垫片34复合模CAD设计
第2章工艺分析及模具结构设计
2.1制件的工艺性分析及工艺计算
2.1.1工艺分析
由图可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖
角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c>1.5t要求。
(c = 8°二4° - 2.5 =17.5 1.5t=1.5)
2
(1)尺寸精度
任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12级，
查参考文献［2］知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12?IT11级，所以尺寸精度满足要求。
(2)冲裁件断面质量
因为一般用普通冲裁方式冲1mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达
12.5?3.2 Pm，毛刺允许高度为0.05?0.1mm本产品在断面粗糙度上没有太严格的要
求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。
(3)产品材料分析
对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差
符合国家标准。本设计的产品材料为08钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证
经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
2.1.2排样及工艺计算
2.1.2.1 排样
零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生
产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具
生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。
图2.1排样图
2.122 搭边
查参考文献［1］，确定搭边值a，b。
当t=1 时，a=2，b=1.5
2.1.2.3条料宽度
B=D+2a=80+2*2=84mm
2.1.2.4 材料利用率n
式中n——个歩距内冲裁件数目；A――冲裁件面积（包括内形结构废料）；
S――歩距长度； B ――板料宽度；
取：n=1; A=n *402=5026.55 ；S=81.5; B=84
n =5026.55 / 81.5*84=73.4
2.2冲压力及压力中心的计算
221 计算冲压力
2.2.1.1 冲裁力
冲裁力公式为^P孔P落
式中P—冲裁力；
P孔—冲孔冲裁力；
P落一落料冲裁力。
2.2.1.2 冲孔冲裁力P孔
式中K —系数（取K=1.3）;
n—孔的个数，n=3。
L孔一冲孔周长，L孔1 ==二40 =125.66mm
L孔2 - d - ■: 5 二15.7 mm
t —材料厚度，t =1mm
￡ —材料抗剪强度，查参考文献［2］知LY12, E=280?320MPa 取T= 300 MPa
P孔^ P1 F2 =1.3 125.66 1 300 2 1.3 15.7 1 300 =61253.4=61.25KN
2.2.1.3 落料冲裁力P落。
1落=nD =兀汉80 = 251.33 mm
所以P落=1.3 251.33 1 300 =98018.7N =98.02KN
2.2.1.4卸料力P卸。
式中K卸一卸料系数，查参考文献［1］知K卸=0.01?0.05,取K卸二0.03。
所以P卸=0.03 98.02 = 2.94 KN
2.2.1.5 推料力P推
式中K推一推料系数，查参考文献［1］取K卸=0.055。
n —同时卡在凹模洞孔内的件数，n=3。
所以P t -3 0.055 61.25 =10.1KN
2.2.1.6 顶件力P顶
式中K顶一顶件系数，查参考文献［1］取K顶二0.06。
所以F顶=0.06 61.25 98.02 =9.56 KN
2.2.1.7 总冲压力P总
冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为
P总二P P卸P t 二P孔-P落P卸P推二61.25 98.02 2.94 10.1 9.56 =181.87K N
初选压力机：Jc23-35o
2.2.2 计算模具压力中心
由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。
2.3凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算
2.3.1计算模具刃口尺寸
模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。
零件上包含三个尺寸：落料尺寸A = ?80°0.74 ；
冲孔尺寸B1 二400062, B^ -500-3;
位置尺寸H =30—0.105。
查得冲裁模刃口双间隙
Z min =0.24 mm Z max =0.36mm
1）落料刃口尺寸计算：
4|8000.74的凸凹模的制造公差由表查得
、凹=0.030mm ,
、.凸=0.020mm。
由于■:『凹…■:『凸=0.05 ■: Z max - Z min ,
故采用凸模与凹模分开加工方法，
由表查得X=0.5，贝
其工作部分结构尺寸如图所示：
2 ）冲40mm孔刃口尺寸计算：
4000.62的凸凹模的制造公差由表查得
、凹=0.030mm,
' 凸二0.020mm.
由于「?凹，凸二0.050 ：：： Z max -Z min ,
故采用凸模与凹模分别加工方法，
由表查得X=0.5 ，贝U：
d凹二（d凸Z min）o 凹=（40.31 0.24）00.03= 40.55。0.03mm ,
其工作部分结构尺寸如图所示：
3）冲5mm孔刃口尺寸计算：
-500.3的凸凹模的制造公差由表查得
' 凹=0.020mm，
' 凸二0.020mm.
由于「?凹'凸二0.040 ：：： Z max —Zmin 故采用凸模与凹模分别加工方法，
由表查得X=0.5 ,贝IJ: 其工作部分结构尺寸如图所示:
2.3.2落料凹模结构尺寸计算
落料凹模尺寸如图5.1所示。
H 凹=23 m m ,夹板厚度为12mm 。
2.322 凹模板直径D d
零件外形为圆形，而且完全对称，所以将凹模板做成圆形。
式中 W 1 —切断轮廓线到凹模边缘的尺寸，轮廓为平滑曲线时，
W —1.2H 理。 D d =80 2 1.2 29 = 149.6 mm 所以凹模板外形尺寸150 35
2.3.3冲孔凸模与凸凹模结构尺寸确定
图5.2凸模尺寸
2.3.3.1冲孔凸模长度L
如图所示
H (0.6?0.8 ) H p
式中 H 1 —凸模固定板厚度;
H p —冲孔凸模厚度，H p 1=21mm ； H p 2 =10mm
I 自一凸模自由长度。
所以 比=(0.6 ?0.8 ) H p = (0.6 ?0.8 ) 21=12.6 ?16.8mm 取 U^Mmm 。 式中 H 理一凹模的理论厚度 查参考文献［4］知刃磨余量为
所以凹模厚度为 H 理二 29
L X 150K
厚度应小于 25m m 。所以将 所以
查参考文献［2］按推荐值取
D d = 1 5 0mm 石 28.96 mm
进一位取整数取
m Da
2.3.2.1 厚度 H d
H 理=0.256 29+6 = 35mm 。 D
因为落料冲裁力卩落=98.(