《铜垫片倒装复合模说明书》 冲压模具.docx

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《铜垫片倒装复合模说明书》冲压模具

铜垫片倒装复合模设计

【摘要】：

随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备，为了提高学生在模具设计方面的能力，以满足社会的要求，学校安排了毕业设计，这次毕业设计是在学习完冲压模具设计、机械制图与AUTOCAD、工程材料等课程的基础上进行的，是对大学所学知识的一次综合应用，也是对我所学知识的回顾与检查。

通过实例，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。

这里主要探讨的是根据工件自身的特点，，设计中还要考虑到它的实际工作环境和必须完成的设计任务。

因为由模具生产的产品主要是成批生产，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，所以模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。

在本次设计冲孔落料复合模中，不仅要考虑使做出的零件能满足使用要求，还要保证模具的使用寿命。

该冲裁模具还详细地叙述了模具成型零件包括上模架、凹模、凸模、凸模固定板、凸凹模固定板、上模架、下模架、卸料板、模柄等的设计，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构以及其它结构的设计过程，其中里面也包括了：

工艺分析，工艺方案的确定，冲孔落料工作部分，工艺设计，计算毛坯尺寸，画排样图，计算冲压力，压力机的选择，计算压力中心，凸凹模刃口尺寸的计算，校核冲裁模工作部分，工艺计算冲裁件的毛坯尺寸计算，冲压力的计算，凸模与凹模的圆角半径，冲裁模中的凸凹模间隙凸、凹模工作尺寸，冲压设备的选择，模具的总体结构，主要零部件的设计及选择，模具制造装配要点等等。

关键词：

冲模；冲压工艺；模具设计

Abstract:

Alongwiththemoldingtool'squickdevelopment,producetheinside,moldingtooltohavealreadybecometoproducetheimportantcraftequipmentsoftheindispensabilityofeverykindofindustryproductinthemodernindustry,forthesakeoftheaspect'sabilitythattheexaltationstudentdesigninthemoldingtoolrequest,school,withsatisfythesocietytoholdthegraduatedesign,andgraduatethedesignthistimeisinthestudyovertowashtopressthemoldingtoolthedesign,machinegraphicsandAUTOtheCAD,engineeringmaterialthefoundationofcourseetc.Moldingtoolthattogoforwardalineof,istotheknowledgethatuniversitylearnofsynthesizetheapplicationforatimes,andalsoreviewmylearnedknowledgeandcheck.passthesolidexample,Irightfirstwashtopressasizeaccuracyforproceedsanalysis,analyzingthatsparepartstogettousethegeneralaccuracytothensatisfytherequestofthesparepartsaccuracy,againfromthespareparts'sshape,sizethemarknoteandproducedthebatchquantityetc.Thecircumstancetosee,choosetohurtletheboretheproject.Primarilystudyhereofisadesignmissionforcharacteristicsforoneself,,designinsidestillwantinginconsiderationofitsactualworkenvironmentwithmustcompletingaccordingtotheworkpiece.Sparepartsthatbecauseproductthatproduceisfromthemoldingtoolprimarilyiscriticizetoproduce,andthemoldingtoolcanguaranteethesizeaccuracyoftheproductofwashingtopressthedesignandproductquantity,thereforethedesignandthemanufacturingofthemoldingtoolisprimarilyinconsiderationofthemoldingtoolcansatisfythecraftoftheworkpiecethedesign,andcanprocessthequalifiedsparepartsof,andlaterlymaintainwithdepositifreasonableetc..Hurtlethecompoundmoldinsideofofboreinthisdesign,notonlywanttheconsiderationtomakedotocansatisfytheusagerequest,andstillwanttheservicelifeoftheassurancemoldingtool.Shouldwashtocutthemoldingtooltoreturntoindetaildescribedthemoldingtoolthetypesparepartsincludethechoiceforcraftfordesignfor,cavetemplate,convextemplate,convexmoldfixingtheplank,convexandcavemoldfixingplank,ascendingmold,nextmold,unloadingtheplank,moldthehandlewaiting,importantsparepartscountingandcalculationoflastmold,andreleasetheorganizationanddesignofconstructionothertheprocess,andamongthemandinsidealsoincluded:

Thecraftanalyzes,andthecraftprojectreallysettle,hurtletheboreworkthepart,technologicaldesign,calculationsemi-finishedproductthesize,paintingrowkindthediagram,calculationtowashthepressure,pressuremachineofchoice,calculationpressurecenter,designfortotalconstructionforchoiceforconvexandcavemoldcleftforcircleCapeforcalculationforsemi-finishedproductsizeforcalculationforsize,washingcuttingthemoldworkthepart,craftthecalculationwashingcuttingfirstpiececalculation,washthepressuring,convexmoldandcavemoldradius,washingcuttingthemoldtheinsideconvexly,worksizeofcavemold,washingpressingtheequipments,moldingtool,mainzeropartsandchoiceofconvexandcavemoldblade,themoldingtoolmanufacturingassembletheimportantpointetc..

KeyWords:

Washthemold;Washtopressthecraft;Moldingtooldesign

绪论

模具概述:

伴随着现代工业的发展,模具产业发展迅速。

现代模具产业已向大型化、多功能、高精度的方向发展,模具技术含量不断提高,多功能复合模得到进一步的发展,热流道技术和模具标准件日益得到广泛的应用,同时大型精密复合模具比例不断提高,快速经济型模具前景十分广阔.我国模具产业也得到了较快的发展,九五期间年平均增速度约为13%,至2000年,我国模具总产值预计为260～270亿元,模具行业结构也有了较大的改善,模具商业化程度提高了近10%,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高。

当今世界,工业正日益朝着批量化的方向发展.这样对冲压生产提出了自动化,智能化的要求;从而使模具向简单化、调试方便快速性方向发展,对生产人员要求的普遍性提高.同时伴随生产还有许多的问题,比如噪音问题,生产的安全性问题,所有这些问题要获得真正有效的解决都离不开冲压生产设备,生产工艺方案的制订,生产人员的状况,生产现场的管理等;而最为重要的是模具设计与制造的能力的提高.展望未来,冲压生产还有许多可提高之处.在经历了“十五”期间和“十一五”头两年高速发展（这七年间年均增长速度达18%）之后，由于受到国际金融危机影响，2008年下半年开始，中国模具工业发展速度己明显放缓，致使2008年全年模具总销售额与上年同比增长率跌进了个位数，只达到9.2%左右，总量约为950亿元左右。

2009年，发展进一步受阻，预计全年的模具总销售额只能接近1000亿元，而很难突破，基本与去年持平或略有增长。

国家GDP增长是保八争九，看来保八是有把握的，那么模具为什么达不到这个水平?

这主要是国内外模具市场总体不够景气所致。

国家4万亿元投资主要投向于基础设施建设和民生工程及改善民生等方面，GDP增加了，模具需求却基本没有增加或增加效应滞后，汽车、家电、农机等工业品下乡以及以旧换新等政策措施的出台，使GDP也增加了，模具需求虽也有增加，但增幅有限。

不管怎么说，在经历了一年多的金融危机之后，我们的模具工业经受住了严峻考验，2009年全年不出现负增长的预计将可实现，而且我们还在结构调整等方面取得了不少成绩，全行业积聚了力量，为今后发展打下了良好的基础。

冲模发展状况:

目前,我国的模具工业已初具规模,但与先进工业国家相比仍有较大差距.近年来对模具技术的探索和研究主要取得了以下成果:

1.研究了几十种模具新钢种及硬质合金钢等新型材料,并采用了一些热处理新工艺,模具寿命有所提高.

2.发展了一些多位级进模,硬质合金模和简单经济模具等新产品.

3.研究和应用了一些新技术和新工艺.

4.模具加工设备的生产已具有一定的基础.目前已能小批量生产精密的坐标磨床,计算器数控仿形铣床,电火花线切割机床,高精度的电火花机床等.

5.模具计算机辅助设计与制造已有多家单位正在研究开发,有些已经投入使用.

随着工业的发展,国内模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高寿命模具的应用也正日趋广泛.为了满足这种需要,模具技术主要朝着如下几个方面发展:

（1）发展高精度,高效率,高寿命的模具,.例如高速冲床所用的模具,多位级进模,少无废料级进模等先进,经济的模具.

（2）.发展各种简易模具,如低熔点合金模,超塑性模,锌基合金模等.

（3）.实现模具标准化,进行模具专业化生产.

（4）.发展各种高效,精密,自动化的模具加工设备.如模具毛坯下料用的高速锯床,阳极切割机床,砂线切割机床,激光切割机床等高级设备.粗加工用的高速铣床,高速磨床等.精加工用的数控电气仿形床,数控连续轨迹坐标铣床.CNC慢走丝精密线切割机床,各种高精度电火花机床,精密电解成形机,三坐标测量机等精密加工设备和加工中心,并逐步实现模具自动加工系统.

（5）.开发和应用模具CAD/CAM技术,提高模具设计质量和效率,提高制造精度,缩短制造周期.

（6）.研究模具新材料,一方面研究高强度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具钢;另一方面研究简易模具的材料.

零件的名称：

铜垫片（如下图所示）

生产批量：

大批量

材料：

H62板厚：

t=2mm

要求设计落料，冲孔复合模

铜垫片

1冲压件工艺的分析

工件如上图所示，我开始考虑用级进模具，因为级进冲裁模具在设计上比较灵活，但后来想这种形状较为简单，由于产品批量较大，精度比较要求一般，我采用复合模，一套模具完成此工件的加工。

产品工艺分析包括技术和经济两方面的内容.在技术方面,根据产品图纸,主要分析冲压件的形状特点,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求;在经济方面,主要根据冲压件的生产批量,分析产品成本,阐明采用冲压生产可以取得的经济效益.因此,冲压件的工艺分析,主要讨论在不影响零件使用的前提下,能否以最简单最经济的方法冲压出来,能够做到的,表示该冲压件的工艺性好,反之，工艺性差.

影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点,尺寸大小,设计基准,公差等级和形状位置误差要求,材料的厚度及成形后允许的变薄量,材料的机械性能和冲压性能,在冲压过程中产生的回弹,翘曲的可能性,毛刺大小和方向要求等.这些因素对确定冲压工序的性质,数量和顺序,对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大关系,因此,在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析,尤其应该注意分析零件在冲压加工中的难点所在.良好的冲压工艺性表现在材料消耗少,冲压成形时不必采用特殊的控制措施,工艺过程简单而且寿命长,产品质量稳定,操作方便等.如果发现零件的工艺性差,则应该在不影响使用要求的前提下,对零件的形状,尺寸及其它要求作必要的修改.

由以上分析可知,该零件为板材冲压件,尺寸精度要求不高,工艺上虽有难度,但易于刻服,又属批量生产,因此可以用复合冲裁模生产.

2．主要工艺参数的计算

2．1确定冲压的基本工序

如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、落料。

根据零件要求进行工艺计算分析。

2．2确定基本工序的尺寸公差

零件图上的尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差。

经查表（GB1800—79）得各尺寸的公差为：

Φ60-0.740Φ200+0。

52，Φ80+0。

36，4.30+0.3

2．3排样及材料的利用率

排样图为下图2-1所示:

图2-1排样图

毛坯直径为60，考虑操作方便，采用单排排样，如下面所示。

首先查表明确搭边值。

根据零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.5mm，侧边搭边值取a1=1.8mm。

所以进料步距为S0=61.5mm.

条料宽度的计算：

B=（D+2a1）-Δ0查表2-12得Δ=0.6

所以B=（60+2X1.8+△）-0.60=64.2-0.60mm

2.4计算工序压力

P0=P＋P推

P冲=KL冲tτ=1.3×[π（25+8）+4.3*4]×2×260÷1000=81.67KN

P落=KL落t

H62软态查表其抗剪强度

P落=KL落tτ=1.3×π60×2×260÷1000

=127.35KN

P=P冲＋P落=81.67＋127.35

=209.03KN

计算推料力：

P推=n×K2×P冲

查表得K2=0.050

取n=4

P推=4×0.050×81.67=16.33KN

计算总的冲压力：

P0=P+P推=209.03＋16.33=225.36KN

卸料力有两种即下模卸条料的力PS1和上模卸工件的力PS2：

PS1=0.05×127.35=6.36KN

PS2=0.05×（127.35＋81.67）=10.45KN

式中：

P0——理论上总的冲压力；

P—总的冲裁力；

P推——总的推件力；

P冲——冲孔时所用的冲裁力；

P落——落料时所用的冲裁力；

Τ——为材料的抗剪强度；

L冲——为冲孔轮廓的周长；

L落——为落料轮廓的周长；

2.5冲压设备的选择

为使压力机能安全工作，取：

≥（1.6-1.8）p.

1.8*225.36=405.648KN

故选500KN单柱固定台压力机；其中主要技术参数如下：

公称压力：

500KN

滑块行程：

10-90mm

最大封闭高度：

270mm

滑块行程次数：

120次/分钟

连杆调节量：

75mm

工作台尺寸：

650X440mm

模柄孔尺寸：

Φ50X80mm

工作台板厚度：

70mm

2.6确定压力中心

如下图2-2所示，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料和冲孔的中心都在工件的几何中心，根据力矩平衡原理得：

P

X=（61.5-X）P

由此计算得X=24.03mm

图2-2零件图

2.7冲模刃口尺寸及公差的计算：

2.7.1冲孔凸模刃口尺寸计算：

dp=（d1+ΧΔ）-δp0

内孔基本尺寸为25㎜的刃口尺寸dp1：

因为d1=25㎜查公差表得Δ=0.52δp=0.25×Δ=0.13

查表2-21得Χ=0.5

所以dp1=25.26-0.130㎜

内孔基本尺寸为8㎜的刃口尺寸dp2：

因为d2=8㎜查公差表得Δ=0.36δp=0.09

所以dp2=8.18-0.090㎜

内孔基本尺寸为4.3㎜的刃口尺寸dp3：

因为d3=4.3㎜查公差表得Δ=0.3δp=0.075

所以dp3=4.450-0.075㎜

2.7.2落料凹模刃口尺寸：

压圈外圆基本尺寸为60mm，

查公差表得Δ=0.74mmδd=0.185

因为D=42mm

Dd=（D-ΧΔ）0+δ=59.630+0.185mm

2.7.3凸凹模尺寸的确定

凸凹模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36㎜。

凸凹模外部刃口尺寸根据凹模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36㎜。

2.8确定个主要零件的结构尺寸：

2.8.1凹模外形尺寸的确定

凹模厚度H的确定：

H=Kbb=60mm查表得k=0.42

H=60X0.42=25.2mm,取H=30mm

凹模壁厚C=（1.5～2）H≧40mm

=50mm

根据压力中心图可以得出凹模外径D=160㎜

2.8.2其它模板外形尺寸的确定

取凸凹模垫板的厚度为10㎜，长宽160×160㎜。

取凸凹模固定板的厚度为15㎜，长宽160×160㎜。

取回程卸料板的厚度为10㎜，长宽160×160㎜。

取凹模垫板的厚度为8㎜，长宽160×160㎜。

取凸模固定板的厚度为20㎜，长宽160×160㎜。

取凸模垫板的厚度为8㎜，长宽160×160㎜。

凸模长度的确定：

L凸=h1+h2+h3=30＋8＋25=63㎜

其中h1为凹模厚度30㎜，h2为凹模垫板厚度8㎜，h3为凸模固定板厚度25㎜。

2.8.3模架的选用：

选用160×160×180-220IGB/T285.3-90（滑动导向后侧导柱模架）

上模座外形尺寸：

160×160×40GB/T2885.5

下模座外形尺寸：

160×160×45GB/T2885.6

导柱外形尺寸：

28×170GB/T2861.1

导套外形尺寸：

28×100×38GB/T2861.6

2.8.4卸料装置:

冲孔时,由于孔口部分的回弹,料片卡在冲子上随冲子一起向上运动,因此需要有卸料装置把料片推下.在实际冲裁时,由于弹性卸料装置可以平整工件,且使模具结构简单,因此采用弹性卸料装置.

2.8.5导向装置:

分析工件可知,虽然模具间隙很小,但由于其板材料厚为2.0,且此网孔的作用系散热,精度要求不是太高,所以可以不用外导柱来导向,只需用内导柱即可.该零件进行冲压加工的基本工序为先冲孔﹐再落料。

其中冲孔和落料属于简单的分离工序。

综合分析，冲裁件的尺寸精度不高，形状不大，但产量大，根据材料较厚（t=2.0）工序较多的特点，为保证孔位精度和较高的生产率，以及防止拉深开裂等。

实行工序集中的工艺方案，即采用吊装式导正钉定位、双侧刃定距、固定卸料装置、压边装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构。

3.模具设计

3.1凹模外形尺寸的确定

凹模结构设计包括：

确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，选择凹模形孔侧壁的形状，布置凹模板上形孔，螺孔和销孔的位置以及标注尺寸等。

为使凹模板板获得更好的受力，可以将凹模的长度和厚度适当增大。

由此，如图3-1所示，确定凹模板的外,形尺寸为：

160×160×30mm.

图3-1凹模

3.2凸模外形尺寸的确定

已知凸模的高度为63mm，两个圆的尺寸分别为φ25-0.130.φ8-0.0904.45-0.0750

如图3-2所示：

图3-2凸模

3.3凸模固定板外形尺寸的确定

凸模固定板的外形尺寸同凹模板相同，厚度为凹模板0.8～1倍

如图3-3所示，凸模固定板外形尺寸为，160×160×25

3．4凸凹模外型尺寸的确定

凸凹模高度为40mm，冲孔凹模尺寸为：

φ25+0.12φ25+.16+0.274.45+0145+0.2落了凸模的尺寸为φ25-0.56-0.37如图3-4所示

如图3-3凸模固定板

3.5凸凹模垫板外形尺寸确定

如图3-5所示，垫板的平面形状与尺寸与固定板相同，其厚度一般为6～10mm，故垫板的外形尺寸为，160×160×10。

如图3-4凸凹模

3.6．卸料橡选用：

下模卸料橡胶

（1）选用牌号为1120的合成橡胶体切割制作。

（2）计算弹性体的预压力Fy：

Fy=3.225×1000=3225N

图3-5凸凹模垫板

（3）橡胶高度的确定

考虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩率ξy=15%

极限压缩率取ξj=35%

橡胶块的工作压缩量