湖南涉外经济学院机械工程学部
冲压成型工艺及模具设计
课程设计任务书
机械工程学部材料成型及控制工程专业
题目垫圈冲压模的设计
任务起止日期：2012 年10 月 1 日至
2012 年11 月10 日止
学生姓名：龙新军班级材料成型及控制工程0902 指导老师：周军何雅槐雷吉平日期：
系主任：日期：审查学部主任：日期：批准
1.第1章……………………………………………………….设计任务
2.第2章…………………………………………………………工艺分析
3.第3章……………………………………………冲裁工艺方案的确定
4.第4章……………………………………………模具结构形式的确定
5.第5章……………………………………………………工艺尺寸计算
6.第6章………………………………………………模具总体结构设计
7.第7章………………………………………………主要零部件的设计
8.第8章……………………………………………………模柄的选择
9.第9章…………………………………………………模具总装图
冲压模具课程设计
垫圈冲压模具设计
1．题目：某工件上的垫圈
1.原始数据：
数据如下图所示，材料20，厚度t=1.2，内径d=8, 外径D=12，
20万件是批量生产
2.工艺分析
此工件既有冲孔，材料为20钢，t=1.2，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，仅有一个Φ=8的孔和一个Φ=12的孔，此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔，孔工件边缘之间的最小厚度大于8mm。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10计算，普通冲裁完全能满足要求。
3.冲裁工艺方案的确定
方案种类该工件包括落料.冲孔两个工序，有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料，采用单工序生产。
方案二：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。
方案三：采用落料-冲孔同时进行的复合模生产
方案的比较各方案的特点及比较
方案一：模具结构简单，制造方便，但需两道工序，两副模具，
成本高，生产率低，而且两道工序必然会增大误差，使工件精度，质量都相应降低，难以满足需要。
方案二：级进模是一种多工位效率高的加工方法，但级进模轮廓尺寸较大，加工难度高。
方案三：只需一套模具，工件的精度及生产效率都能满足，模具轮廓尺寸小，制造成本也不高，因此采用此方案。
4.模具结构形式的确定
正装式复合成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不便，倒装式复合模成形后，工件留在上模，故采用倒装式复合模。
5.工艺尺寸计算
一.排样设计
a. 排法方法的确定，根据工件的形状，采用有废料和少废料的排样方法。此工件采用直对排法。
b.确定搭边值，查[1]表2-15，取最小搭边值，工件间1a =0.8，侧面a=1.0。为方便计算和考虑成形，取11 a .0
样图如下图：
c.确定条料步距 步距：13mm ，宽度：40mm 。
d.条料的利用率
%215.65%10040
13632=⨯⨯⨯⨯==πη总工S S 二．冲裁力的计算
查[1]表9-1取20碳素结构钢抗拉强度Mpa b 400=σ，由冲裁力F 的一般按下式计算
b KLt F σ=，K 是材料力学性能和厚度波动等因素的影响，一
般取K=1.3
冲周边长度计算 mm D d L 4.188)812(14.33)(3=+⨯⨯=+⨯=ππ KN N N F 5616.1176.1175614002.14.1883.1==⨯⨯⨯=
卸料力X F 计算
X F =F K X ，查[1]表2-17，得=X K 0.05，
则KN F K F X X 8781.55616.11705.0=⨯==
推件力T F 计算
由F nK F T T =，查[1]表2-17，得055.0=T K ，已知n=3
则KN F T 3977.195616.117055.03=⨯⨯=
顶件力D F 计算
F K F D D =，查[1]表2-1706.0=D K
则KN F K F D D 0537.75616.11706.0=⨯==
压力机公称压力确定
KN F F F T Z 9593.1363977.195616.117=+=+=
根据以上结果，查[1]表9-9，冲压设备拟定J23-25
冲裁压力中心的确定
冲裁圆弧线段计算，压力中心的位置见下图
按b RS a a R y /)/()sin 180(==π， 得各段圆弧的坐标值分别为（7，7），（7，20），（7，33），把图形的轮廓线分成3部分，计算各部分长度321,,L L L ，即计算轮廓的周长，由冲压模压力中心坐标值),(00y x 公
式：
73
777............3213322110=++=+++++++=n n n L L L L x L x L x L x L x 20333207............3213322110=++=++++++++=
n n n L L L L y L y L y L y L y
刃口尺寸的计算
加工方法的确定：制件为一简单的垫圈，结合工件和模具制造宜采用分开加工方法。
查[2]表3-2知间隙极限尺寸 16.0min =Z ，19.0max =Z
mm Z Z 03.016.019.0min max =-=- ，查[2]表3-16得凸.凹模制造偏差为 ,020.0=p σ 020.0=d σ，落料部分公差03.004.0>=+d p σσ， 调整为 ：012.0)(4.0min max =-=Z Z p σ ，018.0)(6.0min max =-=Z Z d σ 冲孔部分 ：由于基本尺寸小于18，查[2]表3-16，,020.0=p σ020.0=d σ，调整为：012.0)(4.0min max =-=Z Z p σ， 018.0)(6.0min max =-=Z Z d σ，由落料IT11级，查[3]表3-1，得mm um 110.01101==∆，冲孔IT10级，得mm um 058.0582==∆，由此查
[2]表3-15，75.0=x ，得落料凸.凹模制造公差计算出相应尺寸：
018.00
018.0001max 9175.11)11.075.012()(+++-=⨯-=∆=d x D D d δ0012
.00
012.00min 7575.11)16.09175.11()(---=-=-=p Z D D d p δ冲孔凸.凹尺寸制造公差计算：
0012.00012.002min 0435.8)058.075.08()(---=⨯+=∆+=p x d d p δ
018.00
018.000min 0615.8)16.00435.8()(+++=+=+=d Z d d p d δ
