推荐小支架冲孔落料倒装复合模模具设计.docx
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小支架冲孔落料倒装复合模模具设计
湖南铁道职业技术学院
毕业设计
题目小支架冲孔落料倒装复合模模具设计
系机电工程系
专业模具制造与设计
学生姓名班级
指导教师职称（务）
完成日期年月日
湖南铁道职业技术学院
毕业设计评阅书
学生姓名班级
题目小支架冲孔落料倒装复合模模具设计
指导教师职称（务）
1、指导教师评语：
签名：
年月日
2、答辩委员会综合评语：
经毕业设计（论文）答辩委员会综合评定成绩为：
答辩委员会主任（签字）：
年月日
毕业设计明细表
计：
封面张
说明书（论文）页
表格张
插图幅
附设计图张
完成日期年月日
评分标准
考核项目及总分
具体内容
分值
评分标准
得分
差
中
良
优
设计过程
35
基本概念、基本理论及专业知识的掌握情况
5
2
3
4
5
在提出、分析和解决问题方面的独立工作能力的表现
10
4
6
8
10
查阅参考资料、使用工具书的能力
10
4
6
8
10
工作态度及遵守纪律情况
10
4
6
8
10
设计结果
40
规定任务的完成情况
10
4
6
8
10
在主要设计原则、贯彻方针政策、方案比较及各项论据方面有无错误
10
4
6
8
10
图纸、数据表格、说明书质量
15
6
9
12
15
在设计理论、方法、思想方面有无独到之处或创新
5
2
3
4
5
答辩情况
25
对设计的阐述
10
4
6
8
10
回答基本理论和方法
5
2
3
4
5
回答有关设计问题
10
4
6
8
10
班级
学号
姓名
总得分
指导教师签名
考核小组专家签名
一、冲压件的工艺分析
二、确定工艺方案
三、冲裁工艺计算
四、模具各零部件的设计
五、模具总体设计
六、模架的选取
七、模具的有关的校核
八、模具工作零件制造的工
艺过程卡
九、参考文献
十、设计总结
小支架冲孔落料倒装复合模设计
一·冲裁件的工艺分析
该零件为支架
1》冲裁件的材料是Q235是碳素结构钢具有良好的冲压性能，适合冲裁。
2》零件的结构简单，在冲孔的基础上加了弯曲。
3》尺寸精度；零件图上的所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，零件展开后形状简单、对称，是由圆、圆弧和直线组成的。
由冲压设计资料中可查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12～IT10，而零件图中的尺寸未标注公差，即该零件的精度等级为IT14级，查《冲压工艺与模具设计》附录5得各尺寸公差为：
零件外形:
零件内形：
可知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、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，冲裁工艺性良好。
二·确定工艺
该零件包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
方案一先落料，再冲孔，然后弯曲采用单工序模具生产。
方案二落料，冲孔复合冲压，然后弯曲，由二套模具完成。
方案三先采用冲孔落料级进模，然后弯曲二套模具完成。
方案四采用多工位级进模，冲裁和弯曲在一套模具上完成。
方案一不好原因工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动生产率低。
方案二落料冲孔在一道工序内完成，内、外形的位置尺寸精度高，工件的平整性好；方案三由于是先冲孔后落料，内、外形的位置尺寸精度不如方案二高，工件易弯曲，平整性不如方案二好，但操作安全、方便。
方案四制造成本太高，不划算。
方案二和方案三与方案一相比，工序集中，劳动生产率高。
由以上可知选方案二。
单工序模特点：
（1）冲裁精度低
（2）冲压生产率低，压力机一次行程只能完成一个工序
（3）实现操作机械化、自动化的可能性较易，尤其适合多工位压力机上实现自动化
（4）生产通用性好，适合中小批生产
（5）结构简单、制造周期短、价格低
复合模特点：
（1）冲压精度较高
（2）冲压生产率较高，压力机一次行程可以完成两个以上工序
（3）实现机械化、自动化的可能性难，制品和废物料排除较复杂，可实现部分机械化
（4）生产通用性差，适合于大批量生产
（5）模具结构复杂和价格较高
级进模的特点：
（1）冲压精度一般
（2）冲压生产率高，压力机在一次行程里能完成多个工序
（3）实现机械化、自动化容易，尤其适合单机上的自动化
（4）生产通用性差，仅适合于中小型零件的大批量生产
（5）价格低于复合模
通过以上的特点的比较，再结合现实的条件。
该工件最适合用复合模生产.复合模又分倒装和正装复合模。
下表
（一）为复合模正装和倒装优缺点
序号
正装
倒装
1
对于薄冲件能达到平整要求
不能达到平整要求
2
操作不方便，不安全，孔的废料由打棒打出。
操作方便，能装自动拨料装置，既能提高生产效率，又能保证安全。
孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉。
3
废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减少最小壁厚。
废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。
4
装凹模的面积较大，有利于复杂冲件用拼块结构。
如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板。
（表一）
该零件材料为Q235A，，板厚为0.5mm，不属软、薄材料，且倒装复合模的废料可直接从压力机台面漏下，冲裁件由推件装置从上模推下，比较容易取出，操作安全方便，生产效率高，故采用倒装复合模，并采用后侧导柱导套导向，弹性卸料。
三·冲裁工艺计算
1》毛坯的展开尺寸
展开尺寸按下图2分段计算，毛坯展开长度
式中
按计算，其中圆的半径是9.5和3材料厚度t=0.5mm。
中性层位置系数x按。
当r=9.5mm时取x=0.5mm.当r=3时候，考虑到3不是圆的内半径，所以减掉板厚的r=2.5的x=0.44由公式式中---各段弯曲区中心角
代人公式得，
所以
=48+30.615+5.5+4.27+19
=107.4
图二分段图
2》确定排样方案和计算材料利用率
排样是指冲件在条料、带料或板料上的布置的方法。
按冲裁工艺方法和搭边的选用，排样方法可有有废料排样和少废料排样、无废料排样三种方式。
常用的排样方式有直排、斜排、对排。
确定排样方案，根据零件形状选用合理的排样方案，以提高材料利用率。
该零件采用冲孔、落料复合冲压。
毛坯的形状为矩形，为便于送料，采用单排排样方案。
见图3
图三排样图
查冲压工艺与模具设计表2.6的a=2.2mma1=2.5mm
计算材料利用率
条料宽度：
送料步距：
A=20+2.5=22.5（mm）
一个步距内零件的实际面积：
一个步距内所需的毛坯面积：
S0=A×B=22.5×104.918=2360.67（mm2）
一个步距的材料利用率为：
3》冲压力和选择冲压设备
1）：
冲裁力的计算：
查《冷冲压模具设计指导》王芳主编公式2-4得：
L――冲裁件的周长（mm）
－－材料的厚度（mm）
――材料抗拉强度（Mpa）
查表得τ=310~380MPa，取τ=380MPak常取1.3
落料力F1=kL1tτ=1.3×（87.4×2+2π×10）×0.5×380
=1.3×237.6×0.5×380=58687.2（N）=58.69（KN）
冲孔力F2=KL2tτ=1.3×2（π×8）×0.5×380
=1.3×2×8×380=24818.56（N）=24.82（KN）
查表得K卸=0.055K推=0.065
卸料力F卸=K卸×F1=0.055×58687.2=3227.8（N）=3.23（KN）
推件力F推=n×K推×F2
n为梗塞在凸凹模内的冲件数，取凸凹模刃口高度h=6mm，则n=2×（h/t）=2×6/2=6（2为冲孔的数目）
F推=n×K推×F2=6×0.065×24818.56=9679.2（N）=9.68（KN）
总冲裁力F=F1+F2+F卸+F推=58687.2+24818.56+3227.8+9679.2=96413（N）=96.4（KN）
根据所计算冲裁力，初选压力机型号为J23-10，其公称压力为100KN。
但考虑到工厂一般是
大的压力机，毕竟这样小的压力机适用范围太窄。
所以选J23-25其公称压力为250KN.也
满足该冲裁件所需冲裁力的要求。
J23-25的参数如小下表二
公称压力
（KN）
250
（t）
25
滑块行程（mm）
65
滑块行程次数（次／min）
105
最大的闭合高度（mm）
270
闭合高度调节量（mm）
220
连杆调节长度（mm）
55
滑块中心线至床身距离（mm）
200
床身两立柱间距离（mm）
270
工作台尺寸（mm）
前后
370
左右
560
垫板尺寸（mm）
厚度
50
孔径
200
模柄孔尺寸（mm）
直径
40
深度
60
最大的倾斜角度（）
30
电动机功率（kw）
2.20
外形尺寸（mm）
前后
1335
左右
1112
高度
2120
机床重量（kg）
1780
表二压力机参数
4》压力中心的确定
按比例画出零件形状，选定坐标系xoy，。
该零件为对称图形，可知压力中心为下图四的O点。
为方便模具制造，取零件几何中心坐标=0y=0为模具制造中心.如下图四所示
图四压力中心
四·模具主要零部件的结构与尺寸设计
（1）凹模厚度：
根据查《冷冲压模具设计指导》王芳主编查表2-24的K=0.15
b=107.4故
Ｈ＝Ｋb=16mm实取30mm
（2）凹模的壁厚
Ｃ＝（１.５～２）16＝24～32（mm）实取30mm
凹模边长:
L=b+2c=107.4+230=167.4由于书上没有接近170左右的凹模周界,所以实取200mm
凹模宽度：
B=20+2×30=80，实取B=160mm
所以凹模的外形尺寸：
长宽厚为200mm160mm×30mm
则凸模固定板的厚度：
取30
（3）垫板的采用与否，若采用则厚度为：
以承压面较小的凸模进行计算，冲矩形孔的凸模承压面积的尺寸如图-05所示。
查《冷冲压模具设计指导》按式2-10，其承压力
查表2-39得软钢的为20~40Mpa,故，则此模具可以不采用垫板，如果采用则可取用10mm的垫板。
因其受冲击力较小，则选用45钢就可以满足其使用要求。
（4）卸料橡皮的自由高度：
根据工件材料的厚度为0.5mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修时刃磨量为（4～10）mm，再考虑开启时卸料板高出凸模1mm。
则总的自由高度h=。
可取10mm。
可模具在组装时橡皮的预压量为：
H预压力=10%~15%H自由=0.6mm，则取1mm。
则由此可算出模具中安装的橡皮的空间高度尺寸为7mm。
取橡皮高度为15.
4>>计算凸凹模的工作部分尺寸：
冲孔凸模：
查《冷冲压模具设计与指导》王芳主编由表2-8查得：
（mm）（mm）查《冲裁工艺与模具设计》李名望贾崇田主编。
按表2-16查得凸模和凹模的制造公差：
冲孔部分：
落料部分：
则凸、凹模不能满足分别加工的条件，改用单配加工。
此工件的结构虽然简单，但是属于薄板冲裁件，其模具常采用单配加工制造。
冲裁件的尺寸分类如图五
图五冲裁件的尺寸分类
中心距mm
查《冷冲压模具设计指导》王芳主编，由查表2-8得：
查《冲裁工艺与设计指导》李名望贾崇田主编由表2-15查得：
此工件的所有尺寸的磨损系数X=1，则按冲裁的凹模的基本尺寸计算。
采用单配加工法加工模具的工作
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