模具设计垫片的落料冲孔复合模具设计说明书.docx

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模具设计垫片的落料冲孔复合模具设计说明书

连接件落料冲孔复合模设计

摘要：

本模具的主要作用就是落料和冲孔，该模具在设计时不仅要根据冲裁件的材料选择模具的材料，还要根据冲裁件的形状、尺寸和精度来确定模具的类型和冲裁的工艺方案。

确定合理的冲裁间隙是本模具的重中之重，它不仅影响冲裁件的形状、尺寸和精度，还影响模具的使用寿命。

在模具材料的选择时应注意材料的性能和强度。

应尽量选择模具的标准件，这样不仅可以提高模具的寿命还可以缩短模具的制造周期。

关键词：

连接件，落料冲孔，复合模

引言:

从工件图看，该我是江苏省盐城技师学院09届的一名毕业生,该零件是我在现实生活中见到的车链条中的一个连接垫片，每个链条需要很多个连接垫片，产品销量扩大，线切割加工也可以生产所需要零件，但是线切割加工成本较高，因此采用冷冲压模具进行生产。

该模具设计制造难点是如何解决好零件中的小孔冲裁，如何确定模具结构、冲裁方案，如何进行模具制造等问题，以及模具制造装配要注意的问题。

1零件的工艺分析工艺分析

冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。

一般来讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲裁出来，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。

以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等是确定冲裁工艺实应性的主要因素。

根据这一要求对该零件进行工艺分析如下：

1材料：

该冲裁材料为A3钢是普通碳素钢，具有良好的可冲压性。

2零件结构：

该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。

3尺寸精度：

只有孔心距精度要求较高故采用IT11级，其余均采用14级。

2工艺方案的确定

确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。

确定合理的冲裁工艺方案，应进行全面的工艺分析与研究，比较其综合的经济技术效果。

这样一个最佳的合理冲压工艺方案。

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下3种工艺方案：

（1）先落料，后冲孔，采用单工序模生产。

（2）先落料-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）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足大批量的生产要求。

方案

（2）和方案（3）对于该零件都可以采用，但由于孔心距尺寸精度要求高，为更好地保证尺寸精度，最后确定用复合冲裁的方式进行生产。

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以采用倒装复合模结构及弹性卸料方式。

3冲裁件的排样

排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。

冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。

根据不同几何形状的冲件，可得出于其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与工艺余料的排样两种。

考虑到该制造件的生产纲领与加工条件，采用条料加工余料的排样。

排样如下：

4材料利用率

衡量材料经济利用的指标是材料利用率。

一个进距内的材料利用率为：

*100%

A—冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（㎜2）;

B—条斜宽度（㎜）；

H—近距（㎜）；

η=

*100%

=3341/4410

=75.8%

一张板料上总的材料利用率η∑为：

η∑=

式中：

N—张条料上的冲件总数目:

L—板料长度（㎜）；

B—板料宽度（㎜）；

A—冲裁件面积（㎜2）;

查板材标准。

选600mmx2000mm的钢材，每张钢材可剪裁为5张条料（5mmx2000mm），每张条料可冲47个工件：

η∑=

=65.4%

5搭边

排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。

它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。

搭边数值取决于以下因素:

（1）工件的尺寸和形状。

（2）材料的硬度和厚度。

（3）排样的形式（直排、斜排、对排等）。

（4）条料到的送料方法（是否有侧压板）。

档料装置的形式（包括档料销、导料销和定距侧刃等的形式）。

搭边值一般由经验在经过简单计算确定的。

6冲裁力的计算

计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。

则冲裁力可按下式计算：

F=Aτ

式中：

A为剪切断面面积.τ为板料的抗剪强度。

考虑到刃口磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为1.3,于是在生产冲裁力便可按下式计算：

F=1.3LTτ

式中：

L—冲裁的总长度（mm）：

T—板料厚度（mm）：

τ—板料的抗剪强度（Mpa）。

经查资料取τ=450Mpa.τ按非退火A3钢板计算

将相应数据代入.得冲裁力为：

落料F=1.3x（2x3.14x20+60x2）x1.6x450=330KN

冲孔F1=1.3x2x3.14x10x2x1.6x450=117.6KN

7模具总体设计

根据已确定的工艺方案，分析可知模具结构可采用前后送料，挡料销定距，导料销定位，弹性卸料装置卸料，下漏料方式的倒装式冲裁，模具结构形式可采用后置导柱标准模架。

模具结构草图，如下图所示：

1.下模座2.导柱3.凸凹模固定板4.弹簧5.卸料板6.落料凹模板7.空心垫板8.导套9.上模座10.螺钉11.模柄12.打杆13.圆柱销14.凸模15.垫板16.凸模固定板17.推件块18.导料销19.凸凹模

8工作零件设计

（1）冲孔凸模

凸模长度：

Lt=h1+h2+h3

=14+12+14

=40mm

式中h1—凸模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）凹模板厚

h2—空心垫板厚

h3—落料凹模板厚

凸模零件图如图所示：

（2）落料凹模

由式H=ks（H≥8）

H=0.30x60

=18mm

由式B=s+（2.5~4.0）H

B=60+（2.5~4.0）x18

=105~132

由式L=s1+2s2

L=20+2x30

=80mm

式中H—凹模厚度

B—垂直于送料方向的凹模宽度

L—送料方向的凹模长度

k—系数，取k=0.30

s—垂直于送料料方向的凹模刃壁间的最大距离

s1—送料方向的凹模刃壁间的最大距离

s2—送料料方向的凹模刃壁到凹模边缘的最小距离

根据上面所算得的尺寸，确定凹模

板外形规格为125x125x18（mm），因考虑到昂贵的模具材料的节省，将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为125x125x14（mm）其

零件图如图所示：

（3）凸凹模

L

=h1+h2+h3

=10+34+14

=58mm

式中h1—卸料板厚度一般取（6~12）在此取h1=10mm

h2—卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之间距离，根据经验值一般取（25~35）mm,在此取34mm.

h3—凸凹模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）倍凹模板厚度，在此取为14mm

凸凹模零件图如图所示：

9结束语

本通过这次毕业设计的锻炼，深刻体会到了做模具设计要求的知识范围之广，要求对各种专业知识都熟练的掌握。

在指导老师的指导下顺利完成了此次毕业设计。

通过此次毕业设计的锻炼，让我对模具设计的基本流程有了更加清晰的认识，对模具的构造有了进一步的认识。

在设计过程中，培养了我积极，认真，细心的工作态度，为以后的工作打下了良好的基础。

并通过此次锻炼对以后知识学习方向更加明确，相信在以后的模具学习中将更加的顺利。

参考文献

（1）.《冷冲压工艺与模具设计》/汤习成/中国劳动社会保障出版社/2005

（2）.《冲模设计手册》/机械工业出版社编写组/机械工业出版社/2000

（3）.《冲压模具设计与制造》/徐正坤/化学工业出版社/2003

（4）.《模具制造工艺学》/郭铁良/高等教育出版社/2002