模具设计说明报告.docx

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模具设计说明报告

模具设计报告

设计题目：

垫片冲孔落料复合模具

专   业：

材料成型及控制工程

班   级：

学   号：

姓   名：

指导老师：

时   间：

一．冲压件

1.1冲压件零件名称：

垫片。

1.2冲压件零件简图如下图所示:

1.3冲压技术要求：

1、材料：

08钢。

2、材料厚度：

3mm。

3、生产批量：

大批量。

二.零件的工艺性分析

2.1冲压件工艺分析

1、材料:

该冲裁件的材料08钢，具有较好的可冲压性能。

2、零件结构:

该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。

3、尺寸精度:

零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按工T14级确定工件尺寸的公差。

查《几何量公差与检测》公差表确定公差值后可得零件图为:

结论:

适合冲裁。

2.2确定工艺方案

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:

方案一、先落料，再冲孔，采用单工序模生产。

方案二、落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。

方案三、冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一，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，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。

由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

方案二，只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。

方案三，也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。

欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用放案二为佳。

2.3排样设计

1、根据零件形状和增大利用率而采用斜排。

2、根据《塑形成形工艺与模具设计》表2-5,确定搭边值:

两工件间的搭边:

a=2.5mm；工件边缘搭边:

a1=2.8mm。

3、条料宽度与导料板间距离计算。

采用无侧压装置时，条料理想的送进基准是零件的中心线，条料的宽度为B

=[D+2（a+Δ）+c1]

查表2-7得条料宽度偏差△=0.9mm;

查表2-7得导料板与条料之间的最小间隙c1=0.5mm;

B=[35+2*（2.8+0.9）+0.5]

=42.9

mm,根据实际取料宽为43mm。

导尺间距:

S=B+c1=43+0.5=43.5mm。

由图可知条料步距为L=73.06mm。

4、条料的利用率η=（A/BL）*100%

由零件图用CAD计算得一个零件的面积为1601.305mm

一个进距内的坯料面积:

BXS=43*73.06=3141.58mm

因此材料利用率为:

η=（A/BL）X100%

=（1601.035/3141.58）*100%≈51%

2.4设计冲压力与压力中心，压力机初选

1、落料力 

根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件外周边之和L=186.6mm,冲孔内周边之和L=113.1mm,又因为τ=300Mpa,t=3mm,取K=1.3,则根据《塑形成形工艺与模具设计》式2-23得,

落料力：

F1=KLtτ=1.3*186.6*3*300=218.322KN；

冲孔力:

F2=KLtτ=1.3*113.1*3*300=132.327KN；

所以冲裁力F=F1+F2=218.322+132.327=350.649KN；

推件力:

由《塑形成形工艺与模具设计》表2-18得,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm,故n=h/t=9/3=3,查表2-11,取KT=0.045则

FT=n*KT*F冲=3*0.045*132.327=17.864KN；

卸料力FX 由表2-11,取KX=0.04,则

FX=KX*F落=0.04*218.322=8.732KN；

所以FZ=F+FX+FT=350.649+17.864+8.732=377.245KN；

公称压力F=1.3*FZ=1.3*377.245=490.419KN；

根据公称压力选取压力机

因此可选压力机型号为J23-63

闭合高度为360mm≥H≥270mm

（2）压力中心

因为该制件是简单对称件,所以压力中心为该制件的几何中心。

三.冲压模具总体结构设计

3.1模具类型

根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模。

3.2 导向与定位方式

导向形式：

滑动导柱导套导向。

定位方式：

板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。

控制条料的送进步距采用挡料销定距。

3．3 卸料与出件方式

冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。

利用推件块将制件顶出。

3．4模架类型及精度

该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。

3.5计算凸凹模刃口尺寸及公差

1.冲孔尺寸2×￠

根据表2-1,由材料厚度可得刃口初始间距Zmin=0.36mm,Zmax=0.42mm。

查表2-3得，凸模偏差￡T=0.020mm 凹模偏差￡A=0.020mm;

由零件精度磨损系数X1=0.5,

校核:

︱￡T︱+︱￡A︳=0.04≤Zmax-Zmin=0.06

基准件凸模刃口尺寸dT=（d+x△）

=（8+0.5*0.36）

=8.18

基准件凹模刃口尺寸dA=（dT+Zmin）

=（8.18+0.36）

=8.54

2.冲孔尺寸￠20

根据表2-1,由材料厚度可得Zmin=0.36mm,Zmax=0.42mm.查表2-3得￡T=0.020mm ￡A=0.025mm

由零件精度可得磨损系数X1=0.5,

校核:

︱￡T︱+︱￡A︳=0.045≤Zmax-Zmin=0.06

凸模刃口尺寸dT=（d+x△）

=（20+0.5*0.52）

=20.26

凹模刃口尺寸dA=（dT+Zmin）

=（20.26+0.36）

=20.62

3.落料尺寸￠20

根据表2-1,由材料厚度可得Zmin=0.36mm,Zmax=0.42mm.查表2-3，￡T=0.020mm￡A=0.025mm

由零件精度可得磨损系数X1=0.5,

校核:

︱￡T︱+︱￡A︳=0.045≤Zmax-Zmin=0.06

凹模刃口尺寸DA=（D-x△）

=（20-0.5*0.52）

=19.74

凸模刃口尺寸DT=（DA-Zmin）

=（19.74-0.36）

=19.38

4.落料尺寸￠35

根据表2-1,由材料厚度可得Zmin=0.36mm,Zmax=0.42mm.查表2-3，￡T=0.020mm ￡A=0.030mm

磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,

校核:

︱￡T︱+︱￡A︳=0.05≤Zmax-Zmin=0.06

凹模刃口尺寸DA=（D-x△）

=（35-0.5*0.62）

=34.69

凸模刃口尺寸DT=（DA-Zmin）

=（34.69-0.36）

=34.33

5.孔心距 60±0.37

L=L平±1／8△=60±1／8*1.48=60±0.185。

四、模具的总装图与零件图

4.1冲压模具的零件图

1、凹模设计

各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合,凹模刃口的最大尺寸b=80mm   查表2-40得k=0.35

凹模厚度H=kb=0.35*80=28mm 凹模厚度取28mm

凹模壁厚C=（1.5-2）H=56mm   所以凹模壁厚度为56mm    

凹模长度L=b+2C=80+2*56=190mm 

凹模宽度B=a+2C=35+2*56=147mm

由以上算得凹模轮廓尺寸L*B*H=190*147*28,查有关国家标准,并无厚度合适,因此我选L*B为标准尺寸,得L*B=200*160

凹模材料的选用:

材料选用T10A。

2、凸凹模设计

由经验数据得倒装复合模凸凹模最小壁厚a=4.5mm。

3、选择坚固件及定位零件

螺钉规格的选用:

根据标准GB699选取材料为45钢.热处理硬度值HRC35~40 卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm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凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。

活动挡料销:

在卸料板上固定了3个导料销。

4、设计和选用卸料与出件零件

卸料以卸料板卸料,出件是以凸凹模往上冲出即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取10，L*B*H=200*160*10材料为45号钢由以上根据凸凹模可设计出卸料板。

5、选择模架及其它模具零件

模架:

根据GB/T 2851.3-1990,由凹模周界190*147,及安装要求选取，凹模周界:

L*B=200*160,闭合高度:

H=210~255,上模座:

200*160*45，下模座:

200*160*55，导柱28*200,导套28*110*43。

模柄:

 由压力机的型号J23-63。

可查得模柄孔的直径为50,深度为70,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小5~10mm,由于采用刚性卸料，上模座回程时受力较大，因此选用螺钉固定模柄较合理。

垫板:

 垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取3~10mm,这里设计时,由于压力较大,选取规格为L*B*H=200*160*10。

凸模固定板:

凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度为20mm,根据核准选取板的规格为

L*B*H=200*160*20。

凸凹模固定板:

凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致,厚度为20mm,规格为L*B*H=200*160*20。

5.5压力机的校核

（1）.公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J23-63,它的压力为630>49.419所以压力得以校核;

（2）.闭合高度 由压力机型号知Hmax=360 M=90 H1=100

Hmin=Hmax–M=360-90=270

根据公称压力选用压力机闭和高度270≤H≤360,H垫=100

因为Hmin+10-H垫≤H≤Hmax-5-H垫   180≤H≤255