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
2
(1) 尺寸精度
1.5t=1.5)
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 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
IT12?IT11级，所以
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 式中 P—冲裁力；
^P孔 P落
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 - ■: 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
5 二 15.7 mm 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 所以
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。
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
Pt -3 0.055 61.25 =10.1KN
2.2.1.6 顶件力P顶
式中 所以
K顶一顶件系数，查参考文献［1］取K顶二0.06。
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 Pt
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
Zmax =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 , =0.020mm。
、.凸
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：
400的凸凹模的制造公差由表查得
0.62
、凹
=0.030mm, 0.020mm.
' 凸二
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 Zmin）o 凹 =（40.31 0.24）0 = 40.55。mm ,
0.03
0.03
其工作部分结构尺寸如图所示：
-F- 1 ~F 1 mJ.宛
3）冲5mm孔刃口尺寸计算：
-50的凸凹模的制造公差由表查得
0.3
' 凹
=0.020mm， 0.020mm.
' 凸二
由于「?凹'凸二 0.040 ：：： Zmax —Zmin 故采用凸模与凹模分别加工方法，
圆垫片落料冲孔复合模设计
