倒装复合模Word格式.docx
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工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。
目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率和质量。
一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。
据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有６０％左右的零件是用模具加工出来的；
而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有９０％左右的零件是用模具加工出来的；
至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。
显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。
鉴于这种情况，本次课程设计将设计一副倒装复合冲压模，由于实践经验的欠缺和知识的极限性，该模具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验。
一、零件设计
零件简图：
如图1.1所示
成产批量：
10万件
材料：
10钢
材料厚度：
2mm
图1.1零件简图
二、冲压件的工艺分析
2.1、结构分析
该零件形状简单、对称，冲裁凸出的部分B=4mm≥1.5t=3mm（t为材料厚度）。
2.2、材料分析
材料为10号钢，其主要性能为：
σs=205Mpa，σb=386Mpa，延伸率δ=31%，断面收缩率为55%，塑性良好，适合于进行冲压
2.3、精度分析
由【1】表2.3查出，用一般精度的模具时，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11，由【10】表9.1差查得，冲裁件孔尺寸偏差为0.13mm，外形尺寸公差为0.16mm，将以上精度与工件简图所标注的尺寸公差相比较，可认为该工件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。
其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。
三、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三种.零件属于大批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,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定位问题；
采用倒装复合模可以一次冲压成形，结构较为简单，卸件可靠，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。
四、模具结构形式的选择
4.1模具的类型的选择
根据零件的冲裁工艺方案,采用倒装式复合模。
4.2送料与定位方式
零件属于大批量生产，采用自动送料方式。
采用固定导料销和固定挡料销
导料销如图4.1所示
图4.1导料销
4.3卸料和出件装置
根据要求采用弹性卸料装置；
冲压件采用刚性推件装置推出，直接利用压力机的打杆装置进行推件，工作可靠，冲孔废料直接从凸凹模向下推出的出件方式。
推件块如图4.2所示
图4.2推件块
4.4.模架类型及精度
由于该冲裁零件的尺寸较小，冲裁间隙较小，采用导向平稳的中间导柱模架,
考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。
5.1、排样设计及计算：
该零件尺寸较小，结构对称，采用直排的排样方案，如图5.1所示
图5.1排样图
由【1】附表2查得
排样搭边a=1.2mm
侧搭边a1=1.5mm
由CAD算得冲压件毛坯面积A=600mm2
条料宽度B=（42+2x1.5）mm=45mm
步距：
h=（34+1.2）mm=35.2mm
一个步距内的材料利用率η为：
η=
x100%=
x100%=38%
5．2．冲压力计算和初选压力机
该模具采用弹性卸料和下出料方式
5.2.1、落料力
F1=L1tδb=120mmx2mmx420MPa=100.8x103N
5.2.2、冲孔力
F2=L2tδb=66mmx2mmx420MPa=55.4x103N
5.2.3、落料时的卸料力
由【2】表5.10得K卸=0.045
F卸=K卸xF1=0.045x100.8x103=4.54x103N
5.2.4、冲孔时的推件力
由【2】表5.10得K推=0.055
取同时梗塞在凹模内的废料数为3
F推=nK推F2=3x0.55x55.4x103=9.14x103N
5.2.5、冲床的总压力为
F总=F1+F2+F推+F卸=（100.8+55.4+4.54+9.14）x103N=170KN
5.2.6、选用压力机
根据总冲压力为170KN，采用开式双柱可倾压力机，考虑到压力机的使用安全，总冲压力一般不应超过压力机额定吨位的80%，
由【1】表7.10初选JH23-25开式双柱可倾压力机
公称压力：
250KN
滑块行程：
65mm
最大闭合高度:
270mm
滑块中心线到床身距离：
200mm
工作台尺寸：
370mmx560mm
垫板厚度：
50mm
模柄孔尺寸：
Φ40mmx60mm
5.3．压力中心的计算
由于零件结构对称，所以压力中心在孔的中心，即模柄轴线通过压力中心。
5.4计算凸、凹模刃口尺寸
5.4.1、对于冲孔Φ21mm
由【8】表2.13查得间隙值Zmin=0.246mmZmax=0.360mm
由【8】表2.18查得凸、凹模制造公差δp=0.020mmδd=0.025mm
Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm
δp+δd=0.020+0.025=0.045mm
满足Zmax-Zmin≥δp+δd的要求，
冲孔采用凸、凹模分开加工法。
由【8】表2.20查得系数x=0.75
dp=（d+xΔ）
=（21+0.75x0.2）
=21.15
mm
dd=（dp+Zmin）
=（21.15+0.246）
=21.396
5.4.2、对于外轮廓的落料
由【8】表2.13查得间隙值Zmin=0.246mmZmax=0.360mm
由【8】表2.18查得凸、凹模制造公差δp=0.020mmδd=0.030mm
Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm
δp+δd=0.020+0.030=0.050mm
满足Zmax-Zmin≥δp+δd的要求，落料采用凸、凹模分开加工法。
由【8】表2.20查得对于圆形件系数x=0.75非圆形件系数x=1
Dd34=（D-xΔ）
=（34-0.5x0.2）
=33.9
Dp34=（Dd34-Zmin）
=（33.9-0.246）
=33.654
mm
Dd42=（D-xΔ）
=（42-1x0.2）
=41.8
Dp42=（Dd42-Zmin）
=（41.8-0.246）
=41.554
mm
Dd5=（D-xΔ）
=（5-1x0.1）
=4.9
Dp5=（Dd5-Zmin）
=（4.9-0.246）
=4.654
六、主要零部件设计
6.1、落料凹模
由【8】表2.22查得凹模厚度系数k=0.4
凹模高度H=0.4x42=16.8mm
凹模壁厚C=（1.5~2）H=25.2mm~33.6mm取C=30mm
凹模总长L=42+2x30=102mm
凹模宽度B=34+2x30=94mm
按冲压模标准模架，由【1】表7.31取凹模周界尺寸
LxBxH=125mmx100mmx30mm
凹模零件简图如图7.1
图6.1凹模简图
6.2、卸料装置的设计
根据要求采用弹性卸料板
6.2.1、卸料板设计
由【1】表2.29查得卸料板厚度为14mm
取外形尺寸为125mmx100mmx14mm
6.2.2、弹性元件设计
弹性元件采用橡胶，相关计算如下：
橡胶工作行程=卸料板工作行程+模具修磨量（4mm~6mm）之和
即H工作=h工作+h修磨
橡胶的自由高度
=（28~32）mm
取H0=30mm
矩形橡胶在预压量为15%时的单位压力为0.5MPa
橡胶截面积：
橡胶装配高度：
H装配=85%H自由0.85x30=25.5mm
根据零件形状特点，橡胶外形采用矩形，中间开矩形孔以避让凸凹模，
取避让孔为40mmx45mm，
橡胶外形暂定一边长为120mm，
另一边长为
=91mm
取橡胶外形尺寸为120mmx95mm
为满足橡胶垫高径比为0.5~1.5，将橡胶垫平分为四块，其最大尺寸
为60mm，所以
选用的橡胶垫规格合理
6.3、凸模固定板的设计
厚度h=（60%~80%）H凹=（60%~80%）x20=12mm~16mm
取h=14mm外形尺寸为125mmx100mmx14mm
凸模与凸模固定板的配合为H7/n6
6.4、垫板设计
厚度h一般为5~12mm，取12mm
外形尺寸为125mmx100mmx12mm
6.5、冲孔凸模设计
凸模长度L=凸模固定板厚度+凸模固定板与落料凹模距离+凹模厚度
L=14+16+30=60mm
凸模结构简图如图6.2
图6.2凸模简图
6.6、凸凹模设计
凸凹模采用螺钉,销针与下模座固定的固定方式.考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据计算冲裁力时取梗塞在凹模内的废料数为3，h=6mm,漏料部分刃口轮廓扩大1mm。
凸凹模零件图见图9.2。
七、模架以及其他零部件的选用
7.1、模架选择
前面已选用中间导柱模架
由【1】表7.31取
上模座LxBxH=125mmx100mmx50mm
下模座LxBxH=125mmx100mmx60mm
导柱dxL=25mmx180mm
导套dxLxH=25mmx90mmx38mm
7.2、模柄选用
采用凸缘模柄，根据压力机模柄孔尺寸：
Φ40mmx60mm由【1】表7.39，
选用模柄C40×
55GB2862.3-81Q235
模柄夹持长度比模柄孔深度小5~10mm
7.3、挡料销
由【1】表7.44采用
挡料销A6×
4×
3GB2866.11-81
7.4、导料销
导料销A6×
5GB2866.11-81
7.5、螺钉选用
卸料螺钉：
由【1】表7.58采用卸料螺钉6×
35GB2867.6
凹模锁紧螺钉：
由【1】表7.59采用螺钉M8×
80GB70-85
凸凹模锁紧螺钉：
由【1】表7.59采用螺钉M6×
35GB70-85
模柄锁紧螺钉：
由【1】表7.59采用螺钉M10×
25GB70-85
7.6、销钉选用
根据【1】表7.61
凹模定位销采用销6×
100GB199-85
凸凹模定位销用销4×
55GB199-85
八、校核模具闭合高度及压力机有关参数
8.1、校核模具闭合高度
H闭=50+12+14+16+30-3+14+25.5+60=218.5mm
J23－16开式压力机的闭合高度为270mm，封闭高度调节量为55mm，
模具安装可用垫块调整配制。
8.2、冲裁所需总压力校核
由前面计算可知
KN，冲压机的公称压力250，P总<
P公，满足生产要求。
8.3、模具最大安装尺寸校核。
模具最大安装尺寸为125ｍｍ×
100ｍｍ，冲床工作台面冲床为
370ｍｍ×
560ｍｍ，能够满足模具的安装。
九、设计并绘制模具总装图
图9.1总装图
模具总装图的主视图和左视图如图9.2和图9.3所示
图9.2主视图
图9.3左视图
图9.4凸凹模零件图
附表一、冲压工艺过程卡
（厂名）
冷冲压工艺卡片
产品型号
零（部）件名称
止动垫片毛坯
共页
产品名称
零（部）件型号
第页
材料牌号及规格
材料技术要求
毛坯尺寸
可制毛坯件数
毛坯重量
辅助材料
不能有锈斑、
保持平整
条料2mm×
45mm×
1060mm
30件
工序号
工序名称
工序内容
加工简图
设备
工艺装备
工时
下料
剪床上裁板
45×
1060
1
冲孔、落料
内形冲孔和外形轮廓落料
J23-25
倒装
复合模
2
去毛刺
去除零件断面毛刺
3
检验
按产品零件图检验
编制（日期）
审核
（日期）
会签
标记
处数
更改文件号
签字
日期
本次课程设计的题目为止动垫片及其模具设计，主要通过ProE和CAD进行设计，从中我熟悉了模具设计与分析过程，同时也更好的运用软件进行模具设计，掌握了查阅相关手册资料的技巧，对模具设计有了更深层次的认识。
本次课程设计顺利完成，感谢陈老师和郑老师的悉心指导，同时也感谢同学们的帮助，由于本人能力有限，设计中难免存在许多不足，对于不足之处，恳请老师给以批评指正。
参考文献
【1】王秀凤，万良辉.冷冲压模具设计与制造.北京：
航空航天大学出版社，2005.
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机械工业出版社，2006.
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电子工业出版社，2006.
【4】周大隽等.冲模结构设计要领与范例.北京：
机械工业出版社，2005.
【5】杨占尧.冲压模具图册.北京：
高等教育出版社，2004.
【6】王树勋.典型模具结构图册.广州：
华南理工大学出版社，2005.
【7】王新华.冲模设计与制造使用计算手册.北京：
机械工业出版社，2003.
【8】甄瑞麟等.模具制造工艺课程设计指导与范例.北京：
化学工业出版社，2008.
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机械工业出版社，2008.
【10】吴宗泽等.机械设计课程设计手册.北京：
高等教育出版社，2006.
【11】韩英淳.简明冲压工艺与模具设计手册.上海：
上海科学技术出版社，2006.
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