冲孔落料正装复合模具模具毕业设计.docx

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冲孔落料正装复合模具模具毕业设计

冲压正装复合模具课程设计说明书

目录

一、零件工艺性分析………………………………………………………………………

二、冲压工艺方案的确定………………………………………………………………………

三、主要设计计算………………………………………………………………………

1、排样方式的确定及其计算…………………………………………………………………

2、冲压力的计算………………………………………………………………………

3、压力中心的确定………………………………………………………………………

4、工作零件刃口尺寸计算……………………………………………………………………

5、卸料橡胶的设计………………………………………………………………………

四、模具总体设计………………………………………………………………………

1、模具类型的选择………………………………………………………………………

2、定位方式的选择………………………………………………………………………

3、卸料出件方式的选择………………………………………………………………………

4、导向方式的选择………………………………………………………………………

五、主要零部件设计………………………………………………………………………

1、工作件的结构设计……………………………………………………………………

2、模架及其他零部件确定………………………………………………………………………

3、固定结构的设计…………………………………………………………………………

4、导料板的设计………………………………………………………………………

5、卸料部件的设计………………………………………………………………………

六、模具总装图………………………………………………………………………

七、冲压设备的选择………………………………………………………………………

八、参考文献：

………………………………………………………………………

九、三维图：

………………………………………………………………………

冲压正装复合模设计说明书

图1-1所示为焊片零件冲裁图，材料Q235钢板，厚度t=2mm,大批量生产，试确定冲裁工艺性，设计冲裁模。

图1-1

一、零件的工艺性分析

1.结构工艺性分析

1该零件形状简单，对称，是由圆弧和直线组成的的。

冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11~IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.5mm。

将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等状况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。

⒉分析公差和表面粗糙度

⑴公差该件上未标注特殊公差，全部按IT14级选用，低于冲孔可以达到的精度等级IT10。

⑵表面粗糙度零件图上无特殊要求。

⒊被冲材料为Q235，具有一定的冲裁性能。

二、冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以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：

冲孔—落料级进冲压。

采用级进模生产。

方案三：

冲孔落料复合模。

方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高且生产效率低，难以满足大批量生产要求。

复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产效率也高，尽管模具结构复杂，但由于模具零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。

级进模虽生产效率也高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的行为精度，需要在模具上设置导正销的导正，故模具安装制造教复合模复杂，通过对上述三种方案的比较，，该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。

通过对上述三种方案的比较分析，该零件的冲压方案采用方案三为佳。

三、主要设计计算

1、排样方式的确定及计算

通过查表比较分析，且由经验得搭边值a=3mm，b=2.5mm,步距s=39mm，条料宽度B=41mm。

排样图如图1-2所示，材料利用率最高。

一个步距的材料利用率η=（nA/BS）x100%

A=2160—160—25.12=1974.88m㎡

S0=BS=60x41=2460（m㎡）n=1

所以η=1974.88/2460x100%=80.27%

查板材规格，取900x1800的钢板，每张钢板可剪裁为41x395=10（张）条料（41x3950）

图1-2

2、冲压力的计算

该模具采用级进模，选择弹性卸料、下出件。

由F=KLtτb

F-冲裁力L-冲减周边长度t-材料厚度τb-抗剪强度

K-考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取K=1.3

F总=F+F卸+F推F压=1.3F总

t=2mm

查表得σb=450MPa

所以冲裁力F=F冲+F落=（4x3.14+24）x2x450/1000+192x2x450/1000=205.71KN

由卸料力F卸=K卸FF推=nK推F

K卸、K推—卸料力系数、推件力系数查表得K卸取0.03，K推取0.05

n-同时卡在凹模孔口的冲件数取n=1，

所以有F卸=0.03x172.8=5.184kNF推=0.05x32.909=1.645kN

所以有F总=F+F卸+F推=205.71+5.184+1.645=212.54KN

F压=1.3xF总=1.3x212.54=270.3KN

3、压力中心的确定

冲裁件是中心对称图形，所以压力中心位于零件的几何中心。

如图所示：

图1-3

4、工作零件刃口尺寸计算

在刃口尺寸计算时需注意：

设计落料模时应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模尺寸获得。

设计冲孔模时应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过减小凹模尺寸获得。

查表确定初始间隙Zmax=0.360mmZmin=0.246mm∆Z=Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm

1计算冲孔模刃口尺寸：

冲孔模形状简单，可以用分别制造法计算：

δ凸=0.02mmδ凹=0.02mm

冲孔凸模一：

d1凸=（4＋X∆）0-δ凸查表得：

x=0.5

d1凸=（4＋0.5x0.3）0-0.02=4.150-0.02

d1凹=（4＋X∆+Zmin）0+δ凹=4.3960+0.02

冲孔凸模二;

d2凸=（4＋X∆）0-δ凸查表得：

x=0.5

d2凸=（4＋0.5x0.3）0-0.02=4.150-0.02

d2凹=（4＋X∆+Zmin）0+δ凹=4.3960+0.02

d3凸=（8＋X∆）0-δ凸查表得：

x=0.5

d3凸=（8＋0.5x0.36）0-0.02=8.180-0.02

d3凹=（8＋X∆+Zmin）0+δ凹=8.4260+0.02

2.计算落料模刃口尺寸：

落料模形状简单，也用分别制造法制造模具刃口。

δ凸=0.02mmδ凹=0.03mm

D1凹=（36—X∆）0+δ凹查表得：

x=0.5

D1凹=（36—X∆）0+δ凹=35.690+0.03

D1凸=（36-X∆—Zmin）0-δ凸=35.4440-0.02

D2凹=（60—X∆）0+δ凹查表得：

x=0.5

D2凹=（60—X∆）0+δ凹=59.690+0.03

D2凸=（60—X∆—Zmin）0-δ凸=59.4440-0.02

四、模具总体设计

1、模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。

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销，无侧压装置。

控制条料的送进步距采用定位销。

3、卸料、出件方式的选择

因为工料厚度为2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。

又因为是复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。

4、导向方式的选择

为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向方式。

导向方式如图1-4.

图1-4

五、主要零部件的设计

（一）确定凸模外形尺寸：

凸模包括两种一个落料凸模和七个冲孔凸模。

对于落料凸模采用固定板固定，对于冲孔凸模应做成台阶式。

该模具采用顶件装置卸料，因此，凸模长度L：

L=h1+h2+t

h1凸模固定板厚度

h2落料凹模厚度

t垫板高度

所以1.冲压圆形凸模1：

L=h1+h2+t=14+20+12=46mm

2冲压矩形凸模2：

L=h1+h2+t=14+20+12=46mm

（二）确定凹模板的外形尺寸

凹模采用正式凹模，安排凹模在模具上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。

1由排样图确定各凹模型孔位置

凹模型孔位置如下图1-3所示

2确定凹模外形尺寸

凹模厚度：

H=ks（不小于15mm）

查表得k=0.3s=60

H=0.3x60=18=20（圆整）

垂直于送料方向的凹模宽度B：

B=s+（2.5~4）H=60+（2.5~4）x20=125（圆整）

送料方向上的凹模长度L：

L=s1+ks2=36+2x30=100（圆整）

凹模整体标准化，取为125mmX100mmX20mm

图1-4

（三）凸凹模的设计

本模具为复合冲裁模，除了冲孔凹模和落料凹模外，还有一个凸凹模。

根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图应该如图所示。

确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模具中心重合。

校核凸凹模的强度,采用正装复合模，强度要求不高，故符合强度要求。

凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配置，并保证双面间隙为0.246~0.36。

（三）、卸料弹簧的设计

（1）根据模具结构初选4根弹簧，每根弹簧的预压力为：

Fo≥F卸/n=5.184x103/4=1296N

（2）该模具卸料板的工作形成h工和凸凹模的修模量h修模之和为

h工+h修模=1+2+4=7mm

（3）选取36号压簧，工作极限负荷1700N，外径30mm，钢丝直径6mm，自由长度60mm

（4）最大允许压缩量

hj=h0—h预=60—13.1=46.9mm

（5）预压缩量

h预=1296/1700x46.9=35.75mm

（6）总压缩量

h总=35.75+7=42.75mm

（7）总压力

F总=1296x42.75/35.75=1549.76N

工作极限负荷大于总压力，所以弹簧满足要求。

所以选用选取36号压簧，工作极限负荷1700N，外径30mm，钢丝直径6mm，自由长度60mm

2、模架及其他零部件的确定

以凹模周界尺寸为依据，再结合压力机最大闭合高度，选择模架规格。

所以有导柱d*L为别为22*125、25*125导套d*L分别为22*70*35、25*70*38.

取上模座厚度H=35mm，上模垫板厚度H=6mm，固定板厚度H=16mm，下模座厚度H=42mm，所以有，该模具的闭合高度为H=163mm

可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-10的最大装模高度（180mm），可以使用。

所以有上模座尺寸：

125*100*35下模座尺寸：

125*100*42垫板：

125*100*6

凹模板：

125*100*20凸模固定板：

125*100*16

3、固定结构的设计

采用12*M8的螺钉，4*直径8的销钉固定。

4导料销的设计

两个导料销设在同侧，条料沿着两个导料销确定的直线送进。

由挡料销控制送料步距，在上模设置对应的导正孔，固定在凹模板中。

5、卸料部件的设计

1*卸料板的设计

卸料板的周界尺寸与凹模板的周界尺寸相同，厚度为8mm即尺寸为：

125*100*8

卸料板采用45钢制作，淬火硬度为40HRC~45HRC。

2*卸料螺钉的选用

卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10，螺纹部分为M8.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。

六、模具总装图

通过以上设计，可得到如图1-5所示的模具总装图。

模具上部分主要由上模板、垫板、凸模（7个）、凸模固定板及卸料板组成。

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、导料销组成。

冲孔废料由打料杆卸下，工件由顶件装置顶出。

图1-5

七、设备的选定

通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。

其主要技术参数如下：

工称压力为100KN，滑块行程为45mm，最大闭合高度为180mm，最大装模高度为180mm，工作台尺寸为240*370mm，垫板尺寸为35x125，最大倾斜角度为30o

八、参考文献：

1、冲压工艺与模具设计机械工业出版社原红玲主编

2、模具制造技术化学工业出版社翟德梅主编

3.冲压手册机械工业出版社王孝培主编

4、中国模具设计大典机械工业出版社王孝培主编

九、三维图

1装配图三维图

2凸凹模三维图

3下模座三维图

4凹模板三维图