落料冲孔复合模设计Word文档下载推荐.docx
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1.概论
模具是工业生产的基础工艺装备。
振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关汪。
在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60-80%的零部件,都要依靠模具成形。
用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。
模具又是"
效益放大器"
，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定看产品的质量、效益和新产品的开发能力。
设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具
使用寿命，还可以提高产品的经济效益。
本次设计的是一套落料冲孔模,经过查阅资料，对零件进行结构和工艺分析，通过冲裁力、顶件力卸料力等力计算并确定压力机的型号。
对模具各部分进行强度校核，确认其是否满足使用要求。
总而言之，要通过合理的设计，能够制造出既节省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料
2、工艺方案分析及确定
2・1零件冲压工艺分析
（1）.产品结构形状分析
图2・1
删：
08F料厚:
1
生产批量:
大批量生产
由图分析，零件为一落料圆形中间冲制一个星形而成。
在设计时,
需满足以下要求:
1、必须保证操作安全、方便。
J保证生产商口高质量件的同时，力求低成本和模具的寿命长。
3、保证模具的强度和外形的美观。
（2）.工艺方案的确定。
完成此工件需要冲孔落料两道工序，加工方案有三种:
序
工艺力案
机构特点
单工序模生产：
先完成落料在冲孔或先冲孔后落料
模具结构简单「日需要两道工序、两套模具才能完成模具的加工，难以满足模具大批量生产的要求。
且两道工序中产的定位误差,将导致中心孔的精度难以保证。
2
复合模生产：
落料冲孔复合
同一副模具完成两道不同的工序,大大减小了模具的规模，降低了模具成本,提高了生产效率，并能满足零件精度要求，操作简单方便适合大批雜产。
3
级进模生产：
冲孔落料连续
同一副模具不同的工位完成两道不同的工序,成产效率高模具规模相对复合模要大,成本也高，且要求两道工序间的定位精度咼。
结合以上分析，该工件采用第二种方案比较合理。
3.模具结构的确定
（1）.模具形式确定
复合模又可分为正装式复合模和倒装式复合模，正装式复合模冲
出的冲件平直度较高，但冲孔废料落在下模工作面上不易清楚，有
可能影响操作和安全，从而影响生产率。
倒装饰复合模冲孔废料直
接由冲孔凸模从凹模内孔推下,无顶件装置，结构简单。
操作方
便。
通过以上分析”该工件采用倒装式复合模。
（2）.定砂置
采用伸缩式挡料销纵向定位。
（3）.卸料装置
条料卸除：
采用弹性卸料版，由于是倒装复合模，弹性卸料
版安装在下模。
工件卸除：
采用打隼斗装置将工件从落料凹模中推下，落在模
具工作表面上。
冲孔废料卸除：
下模座直接由漏料孔排出
（4）、导向零件
采用滑动式导柱导套极限导向。
采用中间导柱模模架，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上,
受力平衡，滑动平稳，拔模方便。
4、工艺计算
（1）.fl游设计
零件外形为圆形，可以采用单排，交叉双排或多排；
考虑到工件
为大批量生产,若采用双排或多排会增大模具尺寸结构,从而增加模具的生产成本,故采用单排结构;
如图所示:
确定搭边值：
根据参考文献当t=101a=2,b=1.5.
计算调料宽度：
采用无侧压装置,所以Z=0.U=0.5
Bf」=（Dmax+2a+Z）f」=（30+2X2+0.1）=34：
1：
5血
导料销之间的距离A=B+Z=34.2mm
材料利用率计算：
f,总二整X100%
BL
式中：
n张板料上的冲裁件总数目；
•—个冲裁件的实际面积；
板料的宽度;
板料的总长度；
若取工件工件数为14#贝！
I：
L=14X30+15x1.5=442.5mm
取L=443mm,所以条料规格为443mmx34.1mmx1mm
利用CAD计算得一个冲裁件的面积A,=545.2083mm-
详需薯xl00%=50.585%
（2）・计算冲裁力
冲裁力计算公式为F=F孔+F落式中：
F——冲裁力（N）
F孔冲孔冲裁力（N）
F落——落料冲裁力（N）
①冲孔冲裁力的计算:
F孔二KL孔"
b
L孔冲裁周边长度（mm）,L孔=87.1851mm
材料厚度（mm）,t=lmm
材料抗剪强度（MPa）Tb”210~400Mpa,取壮=350
Mpa
K——系数（取K=13）O
所以F?
b=13x87.1853xlx350=39.67KN
2落料冲裁力的计算:
F落=KL落trb式中L^=94-2478nun
所以F落=L3x942478x；
Lx350=42・89KN
故冲裁力F二F孔+F落=39.67KN+42.89KN=82.56KN
（3）.卸料力Fx-推件力卩T计算:
查表可得相应的Kx.Kt、Kp分别为0.05、0.055o由于为倒装
式复合模，故每冲孔一次，工件都会被推件板推出，故n=l・
Fx=KxF落=0.05x42.89KN=2.14KN
Ft二ndF沪lx0・055x42・89KN=236KN
（4）■总冲S力的计算
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,当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时:
F总=F+Fx+Ft=（82・56+2・14+2・36）KN=87.06KN
所以选择压力机吨位为J23-25
（5）.计算模具压力中心
由于该工件为对称工件,所以模具的压力中心为其几何中心。
（6）■计算模具刃口尺寸
①、冲孔凸凹模尺寸计算
由基本尺寸可查的最大初始双面间隙Zman=0.140mm,最小初始
双面间隙ZhJO.100mmo查表得x=0・75,取
5p=0.4（ZmarrZ血）=0.4x0.040nim=O.016mm
5d=0・6（Zman-Zmm）=0.6x0.040mm=0.024mm
可满足S+6=°
・040WZman"
Z站的条件。
由计算公式得：
dp=（cLn+xA）二二24・036爲6™
d尸（dp+Z品）許二24.136:
如mm
②、落料凸凹模尺寸计算
由基本尺寸可查的最大初始双面间隙Zman=0.140mm,最小初
始双而间隙Z*二0・100mm。
查表x=l,同样取＜5p=0.016mm,5尸0.024mm可满足使用要求。
Dd=（Dmax-xa）計=29.90；
°
曲mm
Dp=（Da-Zn.n）\=29.80汕6血
5.主要工作零件的设计
（1）.落料凹模设计计算
凹模高度H=ks
s——垂直送料方向的凹模刃壁间的最大距离（nrni）
系数,考虑板厚的影响,查表得k=0.4o
所以H=ks=0.4x30niin=12mm
因该工件为圆形，故可选用圆形凹模,取凹模刃壁至凹模边缘的距
离S：
=30mm,故凹模总尺寸D=90mm,凹模形状尺寸如图:
（2）.冲孔凸模长度L及校核
①、冲孔凸模长度：
L=Hi+H+H垫；
Hi=（0.6-0.8）H;
H1——凸模固走板厚度，Hi=0.7xl2=8.4mm
取H1=9mm
H——落料凹模厚度；
H垫垫板的厚度,取H垫=15mm。
所以L=Hi+H+H垫=（84+12+10）mm二36mm，如图
②、承压能力的校核：
凸模承压能力按下式校核：
=£
W[<
7
A
0——凸模最小截面的压应力（MPa）
凸模纵向所承受的压力，即F孔=39.67KN;
A——凸模最小截面积；
由CAD面积查询得A=161.6501mm'
[a]一一凸模材料需用抗压强度。
查表可得：
[<
7]M295
MPa。
所以a=^=245.406MPa<
[aL满足使用要求。
3、失稳弯曲应力的校核:
对于截而为星形的凸模有：
Ux<
1200^,
凸模最小截面惯性矩。
凸模纵向所承受的压力,即F孔=39・67KN;
利用CAD计算星形的惯性矩J=2822.2454mm\
所以1200第=1200x^^=320.072235.4呱满足使用要求。
（3）.凸凹模长度确定,壁厚校核；
凸凹模长度L1=H卸+H弹+H固・0・5;
取凸凹模的固定板H固=0・8xl2=9Gmm故取凸凹模固定板厚度为10mm。
由橡胶的计算可得H弹=46m叫取卸料版厚度H卸=10mm。
所以L1=H卸+H弹+H固-0.5=10+46+10-0.5=65.5mm。
g%8
m
IO
g
凸凹模壁厚校核：
查参考文献知倒装式凸凹模壁厚最小值hmin=2.7
本设计中n=（29.8-24.136）nun=5.664mm足使用要求。
（4）.橡胶的选用与计算:
橡胶允许的负荷较大，安装调整灵活方便，是冲裁模中常用的弹性元件。
橡胶垫产生的力F=AP
F——橡胶所产生的压力，设计时取大于或等于卸料力。
此处取F=2.14KN;
P——橡胶所产生的单位面积压力（N/mm2），与压缩量有
关,其值可按查资隼斗确定。
取A=y902于07Vx92=5400.23
所以P=£
=0.396MP%
取压缩量为25%,预压缩量20%,工作行程怯23所以H弹二一——=46mm。
0.25-0.20
校核橡胶高度与直径的比值篇=0.51满足使用要求。
（5）.卸料版的选取
冈IJ
B1°
!
旨BMt関冉捷跚
（6）.垫板的选取
为避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷,致使凸模松动，在模座与凸模间加垫板,垫板厚度一般为6~10mm,
该设计取垫板厚度为7mmo
（7）.S力机校核
模具的闭合高度H闭=156mm
压力机的最大闭合高度Hmax=220mm,Hmin=120mm.
所以Hmax・5>
H闭>
Hmin+10・故压力机可用。
零件的装配图如下:
8
・，
©
5-6:
装配图
1-打杆2-凸模固定板3-落料凹模4-弹压卸料版5-弹压橡胶
6-凸凹模固定板7-导料销8-挡料销9-凸凹模10-推板11-冲孔凸模
12-推杆13-推板
参考文献:
【1】、林承全主编.冲压模具课程设计指导与范例北京：
化学工业出版设
[2]、王卫卫主编材料成型设备机械工业出版社
[3]、张荣清主编.模具制造工艺北京:
高等教育出版社
[4]、罗圣虱吴宗泽主编.机械设计课程设计手册高等教育出版
【5】、马正元、韩启主编冲压工艺与模具设计北京机械工艺出版
设计总结
本次毕业设计历时一周,在设计中我遇到了许多困难，但是在—些同学的指导、帮助与督促下，我都一一解决，在此表示衷心的感谢！
通过此次课程设计，我加深了对模具的理解，对模具的基本结构和工作原理有了更深层次的了解,也能更熟练的运用CAD等
机械制图软件。
设计中，参考了很多的教材和资料，培养了自己查阅相关资料的能力。
当然，本次设计还发现了许多的问题，主要体现在：
第一，对课本上的知识掌握的不够；
第二，对材料这一块没有足够的了解，导致在设计中材料的硬度、屈服极限等数据的模糊运用。
现在正处于十二五计划的关键时期，而模具制造业是中国发展潜力
很大的行业，因此，想要在此行业中有所建树,就必须努力学习，
不断的思考，借鉴国外高端的模具加工技术,不断创新，争取为我国的模具行业开辟一个新的天地。
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