-16, p δ+d δ=0.02+0.03=0.05> max min Z Z -=0.04
根据【1】式3-18、3-19得：、
max min max min 0.4()0.016
0.6()0.024p d Z Z Z Z δδ=-==-=
d 0.0240.024
000D (Dmax )0.50.2241.89d δ
χ+++=-=-⨯= （42）mm
00
0.0160.016D (D min)41.890.141.79p p d Z δ---=-=-=（）mm
2、对于冲孔0.1038mm +Φ：p δ=0.02、d δ=0.0
3、χ
=0.75 查【1】表3-15、
3-16, p δ+d δ=0.02+0.03=0.05> max min Z Z -=0.04
根据【1】式3-18、3-19得：
max min max min 0.4()0.016
0.6()0.024
p d Z Z Z Z δδ=-==-=
000
p 0.0160.016(max+)0.750.138.075p d d mm δχ---==⨯= （38+）
0.0240.024
000(min)0.138.175d d d d d Z mm δ+++=+==（38.075+）
3、对于侧刃定距采用配合加工法计算(计算出凸模尺寸及制造公差，凹模由凸模的实际尺寸按间隙要求配制）：对于0.1043.05+χ
=0.75 ，对于
0.206+χ=0.5查【1】表3-15,
是B 类尺寸，根据【1】式3-21得：
0043.05/40.025
6/40.05(43.050.750.1)43.125(60.50.2) 6.01D D +
-∆-+-∆-=+⨯==+⨯=
凹模基本尺寸与凸模相同，分别为43.125,6.01.不必注公差，以
0.1-0.4mm 间隙与侧刃凸模配制。

五 冲裁模主要零部件的结构设计
1、凹模的结构尺寸设计
根据本次需要c取30
凹模一般采用螺钉和销钉固定。

螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置根据凹模的大小，在标准的典型组合中查得。

位置可根据结构需要作适当调整。

螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，满足机械设计的要求。

凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上、下平面应保持平行。

型孔的表面有表面粗糙度的要求Ra＝0.8～0.4μm。

凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。

选用Cr12为凹模材料。

凹模洞口的类型
凹模洞口类型如图所示为直筒式刃口凹模。

因为其制造方后工作部分尺寸不变。

本模具即使用此类型。

凹模制造方便，刃口强度高，便于刃磨。

如图5
图5
2、凸模固定板的确定
凸模固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样，一般选择0.6～0.8倍的凹模厚度确定，也可以通过标准查得，基本与凹模外形尺寸相当。

这里取0.8倍，H凸=0.8×30=24mm. 取25mm；材料可选用Q235或45钢，
本此选45钢。

垫板的作用是承受凸模或凹模的轴向压力,防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑,影响模具正常工作。

3、凸模的结构尺寸确定
凸模的外形尺寸有凹模配做。

凸模的长度L=H1＋H2＋H3＋h
式中： H1—为凸模固定板的厚度
H2—为导板的厚度
H3—为导料板的厚度
h—为附加的长度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5～1mm），凸模固定板与导板的安全距离等。

一般取10～20.
L=25+10+6+15+1=57mm
选用Cr12为凸模材料。

大小凸模均采用GB 2863.2-81.如下图6
图6
4、导料板的确定
为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出外形完整的合格零件，模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。

正确位置是依靠定位零件来保证的。

由于毛坯形式和模具结构的不同，所以定位零件的总类很多。

设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。

定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料等。

本模具依靠导料板保
图7
7、冲模闭合高度计算
H=h1＋h2＋h3＋h4
式中：
h1 为凸模垫板厚度
h2 为凸模高度
h3 为凹模厚度
h4 为导料板厚度
H=6＋51＋30+6=89mm
8、垫板的结构
垫板装在固定板与上模座或下模座之间，它的作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。

垫板的尺寸可在标准中查得。

垫板的材料一般可选45钢，本模具也选择此材料。

六模架的选用
1、模架是由上、下模座，模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成
模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。

模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。

上、下模座之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。

一般模架均已列入标准，设计模具时，应加以正确选用。

根据本次设计的需要选用【2】表9-46后侧导柱窄型模架。

315-100-200~245I GB/T 2851.4，上模座315×100×45 GB/T2855.5；下模座315×100×55GB/T2855.6，导柱 35×160 GB/T 2681.1 ；35×405×43导套GB/T 2861.6
模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。

此次选用HT200，模架如图8所示：
图8
七模架基本加工
4.1 凸模的加工
模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。

因此应有高硬度与适当的韧性。

热处理硬度要达到38～42HRC。

采用磨销加工。

4.2 凹模的加工
凹模的加工，采用线切割比较合理，因为工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。

模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。

热处理硬度要稍高于凸模，达到60～64HRC左右。

4.3 垫板、凸模固定板、卸料板
且材料要求不是很高，因此采用45号钢，热处理需要达到HRC38-42，在加工方面，只要采用机械加工就可以生产出来，同时，在复杂的地方机械加工与线切割加工同时用上，一般以方便为主。

九参考文献：
【1】冲压工艺及模具设计（第二版）北京大学出版社牟林胡建华等编著
【2】冲压模具课程设计化学工业出版社林承全主编。