山东建筑大学课程设计说明书题 目拖拉机用垫片的成型工艺与模具设计课 程：冲压工艺及模具设计院（部）： 机电工程学院专业：机械工程及自动化班级：机本04成型学生姓名： 刘世超学号：2004071243指导教师： 王芳完成日期： 2007年1月18日目录摘要31零件的工艺性分析32 确定工艺方案33 工艺计算3.1 计算工艺力43.2 确定排样形式和裁板53.3 材料利用率64 压力中心确定，压力机选择4.1 压力中心确定64.2 压力机选择75 模具设计5.1 确定模具结构65.2 模具零件尺寸计算与确定66 模具其他零件的选用6.1 卸料弹簧的选择66.2 选择上下模板及模柄66.3 垫板凸模固定板66.4 闭合高度66.5 导柱、导套66.6 卸料螺钉67 参考资料 11摘要 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑 性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 冲压模具在冷冲压加工中， 将材料（金 属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷 冲模）。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、 生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的 高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的 质量、效益和新产品的开发能力。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 =13，所以F =Lt；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，取匚b =400Mpa。所以上式F 斗2 2 一 252 -22.52 2 -si nC225) 2 25 1.5 400IL36025= 97.2KN垫圈冲孔力 F-dK8 1.5 400 =15.1KN由表 3-12 查得 K卸=0.04 0.05， 推=0.055， K顶二 0.06。F卸二 K卸F =0.05 97.2 = 4.86KN ,h为凹模孔口直壁的高度，t为材料厚度，则工件数n =h/t，由表查得h_6 ,n =6 1.5 =4F推nK推4 0.055 153.32KN。总力F总二 F F F卸 F推 =120.48KN3. 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1.1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.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。图1.13. 3材料利用率计算材料利用率单个零件的材料利用率1詈1。360(25)22 1 2 ；2522-52 12096mm2厲=4,B = 49h 二 5 0. 1 5A -冲裁件面积亠亠B -条料宽度式中h _送料进距（mm）n1 - 一个进距内冲件数，12096100% =82.3%49 50.154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图1.14. 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/mm6LI 80公称压力/kN300厚度/mm0.1LI 2滑快行程次数/（次min -1）150 LI 750宽度/mm5U 80滑快行程/mm10口 40主电动机功率/kW7.5最大封闭咼度/mm260生产厂家上海第二锻压机床厂封闭咼度调节量/mm505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冲裁模间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算由表 2-5 所示因为 t =1.2，Zmin =0.132, Zmax =0.240落料部分因为、50，所以凸模偏差1=0.020,凹模偏差，=0.030冲孔部分因为、8，所以凸模偏差=0.020,凹模偏差=0.020由表2-11查得x =0.75、p d =0.020 0.030 = 0.05mm, Zmax -Zmin = 0.180 - 0.126= 0.054满足 ZmaxZmin 八 p故凸、凹模采用分别制造的方法凹0.0300.030落料凸凹模 D厂(D*)0TH -0.75 0.1。= 50.0250Dp=(D = (50.025 0.126)qo20 =49.899_0.020冲孔凸凹模dp =(dx.沉凸=(8 0.75 0.1)爲20 =8.0750.20凹0.0200.020dd =(dZmin )0(8.075 0.126)08.201凹模、凸模、凸凹模尺寸：凹模高度H 二K|_b（丄 15mm）=0.35 50=17.5mm，mmb -冲裁件最大外形尺寸, k 一系数，一般取0.35凹模边壁厚c =(1.5LJ2.O)H =2 17.5 =35( _ 30 _ 40 mm),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)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)，故凸模全长凸凹模尺寸凸凹模长度：L 二 g h2 馆=16 10 24=50(mm)h-凸凹模固定板厚度式中h2 -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 知，该壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模 侧壁强度足够。冲孔凸模尺寸：凸模长度：L凸=h h2=14 12 14 = 40mmh-凸模固定板厚式中h2 -空心垫板厚% 一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 T)mm =1.5 1 = 2.5，考虑凸模修磨量h = 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 Hmax =260， Hmin = （260-50）mm= 210mm。满足Hmax5mm_ H_ Hm 1n0 m m6.5导柱、导套导柱、导套：按GB2861.2-81选d=25mm,其中导柱长度有110L 180mm，模具闭 合高度H。=201.5，选最长导柱 ,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 一卸料板行程+螺钉头高度+修磨量（5mm）安全间隙（2_ 6mm）- |3.5 1052 L6 mm =20.5 _ 24.5mmh=（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，二（55+41+0.5 J-12-60 丨 mm = 24.5mm故所选螺钉长度满足 要求，定卸料螺钉窝深h= 24.5mm。8 参考资料2005郭成 储家佑主编 . 现代冲压技术手册 . 北京：中国标准出版社， 张毅主编 . 现代冲压技术 . 北京：国防工业出版社， 1994 李硕本主编 . 冲压工艺学 . 北京：机械工业出版社， 2001 卢险封主编 . 冲压工艺模具学 . 北京：机械工业出版社， 1998 陈金德主编 . 材料成型工程 . 西安：西安交通大学出版社， 2000 范宏才主编 . 现代锻压机械 . 北京：机械工业出版社， 1994