倒装式复合模设计方案.docx

资源描述

倒装式复合模设计方案.docx

《倒装式复合模设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《倒装式复合模设计方案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

倒装式复合模设计方案.docx

倒装式复合模设计方案

绪论1

第一章冷冲压概论3

一、冷冲压的概念3

二、冷冲压基本工序分类3

第二章倒装式复合模设计4

一、冲裁件工艺性分析4

二、确定冲裁工艺方案5

三、选择模具的结构形式6

四、进行必要的工艺计算6

1•排样计算6

2.冲裁力计算7

3.压力中心计算8

4.刃口尺寸计算8

五、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸10

1.凹模10

2.固定板11

3.垫板11

4.卸料板11

5.凸模11

6.弹性元件12

7.凸凹模12

8.紧固件和定位零件13

9.模架及其它安装零件13

10.模柄13

六、选择压力机的型号或验算已选的压力机13

七、绘制模具总装配图14

参考文献16

绪论

模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。

没有模具，就没有高质量的产品。

模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方而的高科技产品来对待。

他们认为：

“模具是发展工业的一把钥匙”：

“模具是一个企业的心脏”；“模具是富裕社会的一种动力”。

据国际生产协会预测，到2000年，工业品零件祖加工的75%、精加工的50%将由模具成型完成。

目前，美国、日本、徳国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床工业总产值。

美国模具年产值已超过100亿美元：

日本从1957年到1984年二十七年间，模具工业增长100陪；台湾地区1984年到1987年模具工业每年以33%以上的年增长率速度发展，1987年台湾地区模具出口达一亿二千万美元。

香港的模具年产值为30亿港币，我国的模具年产值为人民币30亿元。

国际模协成员国对模具工业的投资年人均约5000美元，日本髙达15000美元，我国模具工业投资年人均约500元。

近年来模具发展的方向和现状，基本表现在如下几个方面：

1.模具设计技术

（1）工业发达国家在模具设讣上已经大量使用计算机辅助设汁（CAD）软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。

据有关资料介绍，美国和日本75%的模具厂已使用了CAD技术，香港50%的模具厂也开始采用这项技术。

（2）在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析（CAE）软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。

（3）国外的注塑模具中.多型腔、多层、大型精密模具已占50%,不仅提髙了生产效率，而且节省了大量塑料原料。

2.模具加工技术

（1）国外已大疑使用数控机床，应用计算机辅助加工（CAM）软件和数控编程技术对模具.特别是对具有复杂型腔（三维曲面）的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高，模具的加工周期减少60%以上，成本降低30$以上.生产效率提高60$以上。

为了提高加工效率及满足各种复杂曲而加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进入了实用阶段。

3.模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。

4.模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流逍技术等。

5.针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化

6.根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。

如日本现有11656家模具企业，英中30人以下的小厂有11142家，占总数的95.6%,百人以上的仅有65家，占总数的0.54%。

韩国有1570家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业，英中多于50人的企业仅占总数的3%香港有6500家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的0.46%»

第一章冷冲压概论

一、冷冲压的概念

冷冲压是指在常温下，利用安装在压力机上的模具对被加工材料施加一泄的压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得所需形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。

因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。

冲压模具是指在冷冲压加工中，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）。

据不完全统汁，冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%,在电子工业中约占85%,而在日用五金产品中约占90%.如一辆新型轿车投产需配套200副以上各类专用模具：

一台冰箱投产需配套350副以上各类专用模具：

可以这么说，一个国家模具工业发展的水平，能反映出这个国家现代化、工业化发展的程度。

在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。

二、冷冲压基本工序分类

冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样。

冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。

根据材料变形特点的不同，可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。

1.分离工序

分离工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离的加工工序。

2.成形工序

成形工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未达到强度极限，使坯料产生塑性变形，成为具有一立形状、尺寸与精度制件的加工工序。

第二章倒装式复合模设计

一、冲裁件工艺性分析

零件简图如图1产品图所示：

生产批量:

中批量

材料:

Q235

材料厚度：

t二1mm

该零件形状简单、左右对称。

用一般精度的模具时，冲裁件外形与内孔所能达到的经济精度为IT11.由表1查得，冲裁件外形公差为0.16nun,内孔尺寸公差为0.08mmo由表2査得，冲裁件孔中心距公差为土0.12mm.

材料为Q235,英主要性能为：

抗剪强度t=303~372MPa,抗拉强度ob=375"460MPm屈服点os=235MPa,伸长率6=26-31%。

表1冲裁件外形与内孔尺寸公差△单位：

料厚t

工件尺寸

一般精度的工件

较髙精度的工件

<10

<10-50

<50-150

<150-300

<10

<10-50

<50-150

<150-300

0.2-0.5

0.08

0.10

0」4

0.20

0.025

0.03

0.05

0.08

0.05

0.08

0」2

0.02

0.04

0.08

0.5-1

0.12

0.05

0.16

0.08

0.22

0」2

0.30

0.03

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

1-2

0.06

0.22

0.10

0.30

0」6

0.50

0.03

0.06

0.08

0.10

0.12

2-1

0.24

0.08

0.28

012

0.40

0.20

0.70

0.06

0.04

0.08

0.10

0.12

0.15

0.30

0.10

0.31

0.15

0.50

0.25

1.0

0.08

0.05

0」2

0.10

0」5

0.15

0.20

注：

1•分子为外形尺寸，分母为内孔公差。

2.一般精度的工件采用IT8~IT7级精度的普通冲裁模：

较岛精度的匸件采用n7~IT6级精度的高级冲裁模。

表2冲裁件孔中心距公差单位：

料厚t

普通冲刺

髙级冲裁

孔距尺寸

<50

50-150

150-300

<50

50-150

150-300

±0」0

±0」5

±0.20

±0.03

±0.05

±0.08

1-2

±0」2

±0.20

±0.30

±0.04

±0.06

±0.10

2-4

±0」5

±0.25

±0.35

±0.06

±0.08

±0」2

4-6

±0.20

±0.30

±0.40

±0.08

±0」0

±0」5

注：

适用于木表数值所抬的孔应同时冲出。

二、确定冲裁工艺方案

该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。

零件属于中批量生产，因此采用单工序需要模具数量较多，生产效率低，所用费用也髙，不合理：

如果采用级进模，需要较多的工位数，必须解决板料的准确左位：

采用倒装复合模可以一次冲压成形，结构较为简单，卸料可靠，操作方便。

根据以上分析，该零件比较适宜采用倒装复合冲裁工艺方案。

三、选择模具的结构形式

根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装式复合模。

倒装式复合模通常采用刚性推件装苣把卡在凹模中的冲件推下，刚性卸料装宜由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。

冲孔废料直接由冲孔凸模从凸、凹模内孔推下，无顶件装程，结构简单，操作方便，但如果采用直刃壁凹模洞口，凸、凹模内有积存废料，胀力较大，当凸、凹模壁厚较小时，可能导致凸、凹模破裂。

板料的定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销来完成。

零件属于中批量生产，采用自动送料方式、弹性卸料装巻。

由于该冲裁零件的尺寸较小，冲裁间隙较小，采用滑动平稳、导向准确可靠的中间导柱模架。

考虑零件进度要求不是很髙，冲裁间隙较小，因此采用【级模架精度。

四、进行必要的工艺计算

1.排样计算

该零件尺寸较小，结构对称，采用单行直排的排样方案，如图2所示：

查表3得：

工件舶样搭边al=1.5mm

侧而搭边a=l.8mm

表3最小搭边值单位：

材料厚度t

圆角或圆角r>2t的工件

矩形件边长L<50m

矩形边长LN50価或圆角rW2t

工件间a：

侧而a

工件间a：

侧而a

工件间a：

侧而a

0.25以下

2.0

2.2

2.5

2.8

3.0

0.25-0.5

1.2

1.5

1.8

2.0

2.2

2.5

0.5-0.8

1.0

1.2

1.5

1.8

2.0

0.8-1.2

0.8

1.0

1.2

1.5

1.8

条料宽度B二（40+2X1.8）mm=43.6mm

步距s二25+1.5二26・5mm

一Z6.5

图2排样图

一个步距内冲裁件的实际而积A=643mm:

H=A/BsX100%

=643/43.6X26.5X100%

~55・7%

2•冲裁力计算

冲裁力F=KLtob

=1.3X130mmXlmmX350N（Pa

=59.15X103N

卸料力Fx=KxF由表4得，Kx=O.045

=0.045X59.15X103N

=2661.75N

推件力Fx=nKtF由表4得，Kt=0.55,取同时卡在凹模内的冲裁件数为2

=2X0.55X59.15X103N

=65.065X103N

顶件力Fd=KoF由表4得，Kd=0.06

=0.06X59.15X103N

=3.549X103N

Fz=F+Fx+Kt=（59.15+2.66175+65.065）X103N^127KN

表4卸料力、推件力和顶件力系数

料厚t/mm

心

0.65-0.075

0.1

0.14

>0.1-0.5

0.045-0.055

0.63

0.08

钢

>0・5~2・5

0.04-0.05

0.55

0.06

>2・5~6・5

0.03-0.04

0.45

0.05

>6.5

0.02-0.03

0.25

0.03

铝、铝合金

0.025-0.08

0.03-0.07

纯铜、

黄铜

0.02-0.06

0.03-0.09

住：

卸料力系数KX,在冲多孔、大搭边和轮廉复杂制件时取上限值。

3•压力中心计算

由于零件为简单对称件，所以零件的压力中心就是零件的几何中心。

采用开式机械压力机，由于零件结构对称，所以压力中心在孔的中心。

该冲裁件属落料件，选凹模为设讣基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。

4.刃口尺寸计算

由表5查得，双而间隙值Zg=0.014min,Zmin=O.100。

由公差表6査得，工件各尺寸的公差等级，然后确定x,对于尺寸40补”伽，选x二1,属于第一类尺寸；尺寸25；016mm,选x二1,属于第一类尺寸；尺寸10^16mm,选x二1,属于第三类尺寸；尺寸10；°"mm,选严1,属于第一类尺寸：

尺寸10；°"mm,选x二1,属于第二类尺寸：

尺寸

选x二1,属于第一类尺寸：

尺寸40；°-,6nun,选沪0.75,属于第一类尺寸：

尺寸20±0.16mm,选昨0.75,第三类尺寸。

落料凹模的基本尺寸计算如下：

表5冲裁模初始双而间隙值Z单位：

材料厚度

08.10.35.

Q345

40、50

65Mn

Q295、

Q235A

nin

Zmax

Zmin

Zmax

小于0.5

极小间隙

0.5

0.040

0.060

0.040

0.060

0.040

0.060

0.040

0.060

0.6

0.048

0.720

0.048

0.7

0.064

0.092

0.064

0.092

0.064

0.092

0.064

0.092

0.8

0.072

0」04

0.072

0.104

0.072

0.104

0.072

0」04

0.9

0.090

0.126

0.090

0.126

0.090

0.126

0.090

0.126

1.0

0」00

0」40

0」00

0.140

0.100

0.140

0.100

0.140

注:

冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25%。

表6磨损系数X

材料厚度t/mm

非圆形

圆形

0.75

0.5

0.75

0.5

工件公差4/mm

<0.16

0.17-0.35

>036

^0.16

>0.16

<0.20

0.21-0.41

>0.42

<0.20

>0.20

<0.24

0.25-0.49

>0.50

<0.24

>0.24

<0.30

0.31-0.59

>0.60

<0.30

>0.30

第一类尺寸：

磨损后增大的尺寸

rlx0.16

am=（40.16—1X0.16）04mm

=40誉mm

+1x0.16

b（25.16—1X0.16）（）4mm

=25；004mm

+1x0.16

cm=（10.16—1X0.16）（）4mm

=9；004mm

+1x0.16

dm=（5.16—1X0.16）（）4mm

=5；004mm

+1x0.08

em=（10.08—1X0.08）（）4mm

=1O；002mm

第二类尺寸：

磨损后减小的尺寸

f（10+1X0.16）°】nun

+-x0.16

=10.16打04mm

第三类尺寸：

磨损后基本不变的尺寸

gra=（10+0.5X0.^>±1X0.160.

=10.08mm±0.02mm

hP1=（204-0.5X0.16）±-X0.16mm

=20.08mm±0.02mm

落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别40mm♦25mm,9mmt5mm♦10mm,10.16mm,10.08mm,20.08mm,不必标注公差，要在技术条件中注明：

凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双而间隙值Z还=0.10-0.14mm.

五、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸

1•凹模

由表7查得，凹模厚度系数Q0.40

凹模厚（髙）度H=kb（^15nun）

=0.40X40

=16mm

凹模壁厚C=（1.5-2）H<$3040nun）

=24mm~32mm取C=30mm

凹模直径D=h+2C=16+2X30=76mm

由以上算的凹模轮廓尺寸DXH=76X30mm

材料厚度t

>1-3

>3-6

<50

0.30-0.40

0.35-0.50

0.45-0.6

>50-100

0.20-0.30

0.22-0.35

0.30-0.45

>100-200

0.15-0.20

0」8-0.22

0.22-0.30

>200

0.10-0.15

0.12-0.18

0」5-0.22

表7凹模厚度系数k

单位：

2•固定板

（1）凸模固定板:

凸模固泄板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致，厚度根据标准件要求，选择20mm,选取板的规格为DXH=76X20mma

（2）凸凹模固定板:

凸凹模固左板的外形尺寸与垫板的外形尺寸一致，厚度根据标准件要求，选择25mm,选取板的规格为DXH二76X25mm。

3.垫板

垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，因此在与模座接触而之间加上一块淬硬磨平的垫板。

凸模垫板的外形尺寸与凸模固左板相同，厚度取8nim,选取规格DXH=76X8mmo

4.卸料板

用卸料板卸料，卸料板的平面外形与凸凹模板相同，取其厚度为18mm,即DXH二76X18mm,卸料板材料为45号钢。

5.凸模

（1）冲孔凸模采用B型圆凸模，凸模长度

L=hi+h：

：

+t+h

=20+18+1+11

=50mm

（2）凸模强度校核：

a.承压应力校验

冲裁时凸模承受的压应力不超过o:

凸模材料强度允许的压应力J，对于圆形凸模则，—M4tT/［。

鬼］

=4X1X350/1000

=1.4nun

故d二10mm满足要求

b.弯曲应力校核：

凸模不发生失稳弯曲的最大长度为

L込£Vn:

EJ/4nF

<270d3/JF=270X10：

/759150

=111mm

故L二50mm满足要求。

6.弹性元件

根据要求模具采用采用弹性卸料装置，弹性元件采用弹簧。

其尺寸计算如下:

（1）所选弹簧必须满足预压力的要求：

Fo=Fx/n

很据模具安装位置拟选4个弹簧，每个弹簧的预压力为

Fo=F«/n=2661.75/4=665.4375N

7.凸凹模

凸凹模的壁厚18mm,査表8得，最小壁厚=2.7mm,所以满足最小壁厚要求。

表2.9.6倒装式复合模是凸、凹模最小壁厚§单位：

材料厚度

0.4

0.6

0.8

1・0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.5

最小壁厚

1.4

1.8

2.7

3.2

3.6

4.0

4.4

4.9

5.2

5.8

8•紧固件和疋位零件

螺钉规格的选用：

根拯标准GB699选取材料为45号钢，热处理硬度值为HRC35-40,

卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉，卸料板上设宜4个卸料螺钉，公称直径为10mm,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。

活动挡料销：

在卸料板上固左了2个导料销，用于条料送进的泄位。

9.模架及英它安装零件

根据GB/T2861.5-90,由凹模周界及安装要求，选取凹模周界：

LXB=100X63

上模座：

100X63X25下模座：

100X63X30

10.模柄

由压力机型号JG23-16,可查的模柄孔的直径为40mm,深度为60mm。

6.选择压力机的型号或验算已选的压力机

根据总的冲压力，选择压力机型号为J23-16（开式双柱可倾式压力机），主要技术

参数如下：

公称压力

160KN

滑块行程

55mm

行程次数

120次/min

最大闭合高度

220mm

闭合髙度调节量

45mm

滑块中心到机身距离

160mm

工作台尺寸

前后300mm左右450mm

工作台孔尺寸

前后160mm左右240mm直经210mm

模柄孔尺寸

直径40mm深度60mm

七、绘制模具总装配图

图3装配图

1-下模座；2-导柱；3-弹簧；4卸料板；5-活动挡料销：

6导套；7-凸模固左板：

8-上模

座：

9-推件块：

10-连接推杆：

11-推板：

12-打杆：

13-模柄；14、16冲孔凸模：

15-垫板;17-落料凹模;18-凸、凹模：

19-固定板;20-导料销

工作原理：

工作时，条料靠挡料销左位。

上模下压，凸凹模外形和凹模进行落料，落下的料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔，冲孔废料从凸凹模下面的漏料孔漏下。

当上模上行时，原来在冲裁时被压缩的弹性元件恢复，把卡在凸凹模中条料顶出，卡在凹模内冲件由推件装置推出。

总结

经过这次毕业设计，学会了很多东西。

深深的感受到知识的连串性是那么的重要。

在

这过程中，遇到了许多困难，但是我并没有放弃，反之让我更加坚左的要完成它。

这次设

计对我的学习态度是一次检验。

让我深刻地体会到，要想成为一名合格的设计人员，必须具备良好的素质、严谨的工作作风。

这样才能保证设计的完成。

无论做什么事情，只要只要自己足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。

同时也要感谢老师的大力支持和不断鼓励、

参考文献

1.刘建超张宝忠主编冲斥模具设汁与制适北京高等教育出版社2002年

2.髙晓康陈于萍主编互换性与测址技术修订版北京岛等教育出版社2008年

3・周松兵主编冲圧匸艺及模具结构北京机械匸业出版社2008年

4・曾筱文、徐政坤主編冷冲圧工艺及模具设计（修订版）中南大学出版社2006年

12月第2版

3・史铁梁主编模具设讣抬导机械工业出版社2009年6〃第1版

6・金大鹰主编机械制图机械工业出版社2008年7丿J第2版7・姚云英主编公差配合与测址技术机械工业出版社2009年6丿］第2版

展开阅读全文