加强板落料冲孔复合膜.docx

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加强板落料冲孔复合膜

前言

模具工业可称之为“工业产品之母”，因为除了传统工业产品需借助模具，才能快速精确、或自动的生产外，目前的高科技产品也不例外。

我国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后，因此，模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在，从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。

近年来虽然由于外资企业的介入，比例已有较大提高，但总的来说还很低。

据初步估计，目前这一比例大致为40％～45％之间。

而国际上一般在70％以上，其中中小模具在80％以上。

由于我国模具企业的性质和所在的地区不同，模具标准件使用覆盖率存在很大差异。

三资企业要比其他企业高，南方的企业要比北方的企业高。

这在广东表现得最明显。

广东集中了大量的三资企业，他们带动了其他企业观念的转变和市场的发展，因而广东模具企业的模具标准件使用覆盖率要远远高于其他地区。

国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求，促使模具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备，模具已发展成为一门产业。

20世纪80年代以来，中国模具工业的发展十分迅速。

近20年来，产值以每年15%左右的迅速增长。

2000年我国模具工业总产值已达280亿元人民币。

在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。

在冷冲模具方面，代表当代模具技术水平的汽车覆盖件模具，我国东风汽车公司模具厂、第一汽车厂模具中心等都能制造。

他们在CAD/CAM/CAE的运用、加工工艺手段、冲压件质量及模具性能方面，均以达到或接近国际先进水平。

多工位连续模和多功能模具是我国重点发展的精密、高效模具品种。

目前，国内以可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁心扭斜和安全保护等功能的铁心精密自动叠压多功能模具。

生产电动机定、转子双回转叠片的硬质合金连续模的步距精度可大2μm，寿命达到1亿次以上。

用于生产集成电路引线匡架的20-30工位生产电子枪零件的硬质合金连续模和生产空调器散热片的连续模也已达到较高的水平。

模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。

模具设计与制造技术水品的高低，是衡量一个国际产品制造水平高低的重要标志之一。

国外把模具称为“进入富裕社会的原动力”、“金属加工中的帝王”。

我国模具工业发展十分迅速，平均每年持续增长14%左右。

综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。

由于初次设计，水平有限，毕业设计中不妥和错误之处在所难免，还请老师同学多提宝贵意见，以便得以修正，以臻完善，则不盛感激。

内容提要

这次设计的是一次成型的落料-冲孔-弯曲复合模。

通过学习了冲压与模具设计等相关专业书之后，我自己自行设计的两集落料-冲孔和弯曲的模具。

本次设计的目的不是检验产品是否能够使用，而是掌握如何来设计模具，了解模具设计的关键所在，因为本人是第一次设计模具，所以这次论文是基于我的经验和基础和在指导老师以及同学的帮助下完成的，从零件工艺的分析到确定工艺方按，然后到模具设计步骤，最后装配成一套模具。

针对凸凹模，复合模的结构特点，采用基于参数化的自动和交互设计相结合的方法对凸凹模进行了设计。

为实现凸凹模结构的CAD系统商品化，适用化奠定了基础。

第一章落料

一.零件工艺分析及确定工艺方案

1．材料

图一

查教材《冷冲压工艺及模具设计》中附表1可知：

Q235钢的抗剪强度为τ=304～373MPa

抗拉强度σb=432～461MPa

屈服点σs=253MPa

伸长率为25%弹性模量为E=450MPa

材料为Q235，厚度为1mm，大批量生产。

由以上数据可得，落料、弯曲的工艺性是从冲压件工艺方面来衡量设计是否合理。

在满足工件零件使用要求的条件下，能够以最经济最简单的方法冲出来就说明工艺性好。

但是工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术和设备等因素的影响。

尺寸公差无特殊要求，所以按IT14级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。

由于外形一般，形状规则，适宜于落料冲裁加工、弯曲加工。

其曲强比相对较小，延伸率相对较高，且有良好的冲压性能。

2．落料时零件结构形状

如图2所示为该冲压零件的落料结构及尺寸：

毛坯的长度尺寸为L=76.78mm

图2

在冲压件转角处有R5、R10两个尺寸，有利于冲压模工作零部件的寿命，另外，两边缘有让R3的凹槽和腰形孔，总体上分析，该落料冲裁件的结构比较简单。

3．尺寸精度

零件的外形均属于自由公差，可按IT14级确定尺寸公差，腰形孔与右边缘的尺寸精度按IT11级来计算。

经查公差表得出该冲压件的各基本尺寸及公差如下：

轮廓：

66.590-0.74

420-0.62

76.780-0.74

R50-0.3

R100-0.36

R30-0.25

腰形：

150-0.43

Φ100-0.36

120-0.11

结论：

适合冲裁。

二．拟定零件的冲压工艺方案及模具结构

由图2中形状可知，冲压零件分落料、冲孔两个基本工序，可采用以下几种方案：

①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。

②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。

③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案①模具结构生产简单，但需要两副模具进行生产，由于是大批量生产，显然生产效率低，不利于经济效益，且难以保证腰形孔的位置精度IT11级的要求；方案③中采用级进模生产，模具结构大，占地面积宽，若是模具工作零件损坏，维修时困难，更换昂贵。

另外，若是模具的挡料销或导正销磨损，已经毛坯宽度尺寸为42mm的两边缘常平行度和直线度不够难以达到理想要求，所以腰形孔的位置精度IT11级也难以保证；而方案②中采用的是复合模，落料冲孔同时进行，可以满足腰形孔的精度要求，且生产效率高，模具更换方便，因此方案②最为合适。

分析冲裁零件可知，为了操作方便，优先选用倒装式复合模，以及弹性卸料方式。

三．排样、裁板

零件外形为带圆角的矩形，周围尺寸为76.78×42mm，考虑到操作方便，并为了保证冲裁件的尺寸要求，采用直排有废料排样。

查教材《冷冲压工艺及模具设计》中表3-13得：

搭边的参考值为a=a1=1.5mm

送料步距为S=42+1.5=43.5mm

条料宽度按表3-14中公式计算：

B=（D+2a1）0△查表3-15得：

△=0.5mm

B=（76.78+2×1.5）0-0.6=79.780-0.6mm

排样如图3所示：

图3

查教材《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知，选用板料规格为500×1200×1mm，采用横截，剪切条料尺寸为79.78×500mm，一块板料可截15块，每块板料可冲零件165个。

则每一块板料的材料利用率为：

η=n×A0/A×100%

=零件个数×每个零件的面积/500×1200×100%

=80%

四．计算工序压力，选用压力机及确定压力中心

1.计算工序的冲压力，选取压力机

查教材《冷冲压工艺及模具设计》中表3-18可知:

Kx=0.07mm

KT=0.01mmKD=0.11mm

落料力：

F落=KL外tτ=1.3×230.5×1×320=95.89KN

冲孔力：

F孔=KL孔Tτ=1.3×41.4×1×320=17KN

卸料力：

Fx=F落×F孔=0.07×95.89=6.71KN

推件力：

取n=6FT=nKTF孔=6×0.1×17=10.2KN

总冲压力：

FZ=F落+F孔+Fx=129.8KN

根据计算结果的总压力，查教材《冷冲压工艺及模具设计》附表5可选JB23-25压力机。

2.确定压力中心

采用CAD/Pro/E等软件可算得压力机中心的坐标为（38.39,21）

五．确定模具结构，绘制模具总装配图

根据已确定的工艺方案，模具结构采用右左送料，挡料销定距、弹性卸料装置、下漏料方式的到装式冲裁模结构形式，模架采用后置导柱标准模架，据此可画出总装配图。

六．冷冲刃口尺寸及公差计算

由以上的计算分析刃口的尺寸如下表所示：

刃口尺寸计算表

基本尺寸及分类

冲裁间隙

磨损系数

计算公式

制造公差

计算结果

落料凸模

Dmax=±△

=420-0.62

Zmin=0.100

Zmax=0.140

Zmax-Zmin

=0.040

制造精度为：

IT14级

故X=0.75

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

DA=41.88+0.1550相应凸模尺寸按凹模

实际尺寸配合，保证Emin=0.1mm

Dmax=76.780-0.74

DA=76.66+0.1850相应凸模尺寸按凹模

实际尺寸配合，保证Emin=0.1mm

Dmax=66.590-0.74

DA=66.47+0.1850相应凸模尺寸按凹模

实际尺寸配合，保证Emin=0.1mm

R50-0.3

Zmin=0.100

Zmax=0.140

Zmax-Zmin

=0.040

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

DA=4.88+0.0750

R100-0.36

Zmin=0.100

Zmax=0.140

Zmax-Zmin

=0.040

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

DA=9.88+0.090

R30-0.25

Zmin=0.100

Zmax=0.140

ZmaxZmin

=0.040-

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

DA=3.12+0.0630相应凸模尺

寸按凹模实际尺寸配合

，保证最小单面间隙为

0.05mm

腰形孔凸模

dmin=150-0.43

Zmin=0.100

Zmax=0.140

ZmaxZmin

=0.040-

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

dT=15.120-0.107相应凹模尺

寸按凹模实际尺寸配合

，保证Zmin=0.100mm

dmin=100-0.36

Zmin=0.100

Zmax=0.140

ZmaxZmin

=0.040-

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

dT=10.120-0.09相应凹模尺

寸按凹模实际尺寸配合

，保证Zmin=0.100mm

孔边距

dmin=120-0.11

Zmin=0.100

Zmax=0.140

ZmaxZmin

=0.040-

制作精度控制在IT11级

故X=0.75

DA=（Dmax-

X△）

上偏差:

△/4

下偏差：

0

△/4

dT=12.120-0.027

七．确定各主要零件结构尺寸

1.凹模外形尺寸的确定

查教材《冷冲压工艺及模具设计》中表3-24可知：

K=0.28

查3-25得S2=30凹摸厚度HH=KS=0.28×76.78=21.3mm

B=S+（2.5～4.0）H=76.78+（2.5～4.0）×21.3=130.03～161.98mm

L=S1+2S2=42+2×30=102mm

查标准JB/T-6743.1-94可确定凹模板外形为：

125×125×18mm

将凹模板做成薄形形式并加空心垫板后可取：

125×125×14mm

2.凸模长度L1的确定

凸模长度计算为：

L1=h1+h2