垫片的冲孔落料复合模具课程设计Word格式.docx
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摘要.........................................................2
一冲压件.................................................3
二零件的工艺性分析........................................4
2.1零件的工艺性分析....................................4
2.2冲裁件的精度与粗糙...............................5
2.3确定工艺方案...........................................5
三冲压模具总体结构设计..................................6
3.1模具类型........................................6
3.2操作与定位方式..................................7
3.3卸料与出件方式...................................7
3.4模架类型及精度....................................7
四冲压模具工艺与设计计算......................8
4.1排样设计与计算.................................8
4.2设计冲压力与压力中心,初选压力机...............9
4.3计算凸凹模刃口尺寸及公差.......................9
五模具的总张图与零件图.........................10
5.1冲压模具的零件图..............................10
（1）凹模的设计.....................................11
（2）凸模的设计..............................................11
（3）凸凹模的设计..................................12
5.2选择坚固件及定位零件.........................12
（1）螺钉规格的选用..............................13
（2）活动挡料销..................................13
5.3设计和选用卸料与出件零件.........................14
（1）卸料板......................................15
5.4选择模架及其它模具零件...........................15
（1）模架.........................................16
（2）模柄.........................................16
（3）垫板.........................................17
（4）凸模固定板....................................17
（5）凸凹模固定板.................................17
5.5压力机的校核.......................................18
5.6复合模具的装配图.................................18
六总结............................................19
七参考文献..........................................20
一．冲压件
冲压件图如下图所示:
冲压技术要求:
1.材料:
10钢
2.材料厚度:
0.8mm
3.生产批量:
大批量
二.零件的工艺性分析.
2.1零件的工艺性分析该零件材料为10钢结构简单,抗剪强度为300mpa形状对称,只有落料，冲孔两个工序具有良好的冲压性能，适合冲裁。
工件结构相对简单，有一个φ400mm的孔两个φ200mm的孔；
孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足要求，最小壁厚为100mm
2.2冲裁件的精度与粗糙度
圆形尺寸精度等级IT11，非圆形尺寸精度等级IT13，普通冲裁完全能满足要求。
根据表8-14得出零件图如下：
2.3确定工艺方案.
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：
方案一、单序模：
零件属于中批量生产,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;
方案二、：
复合模：
若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,凸凹模最小壁厚为3.2mm。
方案三、级进模：
大批量生产、冲裁精度较高，冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用，计算该件的最小壁厚为6mm。
综上所述可选方案二复合模。
三.冲压模具总体结构设计
3.1模具类型
根据零件的冲裁工艺方案,采用倒装复合冲裁模.
3.2导向与定位方式
导向形式：
滑动导柱导套导向
定位方式：
板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用挡料销定距。
3．3卸料与出件方式
冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。
利用推件块将制件顶出。
3．4模架类型及精度
该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。
四．冲压模具工艺与设计计算
4．1排样设计与计算
1.根据零件形状和增大利用率而采用斜排。
2.搭边值设定：
两工件间按圆形搭边值取b=1mm，侧面间按圆形搭边值取a=1.2mm。
查表2.5.2得a1=1.5a=1.5
3.条料宽度与导料板间距离计算
采用无侧压装置条料宽度与导料板间距离
条料的宽度B
=（Dmax+2a+Z）
查表2.5.3得条料宽度偏差△=0.9mm
导料板与条料之间的最小间隙C查表2.5.5得Z=0.5
B=（1080+2x1.5+0.5）
=1083.5
mm,根据实际取料宽为1084mm
导料板间的距离:
A=B+C=1084+0.5=10.5mm
步距S=2X+a1如图4-1,x=668,
S=668X2+1.5=1337.5,
图4-1（斜排）
4、条料的利用率η=（A/BS）X100%
由零件图用CAD计算得一个零件的面积为1600.77mm
一个进距内的坯料面积:
BXS=42X73.06=3068.52mm
因此材料利用率为:
η=（A/BS）X100%
=（1600.77/3068.52）X100%
≈53%
5，工件零件刃口尺寸的计算
（1）凸凹模刃口计算原则
在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。
落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的。
故计算刃口尺寸是，应按落料和冲孔两种情况分别进行，其原则如下：
1）落料
落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；
考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；
2）冲孔
冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；
3）孔心距
当工件上需要冲制多个孔时，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保证。
由于凸凹模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，故凹模孔心距的基本尺寸取在工件孔心距公差的中心点上，按双向对称偏差标注。
4）冲模刃口的制造公差
凸凹模刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准，保证合理的凸凹模的间隙值，保证模具有一定的使用寿命。
4.2设计冲压力与压力中心,初选压力机.
（1）.落料力根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件外周边之和L=3418.6mm,冲孔内周边之和L=2513.5mm,又因为τ=300Mpa,t=0.8mm,取K=1.3,则根据式,F1=KLtτ=1.3X3418.6X0.8X300=1066.6KN
冲孔力:
F2=KLtτ=1.3X2513.5X0.8X300=784.2KN
所以冲裁力F=F1+F2=1066603.2+784212=1850.8KN
推件力:
由表2.9.4,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm,,故n=h/t=9/0.8=11.25,查表2.6.1,取KT=0.055则
FT=nKTF冲=2X0.055X1850.8=203.6KN
卸料力FX由表2.6.1,取KX=0.04,则
FX=KXXF落=0.04X1850.8=74.1KN
所以FZ=F+FX+FT=1850.8+203.6+74.1=2128.5KN
公称压力F=1.3FZ=1.3X2128.5=2767.1KN
根据公称压力选取压力机
因此可选压力机为开式双柱固定台式压力机JA-400A
滑块行程为200mm,最大封闭高度为550mm
滑块中心至床身的距离为480mm。
根据前面冲压力计算，总的冲压力为545.96KN，选择型号为JD21-100开式双柱固定台压力机，其技术规格见表4-1
表4-1JA-400A开式双柱固定台压力机技术规格
规格
数值
公称压力/KN
4000
工作台尺寸/mm
前后
600
滑块行程/mm
可调（10~20）
左右
1000
滑块行程次数/（次/min）
75
工作台孔尺寸/mm
300
最大封闭高度/mm
550
420
封闭高度调节量/mm
85
垫板尺寸/mm
厚度
100
滑块中心至床身距离/mm
325
直径
200
立柱距离/mm
480
模柄孔尺寸/mm
60
滑块底面尺寸/mm
380
深度
80
500
2、模具结构选择
（1）模具类型的选择
冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。
经分析，此工件有两个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；
另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。
（2）定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，所以控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。
而第一件
（2）压力中心
因为该制件是简单对称件,所以压力中心为该制件的几何中心.
4.3.计算凸凹模刃口尺寸及公差
1.冲孔尺寸2-￠
根据表2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.072mm,Zmax=0.104mm.
查表2.4.1￡T=0.020￡A=0.020
磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,
校核:
︱￡T︱+︱￡A︳=0.040大于Zmax-Zmin=0.032
dT=（dmin+x△）
=（200+0.5X0.36）
=200.75
dA=（dT+Zmin）
=（200+0.46）
=200.43
2.冲孔尺寸￠400
根据表2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表2.4.1￡T=0.020￡A=0.025
︱￡T︱+︱￡A︳=0.045≤Zmax-Zmin=0.18
=（400+0.5X0.52）
=400.26
=（400.26+0.46）
=400.72
3.落料尺寸￠680
DA=（Dmax-x△）
=（680-0.5X0.52）
=680
DT=（DA-Zmax）
=（680-0.64）
=680
4.落料尺寸￠280
根据表2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表2.4.1￡T=0.020￡A=0.030
︱￡T︱+︱￡A︳=0.05≤Zmax-Zmin=0.18
=（280-0.5X0.62）
=280
=（280-0.64）
=280
5.孔心距800±
0.74
L=L平±
1／8△=800±
1／8X1.48=800±
五.模具的总张图与零件图
5.1冲压模具的零件图
（1）.凹模设计
各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合,其轮廓尺寸按公式2.9.32.9.4计算用CAD计算出凹模刃口的最大尺寸b=78mm查表2.9.5得k=0.3
凹模厚度H=kb=0.3X78=90mm凹模厚度取90mm
凹模壁厚C=（1.5-2）H=40mm所以凹模壁厚度为40mm
凹模长度L=l+2C=78+2X40=158mm
凹模宽度B=l+2C=35+2X40=115mm
由以上算得凹模轮廓尺寸LXBXH=158X115X24,查有关国家标准,并无厚度合适,因此我选LXB为标准尺寸,得LXB=160X125
凹模材料的选用:
材料选用Cr12MoV。
（2）.凸模设计
凸模材料：
参照冲压模具设计与制造选用T10A
因为所冲的孔均为圆形，而且都都不属于特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，冲孔凸模结构如图：
凸模长度L=H固+H凹=1.8H凹=1.8X24=43.2
H1=0.8H凹=0.8X24=147
（3）凸凹模设计
由表2.9.6得凸凹模最小壁厚￡=6.7
5.2.选择坚固件及定位零件
螺钉规格的选用:
根据标准GB699选取材料为45钢.热处理硬度值HRC35~40卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm卸料钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凸凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整.
5.3.设计和选用卸料与出件零件
卸料以卸料板卸料,出件是以凸凹模往上冲出即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取10，LXBXH=158X115X10材料为45号钢由以上根据凸凹模可设计出卸料板如图5-13.
5.4.选择模架及其它模具零件
选择模架:
根据GB/T2861.5-90,由凹模周界158X115,及安装要求,选取
凹模周界:
LXB=160X125,闭合高度:
H=170~205,上模座:
160X125X40
下模座:
160X125X50导柱25X160,
导套:
25X95X38,
模柄:
由压力机的型号JA-400.可查得模柄孔的直径为60,深度为80,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小5~10mm,由于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模柄较合理
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,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取3~10mm,这里设计时,由于压力较大,根模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度为20mm,根据核准选取板的规格为
LXBXH=160X115X20;
据GB2865.2-81选取规格为LXBXH=160X115X10
凸凹模固定板:
凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致,厚度为20mm,规格为LXBXH=160X115X20;
5.5压力机的校核
（1）.公称压力根据公称压力的选取压力机型号为JA-400,它的压力为4000>
2995.43所以压力得以校核;
（2）.闭合高度由压力机型号知Hmax=380M=90H1=100
Hmin=Hmax–M=380-90=290
（M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm）
根据GB/T2851.3-90得模具闭和高度为170≤H≤205,根据公称压力选用压力机闭和高度290≤H≤380,H垫=100
因为Hmin+10-H垫≤H≤Hmax-5-H垫200≤H≤275
所以H=205选顶定JA-400符合要求.
H=H（上）+H（垫）+H（凸凹）+L+H（下）=40+10+43.2+H（凸凹）+50=145+H（凸凹）
145+H（凸凹）=205H（凸凹）=60
5.6根据前面的设计与分析,可以得出模具的总张图
如图5-1所示:
5-1复合模总装图
01.中间导柱模架1.中间导柱下模座，2.导柱,3.卸料橡胶,4.卸料板,5.导料版,6.挡料版,7凸模固定板8.垫板,9.连接打杆,10.推板,11.螺钉,12.冲孔凸模13.打板14.模柄15.打杆16.打料杆17.螺钉18.冲孔凸模19.圆柱销20.推件杆21.凸凹莫22.螺钉23卸料螺钉24固定档料销25导料销
5.7、模具工作过程
模具在冲床上安装后，先开动机床进行试运行，确认模具及机床正常工作后即可进行冲压。
将剪板机已剪裁的调料从模具侧面送入，条料侧面靠着导料销，前端抵紧用右手按住的始用挡料销，进行第一个零件的冲裁。
当一批进行冲裁后，换一批。
侧面仍用导料销24定位，前端用挡料销23定位，冲完第一个零件后，仍用挡料销23定位，冲完板料上其余的所有零件。
在冲裁过程中，每一次工件都落在卸料板上，需手工用夹钳（磁性钳）取下，同时要注意废料落下是否顺畅，并及时清除落下的废料，以防堵塞废料底孔，造成模具事故。
六总结
由于以前已经做过几次课程设计，刚开始看到这个设计题目，我觉得这次冲压课程设计会和以前一样容易，最多一个星期就可以做完。
可是，当我认真分析了两天后，我发现冲压设计毕竟是专业课程设计，远远比以前做的设计难，虽然工件看起来还比较容易，基本是有规则的图形
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