垫片的模具设计精品
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设计任务书
设计课题： ________ 垫片的模具设计
1零件的工艺性分析
该零件是拖拉机用的垫片，要对零件进行大批量的生产。
该件属于隐蔽件，被完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整，中心圆孔是该零件需要保证的重点。
2确定工艺方案
首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。
冲压该零件需要的基本工序有落料、冲孔。
方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
方案二：落料和冲孔复合冲压，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。
方案一模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或級进冲裁方式。
复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。
为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模具。
通过对比，故采用方案二，比较适合该零件。
3工艺计算
3. 1计算工艺力
平刃口模具冲裁力， F = K L.t
式中
一般材料的二b "3，所以F二LV~b，式中二b -材料的抗拉强度（Mpa）。
由表2-18，查得10 钢的匚b=294L 432Mpa，取二b =400Mpa。
所以上式
22^) 2 25 1.5 400 IL ' 360 25
F 斗2 2 一252 -22.52 2 - sin’C
= 97.2KN
垫圈冲孔力R - ：dt；「b 八8 1.5 400 =15.1KN
由表3-12 查得K卸=0.04 L 0・05，K推二0.055，K顶二0.06。
卩卸=K卸F =0.05 97.2 =4.86 KN ,
h为凹模孔口直壁的高度，t为材料厚度，则工件数n二h/t ,由表查得h _ 6 , n = 6“ 1.5 = 4 F推= nK推F i = 4 0.055 15.1 =3.32 KN。
总力
F总二F F F卸- F推=120.48KN
3.2确定排样形式和裁板方法
采用有废料排样，沿制件全部外形冲裁。
排边的大小，因主体轮廓为圆形，材料厚度t=1.5,由表3-18查得如下图所示
图3.1排样图
1）计算板料宽度
因为采用了有废料排样，沿制件部分外形冲裁，所以条料宽度为42mm.
2）确定板料规格
选用了热轧普通薄板，查资料采用板料的长度为1000,宽度为500,采用横裁的方法。
m=4,B = 49h= 50.1 图3.2下料规格
3. 3材料利用率计算材料利用率
单个零件的材料利用率
n1A 1100%，
Bh
A=2竺竺
36°X J1： X(25)2 2 1 2
厉曲
2 1^2°96mm2
A -冲裁件面积
式中B-条料宽度
h -送料进距（mm）
n i -一个进距内冲件数
2096
100% =82.3% 49 50.15
4压力中心确定，压力机的选择
4. 1压力机的确定
压力中心的确定用作图法确定
注意：你的压力中心求解计算过程写详细
4.2压力机的选择
因为该垫片需要大批量生产，故采用高速压力机，采用机器的型号为J75G-30
表3高速压力机主要技术参数
型号J75G-30 送料长度/mm 6L 80 公称压力/kN 300 厚度/mm 0.1L 2 滑快行程次数/ （次-min
-1
）
150L 750 宽度/mm 5L 80 滑快行程/mm 10L 40
主电动机功率
/kW
7.5
最大封闭咼度/mm 260 生产厂家
上海第二锻压机床厂
封闭咼度调节量/mm 50
5模具设计
5.1确定模具结构
因为垫圈是大批量生产，故可以采用复合模，复合模的结构形式可采用典型的倒装结构，此时垫圈孔的废料可从台面孔漏下，制件可采用刚性推件装置推出，卸料采用弹簧卸料板，采用带导柱后侧式模架。
5.2模具零件尺寸计算及确定
图4.1压力中心的求解
5.2.1冲裁模间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算
查表可得：t =1.2，Z mi n =0.132，Z m ax =0.240
1）落料部分
因为、50，所以凸模偏差=0.020，凹模偏差「=0.030
2）冲孔部分
因为、8，所以凸模偏差0.020，凹模偏差:-d =0.020
查表可得x =0.75
•P、d =0.020 0.030 = 0.05mm，Z max-Z min =0.180 -0.126 = 0.054 满足Z max _ Z min ■ 'd
故凸、凹模采用分别制造的方法
'凹0.030 0.030
落料凸凹模—+珂 (75)
号=
50.02
5
D p =(D -x A)0& = (50.025 -0.126几.020 =49.899红020
d p =(d x习；凸珂8 0.75 0.1)爲20 =8.075爲20
'.凹0.020 0.020
d d - (d Z min )0 (8.075 0.126)0 8.201°
5.2.2凹模、凸模、凸凹模外形尺寸计算
1）凹模
①凹模高度：H 二KLb（一15mm）=0.35 50=17.5mm，
b_冲裁件最大外形尺寸，mm
式屮
k—系数，一般取0.35
②凹模边壁厚
c =(1.5 L|2.0)H =217.5 =35( _30_ 40mm)，
③凹模板边长
L = b 2c = 50 2 35 = 120mm
查标准JB/T-6743.1-94:凹模板宽B=125mm
故确定凹模板外形为：125 125 18(mm).将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后实取为：125 125 14(mm)
冲孔凸凹模
2)凸凹模
凸凹模的外形尺寸和内腔尺寸即为
凸模采用固定板固定，固定部分厚度取25mm，采用落料和冲孔同时进行(便于修磨刃口)，故凸凹模尺寸为：
凸凹模长度：L 訥h2 h3=16 10 24 =50(mm)
h]-凸凹模固定板厚度
式中①-弹性卸料板厚度
h -增加长度(包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等)
凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm,根据强度要求查《冲压模具设计与制造》表2.9.6知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。
3)冲孔凸模尺寸
凸模长度：L凸=h| h2 h3 = 14 12 14 二40mm
h| -凸模固定板厚
式中h2-空心垫板厚
馆-凹模板厚
凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。
6模具其他零件的选用6. 1卸料弹簧的选择
冲裁时卸料板平面外形尺寸h =(t，1)mm=1.5 • 1 = 2.5，考虑凸模修磨量h3 = 5mm
6.2选择上下模板及模柄
采用GB2855.6-81后侧带导柱形式的模板,根据最大轮廓尺寸156mm 142mm选项
进规格标准模板，L B为160mm 160mm，上模板厚45mm下模板厚55mm
按GB2855.6-81选B50 100带凸缘形式的模柄。
其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。
6.3垫板、凸模固定板
垫板、凸模固定板：考虑推荐装置在上模内挖窝，采用垫板加固，垫板厚度取10mm, 固定板厚度取25mm，固定板与垫板直径均取110mm（与凹模直径相同）。
6.4闭合高度
闭合高度：模具闭合高度应为上下模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总
和。
即所选压力机闭合高度H m ax =260，H mi n =（260 -50）mm = 210mm。
满足H max—5mm _ H° _ H min 10mm
6.5导柱、导套
导柱、导套：按GB2861.2-81选d=25mm,其中导柱长度有11^ 180mm，模具闭合高度H。
=201.5，选最长导柱I = 180mm
按GB2861.6-81选d = 25mm导套，其中长度有80、85、90、95mm,可选较大的90mm.
6.6卸料螺钉
卸料螺钉：按GB2867.6-81选d =10mm的带肩卸料螺钉，螺柱长I = 60mm。
卸料螺钉窝深应满足
h亠卸料板行程+螺钉头高度+修磨量（5mm）安全间隙（2[_ 6mm）
-||3.5 10 5 2 L6 mm =20.5 _ 24.5mm
h=（下模板厚+凸凹模厚+0.5mm ）-卸料板厚-螺钉杆长对螺钉进行验算，
=[_（55+41+0.5 J-12-60 Imm =24.5mm
故所选螺钉长度满足要求，定卸料螺钉窝深h= 24.5mm。
