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落料冲孔连续模报告
任务描述：
工件名称：
冲孔落料件
工件简图：
如下图
生产批量：
中批量生产
材料：
Q235A
材料厚度：
2nun
零件公差：
m3
展开板金件，设计一副冲孔、落料连续模。
为弯曲模准备毛坯。
图1工件图
1.冲压件工艺性分析
（1）冲裁件结构形状分析
该冲裁件结构简单，从图中不难看出，此工件只有冲孔和落料两个工序。
其外形为规则形，内部有两个小孔和一个方孔，结构较为简单适合冲裁。
（2）尺寸
制件图给出的外形为规则形，其尺寸为50*70,两个内孔直径为8mm和一个10*15mm的方孔，其尺寸如图1所示，制件厚度为2mm。
属于中等尺寸的冲裁件。
（3）尺寸精度
从图1可知，该制件的公差等级为IT13级，用冲裁加工可以达到该精度要求。
其余尺寸为自由公差，精度要求不高，所以均按IT14级确定制件公差。
（4）表面粗糙度
该制件的厚度为2,查表可知表面表面粗糙度Ra为6.3pino冲裁件内、外形可到达的经济精度为0.16mm和0.23mm,两孔中心距公差为±
0.12mm,孔中
心与边缘距离尺寸公差为±
0.6nmio
2.冲压工艺方案的确定
该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案一：
先落料，后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二：
落料和冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案三：
冲孔一一落料级进冲圧。
采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲圧成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。
方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。
所以经过比较和根据任务要求，采用方案三最为合适。
（1）排样方式的确定以及计算
设计级进模，先要设计条料排样图。
工件图可视为一矩形中间冲孔，直排材料利用率最高。
如图一所示的排样方法，可减少废料。
第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。
因为宽度L=70mm,収搭边a=3.Oinm,a2=2.0nun,条料宽度为B=L+2a=76mm,步距为S=52mm,一个步跖•的材料利用率为77.4%。
图2
（2）压力中心的确定及相关计算
图a图3图b
图肌因为制件对称，床力中心一定在对称轴Y上，及x=0,由机械原理可以计算出,尸34.53mm。
图b的压力中心为（39.31,34.57）。
（3）冲压力的计算：
用平刃口模冲裁时，其冲裁力一般按下式计算：
F=Ltab
Q235-A的抗拉强度％为370〜500MPa,取ab=440MPao
所以F=Lt%=338153.6N=338.15KN
推件力：
Ft=nKTF=16.9N
选择冲床总斥力&
=F+Ft=355.05N,查压力机规格表，根据总压力初选压力机为J23-40o
卸载力、推件力和顶件力系数如下：
表一
料厚
K（卸）
K（推）
K（顶）
<
=1
0.06-0.09
01
0.14
01-0.5
0.04-0.7
0065
0.08
0-5~2.5
0.025-0.06
0.05
0.06
2.5-6.5
0.02-0.05
0.045
6.5
0.015-0.04
0.25
0.03
铝，铝合金
0.03-0.08
003-0.07
纯铜，黄铜
0.02-0.06
0.03-0.09
（4）工作零件刃口尺寸计算
在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。
这个模具采用级进模，冲孔的圆孔和方孔是简单规则形状的制件，因冲裁此类的制件的凸卩「I模制造相对简单，精度容易保证，所以釆用分别加工。
对于落料模，由于冲制复杂形状制件的冲压模具，所以采用凸模与凹模配置的加工方法，使设计与制造变得方便。
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E由」
■
4
r
n
o
Tc
卜
工件精度为m3,A=0.54,磨损系数x=0.8
查表得冲裁双而间隙厶就=0.16,Zniin=0.10,校核满足％+gW（Zmax-Zmin）以凸模为基准件，根据凸模磨损后的尺寸变化情况，将零件图中各尺寸为别为:
第一类（A）尺寸：
50_0.39mm'
27_o.33inm'
23-o.33mm、8_oa22mm^15_o.27mm、10_o.22mm
第二类（B）尺寸：
20+033mm
第三类（C）尺寸：
30±
0.33mm、6±
0.18mm
冲孔时，凹模按凸模配加工凸模尺寸计算，凸模刃口尺寸计算如下：
$二（8+0.5X0.22）［竺二8.119o.O55
15p=（15+0.5X0.27^0,27=15.14%,068
10p=（10+0.5X0.22）^o222=10.11%,o5S
落料时，凹模按凸模配加工凸模尺寸配制，
50p二（50+0.5xO.39）°
o131=5O.2O%.o98
"
~4~
0.33）［辐
0.33）：
4=19.84捫68
27p二（27+0.5X0.33）°
0131=27.17%083
23p=（23+0.5X
20p=（20—0.5X
4.模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲床工艺分析可知，采用级进冲床，所以模具类型为级进模。
（2）定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用挡料销初定趾，导正销将定距。
而第一件的冲压位習可由活动挡料销定距。
（3）卸料，出件方式的选择
因为工件料厚2m,相对较薄，卸料力也比较小，故可采用固定卸料。
乂因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
（4）导向方式选择
为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。
5.主要零部件设计
（1）主要零件的结构设计
圆孔冲孔凸模
因为所冲的孔为圆形，而且都不属丁•需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用带凸缘凸模，加匸简单，便于装备与更换。
圆孔冲孔凸模结构如下图所示。
图5圆孔冲孔凸模
♦O
10
J
图6方孔冲孔凸模
■GO*
P7.I7-nciF3
结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。
总长L可按公式计算：
L=h匸=h]+t+h2+h=l4.4+14+14-20.6=50mm
凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位冒时。
要依据计算床力屮心的数据，将压力中心与模柄范围内。
其轮廓尺寸可按公式计算：
凹模厚度H=kb=0.3X70=21mm,取H=25mm
凹模轮廓尺寸为130X150X25mm
对于多工位的级进模凹模可以按下表表1-23选取凹模尺寸，计算后按近似值选取标准凹模。
所以取C为42。
表2
凹模一般都是采用螺钉、销钉定位和固定的。
因此，螺钉孔和销钉孔之间的距离，螺钉孔和销钉孔距凹模边缘及刃口的距离不能太近，否则会影响模具的使用寿命。
孔距的最小值见表3。
表3
取A=14mm,B=16umio
an
T
图S
固定板外形尺寸的确定：
固定板外形尺寸与凹模外形尺寸一致，厚度等于251111110
（2）定位零件的设计
落料凸模下部设置两个导正销，借用匸件直径8mm的的两个孔作为导正孔。
导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。
（3）固定挡料销和导料板的设计
由材料的厚度t=2nun,查资料可取挡料销的高度li=3inm,导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐半，导料板与条料之间间隙取1mm,这样就可确定了导料板的宽度77mm,导料板厚度取8mm,采用45钢制作,热处理硬度为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。
导料板上有活动挡料销凹槽。
（4）卸料板部件设计
a.卸料板的设计
卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为lOmmo采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRCo卸料板孔与凸模的单边间隙Z/2=（0.1-0.5）t，且硬材料的单边间隙取大值，故取Z/2=lnun0
b.卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm,螺纹部分为M6。
（5）模架及其他零部件设计
该模具采用中间导柱模架，根据凹模周界和闭合高度，选取上下模座的规格尺寸,上模座200*160*40,下模座200*160*45,导柱分别为①28水170,导套分别为28*100*38mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取18mm,下模座厚度取45mm,那么该模具的闭合高度：
H广H诲+H,卜+L+H+H卜祕-h2=404-10+50+25+45-2=168mm
式中：
h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm
L—凸模长度，L=50mm
H—凹模厚度，H=25inm
可见该模具闭合髙度小于所选斥力机J23-40的最大装模髙度（250mm）,可以使用。
6.模具总装图
通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。
模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。
卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。
冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。
条料送进时采用活动挡料销21作为粗定葩，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上08mm的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。
7•冲压设备的选定
通过校核，选择开式双柱床力机J23-40能满足要求。
起主要参数如下：
公称压力：
400kN
滑块行程：
80111111
最大闭合高度：
330mm
最大装模高度：
250mm
连杆调节长度:
60mm
工作台尺寸（前后x左右）：
460x700nun
垫板尺寸（厚度x直径）:
65x200nun
模柄孔尺寸：
①50x91mm
最大倾斜角度：
30度
8、模具的装配
根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。
具体的情况见表四所示。
表4
序号
工序
工艺说明
1
凹凸模预装
1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。
2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检査其间隙是否加工均匀。
不适合的应重新修磨或更换。
2
凸模装配
以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并牢固。
3
装配上模
1）在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板
2）在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝
3）将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉
装配下模
1）在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转
2）预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻较螺孔、销孔
3）用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧
4）将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸凹模下端约1〜2mm
5）复査凸凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉
6）切纸检査，合适后打入销钉
5
试冲与调整
装机试冲，并根据试冲结果作相应调整
图9模具总装图
1弹费2螺钉3.下模座4导柱5•凹模6始用挡料借7•定位销8螺钉9导正借10导套11凸模固定板
12.凸模垫板13上模座14螺钉15模柄16螺钉17螺钉18凸模19螺钉20固定卸料板21托料板
学习小结
通过这样学期对冲斥工艺学的学习，本来是进行基本知识考试的，但是由于不能按时参加考试，所有只能回学校后在做此报告來作为考察，也谢谢伦师给了我这次机会，让我初步了解模具设计的基本步骤。
这儿周的学习，从模具的基本冲裁，弯曲，拉深，到胀形与翻边，板料的冲圧成形性能与成形极限，最后学到了冲模的机构与设计。
在课堂上，老师也提出各种问题，让同学们踊跃的回答，这样既带动了课堂气氛，也让我们马上学马上用到。
在本书中，主要学习了冲裁模具，这是一种实用简单的模具，但是在以后的工作中会很快的入手。
所有，在课堂上我也认真的听讲，积极的回答问题。
从刚开始的什么都不懂，到慢慢的对模具有一点认识，后来在老师的讲解下，基本上掌握了简单冲裁，拉深，弯曲，翻边胀形的工作过程和原理。
通过本次的冲压模具设计，让我对这门课有了重新的认识。
让我学到了不同与课堂的新东西，增加了直接的动手能力。
我相信，在以后的工作中能够努力的学习，在这次选修这门课的慕础上，基于我现在所懂的，一定会对模具设计，及其它的机构和以后的运用有进一步的提升。
虽然我计的模具不一定好，但是，我觉得通过不断努力，我可以设计一套实用的好模具！
这次的报告也让我巩固了之前学习的基本知识，办公室软件的应用，收获颇丰！
1.《公差配合与技术测最》，陈于萍，机械工业出版社
2.《机械制图》，刘少年主编，机械工业岀版社
3.《机械制造基础》，胡大超，高等教仔出版社
4.《金属材料与热处理》，赵先仲，机械工业出版社
5.《机械加工工艺基础》，司乃钧，机械工业出版社
6.《机械制造技术》，李华，高等教育出版社
7.《冲压与成型设备》，孙风勤主编，高等教存出版社
《模具制造工艺学》，郭铁良，机械工业出版社
9.《冲压模具设计与制造》，刘建超、张宝忠主编，高等教育出版社
10.《数控机床加工工艺与设备》，赵长明，机械工业出版社
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