垫片落料冲孔倒装复合模具设计含全套说明书和CAD图.docx
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垫片落料冲孔倒装复合模具设计含全套说明书和CAD图
1.1前言
改革开放以来，跟着公民经济的高速发展，市场对模具的需求不停增加。
最近几年来，模具工业向来以15%左右的增加速度发展，模具工业公司的全部制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体，合资，独资和私营也获取了快速发展。
浙江宁波和黄岩地域的“模具之乡”；广东一些大公司公司和快速兴起的乡镇公司，科龙，美的，康佳等公司纷繁成立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具公司以有几千家。
跟着与国际接轨的脚步不停加速，市场竞争的日趋加剧，人们已经愈来愈认
识到产质量量，成本和新产品的开发能力的重要性。
而模具制造是整个链条中最基础的因素之一，模具自主技术现已成为权衡一个国家制造也水平高低的重要标记，并在很大程度上决定公司的生计空间。
最近几年来许模具公司加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为公司发
展的重要动力。
一些国家内模具公司以普及了二维CAD，并陆续开始使用UG,PRO/E,I-DE等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow,C-flow,和MAGMASOFT等CAE软件，并已成为应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖模具为代表的大型冲压模具的制造技术已已获得进步，东风汽车公司模具厂，一汽模具中心等模具厂家已能生产部分桥车覆盖件模具。
别的，很多研究机构和大专院校展开模具技术的研究和开发。
经过多年的努力，在模具
CAD/CAE/CAM技术方面获得明显进步；在提升质量和缩短模具设计制造周期
等方面做出了巨大贡献。
比如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型剖析
KAMS软件，华中理工大学模具技术国家要点实验开发的注塑模，汽车覆盖件
模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心
开发的冷冲压模和精冲研究中心开发的冷冲模和经冲模CAD软件等在国内模具行业用有许多的用户。
固然中国模具工业在过去十多年内获得了令人瞩目的成就，但在很多方面与工业发达国家对比仍有较大的差距。
比如，精细加工设施在模具加工设施中的比率比较低；CAD/CAE/CAM普及率不高；很多先进的模具技术应用不够宽泛等等，以致相当一部分大型，精细，复杂和长寿命的模具依靠入口。
将来冲压模具技术发展应当为适应模具产品“交货期短”“精度高”“质量好”“价钱低”的要求服务。
全面推行CAD/CAE/CAM技术是模具设计制造的发展方向。
跟着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAE/CAM技术条件已成熟，各公司将加大CAD/CAE/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。
计算机和网络的发展正使CAD/CAE/CAM技术超越地域，跨公司，
跨院所地在整个行业中推行成为可能，实现技术资源的从头整合，使虚构制造成为可能。
外国最近几年来发展的高速铣削加工，大幅度提升了加工效率，并可获取极高表面光洁度。
此外，还可加工高硬度模块，还有温度低，热变形小等长处。
高速铣削加工技术的发展，对汽车，家电行业中大型型腔模具制造猪肉了新的活力。
当前它已成为向更高的矫捷化，智能化，集成化方向发展。
模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提升了从模型或实物扫描到加工出希望的模型所
需要的诸多功能，大大缩短了模具的研制制造周期。
有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据收集，自动生成各样不一样数控系统的加工程序，不一样格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。
模具扫描系统已在汽车，摩托车，家电等行业获取成功应用，相信在将来将发挥更大的作用。
部件简图：
以下图。
垫片部件图
生产批量：
大量量
资料：
H62
资料厚度：
2.垫片落料冲孔复合模剖析计算
2.1垫片冲压工艺性剖析
由部件图可知，该部件形状简单，对称，是由圆弧和直线构成的。
由表2-1.2-2.2-3【1】得：
冲裁件内外所能达到的经济精度为IT12~IT13,孔中心与边沿距离尺寸公差为；两孔中心距离公差为0.1mm;将以上精度与部件图所标明的尺寸公差对比较，可以为改部件精度能够在冲裁件加工中获取保证。
其余标明尺寸.生产批量等状况也均切合冲裁件的工艺要求。
此外，关于冲压资料一般要求的力学性能是强度低.塑性高。
本设计资料是H62，其硬度不高，塑性好，相同切合冲压工艺要求。
表2-1
冲裁件外形所能达到的经济精度
基本尺寸/mm≤3
3～6
6～
～
18
～
10
18
资料厚度t/mm
10
500
≤1
IT12～IT13
IT11
1～2
IT14
IT12～IT13
IT11
表2-2
孔中心与边沿距离尺寸公差
资料厚度t
孔中心与边沿距离尺寸
≤50
50～
120
≤2
±
±
2～4
±
±
≥4
±
±
表2-3
两孔中心距离公差
一般精度（模具）
较高精度（模具）
材料
厚度t
孔距基本尺寸
≤50
50～150
≤50
50～150
≤1
±
±
±
±
1～2
±
±
±
±
2.2冲压工艺方案确实定
达成此工件需要冲孔落料两道工序。
其加工方案分以下3种
.第一种方案采纳单工序逐渐加工
（1）冲孔，落料单工序模。
工序简图见图2-1
（2）落料，冲孔单工序模。
工序简图见图2-2.
特色：
因为采纳单工序模模具制造简单，维修方便，但生产效率低，工件精度低，很不合适大量量生产。
.第二种方案采纳复合模加工成形。
工序图见图2-3
特色：
生产率高，工件精度高。
但模具制造较复杂，调整维修麻烦，使用寿命低。
.第三种方案采纳连续模加工成形。
工序图见图2-4.
特色：
生产率高，便于实现自动化。
但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度低。
依据本部件设计要求，以及各样方案的特色，决定采纳第二种方案比较合理。
复合冲裁模方案的比较
复合模可分为正装式复合模和倒装式复合模
（1）正装式复合模的特色：
工件和冲孔废料都将在凹模表面上，一定加以消除后才能进行下一次冲裁。
所以，操作不方便，也不安全，多孔工件不宜采纳，可是工件的表面较平直。
（2）倒装式复合模的特色：
冲孔废料由冲孔凸模冲进凹模洞口中聚集到
必定数目，由下模漏料孔排出，不用消除废料，操作方便，应用很广。
但工件表面平直度较差。
凸凹模蒙受的张力较大。
所以，凸凹模的壁厚应严格控制。
免得强度不足。
经剖析：
工件由三个孔，若采纳正装式复合模，操作很不方便。
此外，此
工件不要求很高的平直度。
所以从操作方便，模具构造制造简单考虑，决定采纳倒装式复合模。
2.3冲裁过程
图2-5所示为本例的模具总图。
该复合模将凹模及小凸模装在上模上，凸凹模装在下模上，是典型的倒装式构造。
两个导料销控制条料送进的方向。
固定挡料销控制送料的进距。
卸料采纳弹性卸料装置。
弹性卸料装置由卸料板卸料螺钉和橡胶构成。
工作时，条料沿两个导料销送至固定挡料销处定位。
冲裁时上模向下运动，因弹压卸料板与安装在凹模
型孔内的推料板分别压紧；上模持续向下，先冲出孔8和孔5，后落料；冲孔
废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，构造简单，操作方便；卡在凹模内的冲件由弹性卸料装置推出。
图2-5
2.4工件的排样与搭边
方案一：
采纳直对排
图2-6
依据部件形状，可查表得搭边值
a1=
则步距
条料宽度
取B=63mm
一个进距的资料利用率η=（nA/bh）×100%
A——冲裁件的面积
（A=5*20+30*17+23*46+5*36+
*52
-*42
-2**52
2
=1747.4mm）
η=*100%=68.6%
方案二：
采纳直排
图2-7
搭边值
a1=
则步距
条料宽度
一个进距的资料利用率η=（nA/bh）×100%=100%66.2%
明显方案一的资料利用率更高。
但考虑到资料太薄，若采纳方案一，条料易变形翘起，以致部件平直度不够高。
所以采纳方案二的直排方案。
横向从右向左的手动送料方式。
2.5冲裁力的计算
该模具采纳弹性卸料和上出料方式。
查表H62的=410~630Mpa
1）.落料力
F落=K·L·t·=1.3*【20+2*（40+16）+36+4*2R】*0.5*600
4
K——冲裁力系数取
L——冲裁刃口周长
2）.冲孔力
F孔1=K·L·t·=1.3*（
F孔2=K·L·t·=1.3*（
F孔3=K·L·t·=1.3*（*5）*0.5*600=6.1KN总的最大冲压力P=F落+F孔1+F孔2+F孔3=99.8KN3）.推件力
PtnktP
n——为同时堵塞在凹模内的工件的个数
kt——为推件力系数,查表1-2【7】取0.065.
卸料力PxkxP
kx——为卸料力系数，查表1-2【7】取0.055.
顶件力pdkdp
kd——为顶件力系数，查表1-2【7】取0.08.
2.6模具压力中心的计算
按比率画出部件形状，选定坐标系XOY。
因部件左右对称，即xc0。
故只要计算yc。
图2-8
l1
46mm
y1
0mm
l2
y2
0mm
l3
46mm
y3
028
5
2
5
l4
16mm
y4
28mm
l5
34mm
y5
l6
y6
45
l7
30mm
y750mm
l8
y8
10mm
l9
r25.12mm
y9
38mm
yc
l1y1
l2y2
l9y9
l1
l2
l9
2.7凸凹模刃口尺寸的计算
为了提升冲裁件的断面质量与模具寿命，需选择合理的冲裁空隙，经查表2-4
【1】H62的始用空隙ZMAXZMIN
表2-4冲裁模刃口始用空隙
材料H62、H68（硬）H62、H68（半硬）H62、H68
名称
（软）
HBS＝140～190
HBS＝70～140
HBS≤70
力学
δb＝400～600
δb＝300～400
δb≤300Mpa
性能
Mpa
Mpa
初始空隙Z
厚度
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmi
Zmax
t
n
1）.落料刃口尺寸
因为落料外形不是单调的直线或弧线，故凸模与凹模采纳配合加工。
落
料与凹模为基准件，凸模按凹模尺寸配作，保证双面空隙为ZMIN~ZMAX。
凹模磨
损后刃口尺寸都增大，所以均属于A类尺寸。
查表2-13【1】得磨损因数X为：
当
0.36
当
按式D凹=（D﹣x△）04【1】得
D凸、D凹——冲孔凸、凹模基本尺寸，mm；
——工件制造公差，mm；
X——磨损因数
46凹=（46-0.18*0.75）0
0.18
4
=45.8650
28
凹=（28-0.16*0.75）0
0.16
40
004
30
=29.8950
凹=（30-0.14*0.75）0
4
0.035
50
=49.8650
凹=（50-0.18*0.75）0
4
0.045
R5凹=（5-0.30*0.75）
0.30
0
4=4.7750
0.075
2）.对冲孔
5mm、8mm采纳凸、凹模分开加工的方法。
其凸、凹模刃
口部分尺寸计算以下：
对孔8：
查表2-12【1】得凸、凹模制造公差：
δ凸δ凹
校核：
ZMAX-ZMIN
明显
δ凸+δ凹
不切合δ凸+δ凹
ZMAX
-ZMIN
要求
现对δ凸.δ凹合适进行调整：
取δ凸（ZMAX-ZMIN）
δ凹
（ZMAX
-ZMIN
）
此时
δ凸+δ凹
0.008+0.012=0.02=ZMAX
-ZMIN
切合要求
查表
2-13【1】得磨损因数
按式
d凸=（d+x
△）0
-δ凸
【2】
t凸
t凸
d凹＝（d凸＋Zmin
）0
=（d＋x△+Zmin
）0
【2】
00
得8凸=（）0.008=8.0040.008
8凹=（）
0
0.012）
4
0
对孔
5：
同理δ凸
δ凹
查表2-13得磨损系数
5凸=（）0
0.008=5.0060
5凹=（）0
0.0120
0.012
孔心距由表2-5【4】得31
，28
.
表2-5
孔中心与边沿距离尺寸公差
资料厚度t
孔中心与边沿距离尺寸
≤50
50～120
≤2
±
±
2～4
±
±
≥4
±
±
2.8凸凹模构造尺寸计算
1）.冲孔凸模采纳B型圆凸模
图2-9
冲孔凸模长度L=h1+h2+h3+l
h1——凸模固定板的厚度
h2——卸料板厚度
h3——凸模进入凹模的厚度
l——凸模修磨量.取6~12mm
孔
8
凸模L=20+6+1+10=37mm
取38mm.
孔
5
凸模L=20+6+1+8=35mm
取35mm.
2）.落料凹模侧壁采纳阶梯形直壁形孔
凹模厚度H=ks
k——系数，考虑板料厚度的影响。
查表3-15[4]k=0.4.
s——垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离.
H=0.4*50=20mm
凹模壁厚C=（1.5~2）H=15mm
垂直送料的凹模宽度B=S+2C=50+2*15=80mm
送料方向的凹模长度L=s1+2s2.=46+2*28=100mm
s1——送料方向的凹模刃壁间最大距离.
s2——送料方向的凹模刃壁至凹模边沿的最小距离.查表
3-14【4】s2=28mm
2.9模具闭合高度与压力机的关系
模具的闭合高度H是指模具在最低地点时上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度。
模具的闭合高度一定与压力机的装模高度相适应。
因为压力机的连杆长度能够调理，所以压力机的装模高度能够调理的。
当连杆调理到最短时为
压力机的最大装模高度Hmin.模具的闭合高度
H
Hmax:
当连杆调理到最长时为压力机的最小装模高度应介于压力机的最大装模高度Hmax与最小装模高度
Hmin之间，不然就不可以保证正常的安装与工作。
其关系为：
Hmax－5≥H≥Hmin＋10
由选择的模座可知Hmax=145mm,Hmin=120mm
所以有134mm≥H≥124mm
取H=130mm.
3.模具标准件的采纳
1）.
凸模固定板的采纳
由式H=（1~1.5）D
[3]
H
——固定板的厚度
D——凸模与固定板相当合部分的直径
H=1.5*8=12mm
查阅表7-1【3】选用“固定板100*80*20-45钢JB/T7643.2”技术条件：
无需热办理淬硬.
图3-1
2）.垫板的采纳
垫片的作用是直接蒙受和扩散凸凹模传达的压力，以降低模板所受的单位的
压力，防备模板局部损坏以致模具在寿命的降低。
点半到的外形与凸模固定板外形应相同。
查表7-3【3】选用“垫板100*80*645钢JB/T7643.3”,技术条件为淬火硬度43~48HRC.
3）.卸料装置的采纳
卸料装置是将条料、废料从凸模上卸掉的装置，有刚性和弹性两种。
刚性卸
料板卸料力大，但卸料板不起压料作用，而弹性卸料板的卸料力较小，但在冲压成形过程中还可以起到压料的作用，冲裁质量较好，多用于薄板的卸料，基于本设计资料较薄，宜采纳弹性卸料板。
卸料板厚度取H=10mm,板孔与凸模按H7/h6配合。
4）.模柄的采纳
模柄采纳压入式，形式以下列图：
图3-2
资料为Q235-AF，模柄与上模座孔采纳H7/m6过分配归并加销钉防转。
5）.模架
模架的形式在标准模架中，应用最宽泛的是用导柱和导套作为导向装置的模架。
依据导柱和导套配置的不一样有以下四种基本形式：
（1）后侧导柱模架后侧导柱送料方便，能够纵向和横向送料。
可是冲压
时假如有偏爱载荷，则导柱、导套会单边磨损。
它不可以用于模柄与上模座浮动连结的模具。
图3-3
后侧导柱模架
（2）中间导柱模架两导柱左右对称散布，受力均衡，所以导柱、导套磨损平均。
可是只有一个送料方向。
图3-4
中间导柱模架
（3）对角导柱模架导柱的部署是对称的，并且纵横都能送料。
对角导柱模架的两导柱之间距离较远，在导柱、导套之间相同空隙的条件下，这类模
架的导向精度较高。
图3-5
对角导柱模架
（4）四导柱模架其导向精度与刚度都较好，用于大型冲模。
图3-6
周围导柱模架
本设计中采纳的是横向右向左的送料方式，所以采纳后侧导柱模架。
查表附表J【2】Hmax145mm，Hmin=120mm
上模座：
100*80*25
下模座：
100*80*30
导柱：
A20h5*110
资料
资料
20
HT200
HT200
钢渗碳深度
0.8~1.2mm,硬度
58~62HRC
导套：
A20H6*70*2820钢渗碳深度0.8~1.2mm,硬度
58~62HRC
6）.卸料螺钉
查表
5-5【3】
M8*80
资料为
45钢，热办理硬度为
35~45HRC.
7）.档料销
查表
本设计采纳的是弹性卸料装置，所以档料销用弹簧弹顶挡料销。
【5】资料为45钢，硬度为43~48HRC.
图3-7
8）.导料销查表【5】采纳“导料销6*2*32JB/T7647.1”资料为T8A,
硬度为50~54HRC.
图3-8
9）.压力机的选择
选择开式双柱可倾压力机J23-25
公称压力250KN
滑块行程100mm
最大闭合高度250mm
连杆调理两80mm
工作太尺寸630mm*420mm
模柄孔尺寸ф20*70
最大倾斜角30...
4.心得与领会
经过本次毕业设计，在理论以致的指导下，联合实习生产中所获取的实
践经验，仔细独立地达成了本次毕业设计。
在本次设计的过程中，经过自己的实
际的操作计算，我对从前所学过的专业知识有了更进一步的，更深刻的理解。
同
时也认识到了自己的不足之处。
到此时才深刻领会到，从前所学的专业知识仍是
很实用的，并且都是模具设计与制造最基础，最根本的知识。
本次设计历时两个月左右，从最的领悟毕业设计要求，到拿到自己手上的
冲压件的剖析计算，对要进行设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各样因素，最后确立本次毕业设计的工艺方案。
从某种意义上讲，经过本次毕业设计的训练，培育和锻炼饿自己一种查阅资料，获取有价值信息的能力。
总之，经过本次毕业设计的锻炼，使我对模具设计与制造的整个过程都有了
比较深刻的认识和全面的掌握。
我很感谢学校和各位老师给我此次锻炼时机。
可是因为水平有限，错误和不足之处在所不免，恳请各位老师责备指正，不胜感谢。
参照文件
【1】.陈锡栋.冲模设计应用举例.北京.机械工业第一版社
【2】.王孝培.适用冲压技术手册.北京.机械工业第一版社
【3】.高军.修大鹏.冲压模具标准件采纳与设计指南.北京.化学工业第一版社
【4】.翁其金.冲压工艺及冲模设计.北京.机械工业第一版社
【5】.夏巨谌李志刚.中国模具设计大典.中国工程学会
【6】.齐民.于永泗.机械工程资料.大连理工第一版社
【7】.王新华.冲模设计与制造适用计算手册.北京.机械工业第一版社
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