墊片衝裁模
設計說明書
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湖南交通職業技術學院
目錄第一章零件設計任務 1
第二章衝裁件的工藝分析 2
2.1工件材料 2
2.2工件結構形狀 2
2.3工件尺寸精度 2
第三章衝裁工藝方案 3
第四章模具結構形式的選擇 4
4.1模具的型別的選擇 5
4.2卸料裝置 5
4.2.1．條料的卸除 5
4.2.2卸料方式 5
4.3定位裝置 5
4.3.1．送料形式 5
4.3.2．定位零件： 5
4.4.模架型別及精度 5
4.4.1．模架 5
4.4.2.精度 6
第五章沖壓工藝計算： 7
5.1．排樣 7
5.1.1．排樣方案分析 7
5.1．2．計算條料寬度 7
5.1.3．確定布距： 8
5.1.4．計算材料利用率 8
5．2．衝壓力計算 9
5.2.1．衝裁力計算 9
5.2.2．卸料力、頂件力的計算 10
5.3．壓力中心的計算 11
5.4．模具工作部分尺寸及公差 11
5.4.1．落料凸凹模尺寸 11
5.4.2．沖孔凸凹模尺寸 12
第六章主要零部件設計 13
6.1．凹模的設計 13
6.2．凸模的設計 14
6.2.1.沖孔凸模： 15
6.2.2.落料凸模 15
6.2.3．凸模的校核： 15
6.3．固定板的設計 16
6.3.1.凸模固定板: 16
6.4．模架以及其他零部件的選用 16
第7章校核模具閉合高度及壓力機有關引數 17
7.1 校核模具閉合高度 17
7.2 沖壓裝置的選定 17
第8章設計並繪製模具**圖及選取標準件 18
第9章結論 19
零件簡圖：如圖1-1 所示
材料：10號鋼
材料厚度：2mm
未標註尺寸按照it10級處理.
圖1-1 墊片零件圖
由圖1-1分析知：10#鋼為優質碳素結構鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工效能，主要用於製作衝擊件、緊韌體，如墊片、墊圈等。適合衝裁加工。
工件結構形狀相對簡單，只有乙個圓孔。料厚為2mm滿足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以衝裁加工。
根據零件圖上所註尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，採用it13級精度，普通衝裁完全可以滿足要求。
根據以上分析：該零件衝裁工藝性較好，綜合評比適宜衝裁加工。
完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案分為以下3種：
1.方案一：單工序模生產。先沖孔，後落料；
2.方案二：級進模生產。沖孔—落料級進沖壓；
3.方案三：復合模生產。沖孔—落料復合沖壓。
各模具結構特點及比較如下表3-1：
表 3-1 各類模具結構及特點比較
根據分析結合表分析：
方案一模具結構簡單，製造周期短，製造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產效率低，難以滿足大批量生產的要求。
方案二只需一副模具，生產效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具製造工作量和成本在衝裁簡單的零件時比復合模低。
方案三隻需一副模具，製件精度和生產效率都較高，且工件最小壁厚大於凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。衝裁件的內孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。
綜上對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產採用方案二為佳。
由沖壓工藝分析可知，採用級進模方式沖壓，所以模具型別為級進模。
因採用級進模生產，故採用向下落料出件。
，即由左向右送料既能滿足生產要求，又可以降低生產成本，提高經濟效益。
零件尺寸較大，厚度較高，保證孔的精度及較好的定位，宜採用導料板導向，導正銷導正，為了提高材料利用率採用始用擋料銷和導正銷定位。
1．若採用四導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩，能承受級進模高速沖壓次數。
2. 若採用對角導柱模架，則受力平衡，滑動平穩，可縱向或橫向送料;
3. 若採用後側導柱導柱模架，可三方送料，操作者視線不被阻擋，結構比較緊湊的，但模具受力不平衡，滑動不平穩。
綜上，結合本沖孔、落料級進模的特點，決定採用四導柱模架。
由於零件材料較厚，尺寸較大，衝裁間隙較小，又是級進模因此採用導向平穩的四導柱模架，考慮零件精度要求不是很高，衝裁間隙較小，因此採用ⅰ級模架精度。
方案一：有廢料排樣沿沖件外形衝裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由衝模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。
方案二：少廢料排樣因受剪下條料和定位誤差的影響，沖件質量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，衝模結構簡單。
方案三：無廢料排樣沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。
通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。考慮模具結構和製造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
根據零件形狀，查《沖壓模具設計手冊》工件之間搭邊值a=1.5mm, 工件與側邊之間搭邊值a1=1.8mm,條料是有板料裁剪切料而得，為保證送料順利，規定其上偏差為零，下偏差為負值—△
公式（5-1）
式中：dmax—條料寬度方向衝裁件的最大尺寸；
a1---衝裁件之間的搭邊值；=1.8mm。
△—板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得△=0.20mm。
b0△=30＋2×1.8
=故條料寬度為
送料步距s：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可衝乙個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定側刃長度的依據。條料寬度的確定與模具的結構有關。
級進模送料步距s
公式（5-2）
dmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊
s＝30＋1.5＝31.5mm
排樣圖如圖2-1所示。
圖2-1 排樣圖
乙個步距內的材料利用率
bs×100公式（5-3）
式中 a—乙個步距內衝裁件的實際面積；
b—條料寬度；
s—步距；
乙個步距內衝裁件的實際面積
a=π×302-π×102
= 800mm2
所以乙個步距內的材料利用率
η=ａ／bs×100%
= 800／（33.6×31.5）×100%
=75.6%
用平刃衝裁時，其衝裁力ｆ一般按下式計算：
公式（5-5）
式中：f—衝裁力；
l—衝裁周邊長度；
t—材料厚度；
τb—材料抗剪強度；10鋼τb的值查表可知：該材料的抗剪強度為255-333ｍpa,則取τb=320mpa
ｋ—係數；一般取ｋ=1.3。
1、沖孔力計算
沖孔周長：
l=π×10 =31.4
所以沖孔力
f1=kltτb=1.3×10π×2×320
=26.12kn
2．落料力的計算
落料周長
落料衝裁力f2= kltτb =1.3×π×30×2×320=78.37kn。
一般按以下公式計算：
卸料力公式（5-6）
（為卸料力係數，其值查表5-1可得）
沖孔推件力
落料推件力
所以總衝壓力
公式（5-8）
表5-1 卸料力、推件力和頂件力係數
由,即沖壓時工藝力的總和不能大於壓力機公稱壓力的50%-60%，取,則公稱壓力. 初選壓力機的公稱壓力為600kn。
用解析計算法求出衝模壓力中心。
x0=（l1x1＋l2x2＋…lnxn）/(l1＋l2＋…ln公式（5-9）
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