倒装复合模.docx

1、倒装复合模 引言一、零件设计2 二、冲裁件的工艺分析 3三、确定冲裁工艺方案 4 四、模具结构形式的选择 54.1模具的类型的选择 54.2送料与定位方式54.3 卸料与出件装置54.4.模架类型及精度 5五、冲压工艺计算： 65.1排样设计及计算65.2冲压力计算和初选压力机 65.3压力中心的计算 75.4计算凸凹模刃口尺寸 7六、主要零部件设计 86.1凹模的设计 86.2卸料装置的设计 86.3凸模固定板的设计 96.4垫板设计96.5凸模的设计96.6凸凹模设计9七、模架以及其他零部件的选用 10八、校核模具闭合高度及压力机有关参数 24九、设计并绘制模具总装图及主要成形零件图十、冲

2、压工艺过程卡十一、结束语 十二、参考文献 27引 言模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机

3、加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有左右的零件是用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。 鉴于这种情况，本次课程设计将设计一副倒装复合冲压模，由于实践经验的欠缺和知识的极限性，该模具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验。一、零件设计零件简图：如图1.1所示成

4、产批量：10万件材料：10钢材料厚度：2mm 图1.1 零件简图二、冲压件的工艺分析2.1、结构分析该零件形状简单、对称，冲裁凸出的部分B=4mm1.5 t=3mm(t为材料厚度)。2.2、材料分析材料为10号钢，其主要性能为：s=205Mpa，b=386Mpa，延伸率=31%，断面收缩率为55%，塑性良好，适合于进行冲压2.3、精度分析由【1】表2.3查出，用一般精度的模具时，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11，由【10】表9.1差查得，冲裁件孔尺寸偏差为0.13mm，外形尺寸公差为0.16mm，将以上精度与工件简图所标注的尺寸公差相比较，可认为该工件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证

5、。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。三、确定冲裁工艺方案 该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于大批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;如果采用级进模，需要较多的工位数，必须解决板料的准确定位问题；采用倒装复合模可以一次冲压成形，结构较为简单，卸件可靠，操作方便。根据以上分析，该零件比较适宜采用倒装复合冲裁工艺方案。四、模具结构形式的选择 4.1模具的类型的选择根据零件的冲裁工艺方案,采用倒装式复合模。4.2送料与定位方式 零件属于大批量生产，采用自动送料方式。采用固定导料销和固

6、定挡料销导料销如图4.1所示 图4.1 导料销4.3卸料和出件装置 根据要求采用弹性卸料装置；冲压件采用刚性推件装置推出，直接利用压力机的打杆装置进行推件，工作可靠，冲孔废料直接从凸凹模向下推出的出件方式。推件块如图4.2所示 图4.2 推件块4.4.模架类型及精度由于该冲裁零件的尺寸较小，冲裁间隙较小，采用导向平稳的中间导柱模架,考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。五、冲压工艺计算： 5.1、排样设计及计算： 该零件尺寸较小，结构对称，采用直排的排样方案，如图5.1所示 图5.1 排样图由【1】附表2查得排样搭边a=1.2mm侧搭边a1=1.5 mm由CAD算得冲压件

7、毛坯面积A=600mm2条料宽度B=（42+2x1.5）mm=45mm步距：h=（34+1.2）mm=35.2mm一个步距内的材料利用率为：=x100%=x100%=38%52冲压力计算和初选压力机该模具采用弹性卸料和下出料方式 5.2.1、落料力 F1=L1tb =120mm x 2mm x420MPa=100.8 x 103N5.2.2、冲孔力F2=L2 tb =66mm x 2mm x 420MPa=55.4 x 103N5.2.3、落料时的卸料力 由【2】表5.10得 K卸=0.045 F卸=K卸xF1=0.045 x 100.8 x 103=4.54 x 103 N5.2.4、冲孔时

8、的推件力 由【2】表5.10得 K推=0.055 取同时梗塞在凹模内的废料数为3 F推=nK推F2=3 x 0.55 x 55.4 x 103=9.14 x 103 N5.2.5、冲床的总压力为 F总=F1+F2+F推+F卸=(100.8+55.4+4.54+9.14）x 103N=170KN 5.2.6、选用压力机根据总冲压力为170KN，采用开式双柱可倾压力机，考虑到压力机的使用安全，总冲压力一般不应超过压力机额定吨位的80%，由【1】表7.10初选JH23-25开式双柱可倾压力机公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度:270mm滑块中心线到床身距离：200mm工作台尺寸：37

9、0mm x 560mm垫板厚度：50mm模柄孔尺寸：40mm x 60mm5.3压力中心的计算 由于零件结构对称，所以压力中心在孔的中心，即模柄轴线通过压力中心。5.4计算凸、凹模刃口尺寸5.4.1、对于冲孔21mm由【8】表2.13查得间隙值 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm由【8】表2.18查得凸、凹模制造公差 p =0.020mm d =0.025mm Zmax- Zmin=0.360-0.246=0.114mm p+d =0.020+0.025=0.045mm满足Zmax- Zminp+d 的要求，冲孔采用凸、凹模分开加工法。由【8】表2.20查得系数x=0.75 d

10、p=(d+x) =(21+0.75 x 0.2) =21.15mm dd =( dp +Zmin) =(21.15+0.246) =21.396mm5.4.2、对于外轮廓的落料 由【8】表2.13查得间隙值 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm由【8】表2.18查得凸、凹模制造公差p =0.020mm d =0.030mmZmax- Zmin=0.360-0.246=0.114mmp+d =0.020+0.030=0.050mm满足Zmax- Zminp+d 的要求， 落料采用凸、凹模分开加工法。 由【8】表2.20查得对于圆形件系数x=0.75 非圆形件系数x=1 Dd34=(

11、D-x) =(34-0.5x0.2)=33.9mm Dp34=( Dd34-Zmin ) =(33.9-0.246) =33.654 mm Dd42=(D-x) =(42-1x0.2)=41.8mmDp42=( Dd42-Zmin ) =(41.8-0.246) =41.554 mm Dd5=(D-x) =(5-1x0.1)=4.9mmDp5=( Dd5-Zmin ) =(4.9-0.246) =4.654 mm六、主要零部件设计 6.1、落料凹模 由【8】表2.22查得凹模厚度系数 k=0.4 凹模高度H=0.4x42=16.8mm 凹模壁厚C=（1.52）H=25.2mm33.6mm 取C

12、=30mm 凹模总长L=42+2x30=102mm 凹模宽度B=34+2x30=94mm 按冲压模标准模架，由【1】表7.31取凹模周界尺寸LxBxH=125mm x 100mm x 30mm 凹模零件简图如图7.1 图6.1 凹模简图 6.2、卸料装置的设计根据要求采用弹性卸料板 6.2.1、卸料板设计 由【1】表2.29查得卸料板厚度为14mm 取外形尺寸为125mm x 100mm x 14mm 6.2.2、弹性元件设计弹性元件采用橡胶，相关计算如下：橡胶工作行程=卸料板工作行程+模具修磨量（4mm6mm）之和 即H工作=h工作+h修磨橡胶的自由高度=（2832）mm 取H0=30mm矩

13、形橡胶在预压量为15%时的单位压力为0.5MPa 橡胶截面积： 橡胶装配高度：H装配 =85%H自由 0.85 x 30=25.5mm根据零件形状特点，橡胶外形采用矩形，中间开矩形孔以避让凸凹模，取避让孔为40mm x 45mm，橡胶外形暂定一边长为120mm，另一边长为 =91mm 取橡胶外形尺寸为120mm x 95mm为满足橡胶垫高径比为0.51.5，将橡胶垫平分为四块，其最大尺寸为60mm，所以 选用的橡胶垫规格合理 6.3、凸模固定板的设计 厚度h=（60%80%）H凹 =（60%80%）x20=12mm16mm 取h=14mm 外形尺寸为125mm x 100mm x 14mm凸模

14、与凸模固定板的配合为H7/n6 6.4、垫板设计 厚度h一般为512mm ，取12mm 外形尺寸为125mm x 100mm x 12mm 6.5、冲孔凸模设计凸模长度L=凸模固定板厚度+凸模固定板与落料凹模距离+凹模厚度 L=14+16+30=60mm凸模结构简图如图6.2 图6.2凸模简图 6.6、凸凹模设计 凸凹模采用螺钉,销针与下模座固定的固定方式.考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据计算冲裁力时取梗塞在凹模内的废料数为3，h=6mm,漏料部分刃口轮廓扩大1mm。凸凹模零件图见图9.2。七、模架以及其他零部件的选用7.1、模架选择 前面已选用中间导

15、柱模架 由【1】表7.31取 上模座 LxBxH=125mm x 100mm x 50mm 下模座 LxBxH=125mm x 100mm x 60mm 导柱 d x L=25mm x 180mm 导套d xL xH=25mm x 90mm x 38mm 7. 2、模柄选用 采用凸缘模柄，根据压力机模柄孔尺寸：40mm x 60mm由【1】表7.39， 选用 模柄 C4055 GB2862.3-81 Q235 模柄夹持长度比模柄孔深度小510mm 7.3、挡料销 由【1】表7.44采用 挡料销 A643 GB2866.11-81 7.4、导料销 由【1】表7.44采用 导料销 A645 GB2

16、866.11-81 7.5、螺钉选用 卸料螺钉： 由【1】表7.58采用 卸料螺钉 635 GB2867.6 凹模锁紧螺钉： 由【1】表7.59采用 螺钉M880 GB70-85 凸凹模锁紧螺钉：由【1】表7.59采用 螺钉M635 GB70-85 模柄锁紧螺钉：由【1】表7.59采用 螺钉M1025 GB70-85 7.6、销钉选用 根据【1】表7.61 凹模定位销采用 销 6100 GB199-85 凸凹模定位销用 销 455 GB199-85八、校核模具闭合高度及压力机有关参数 8.1、校核模具闭合高度 H闭=50+12+14+16+30-3+14+25.5+60=218.5mm J23

17、16开式压力机的闭合高度为270mm，封闭高度调节量为55mm， 模具安装可用垫块调整配制。 8.2、冲裁所需总压力校核由前面计算可知KN，冲压机的公称压力250，P总P公，满足生产要求。 8.3、模具最大安装尺寸校核 。模具最大安装尺寸为125100，冲床工作台面冲床为370560，能够满足模具的安装。九、设计并绘制模具总装图 图9.1 总装图模具总装图的主视图和左视图如图9.2和图9.3所示 图9.2 主视图图9.3左视图图9.4 凸凹模零件图附表一、冲 压 工 艺 过 程 卡（厂名）冷冲压工艺卡片产品型号零（部）件名称止动垫片毛坯共 页产品名称零（部）件型号第 页材料牌号及规格材料技术要

18、求毛坯尺寸可制毛坯件数毛坯重量辅助材料10钢不能有锈斑、保持平整条料2mm45mm1060mm30件工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工时0下料剪床上裁板4510601冲孔、落料内形冲孔和外形轮廓落料J23-25倒装复合模2去毛刺去除零件断面毛刺3检验按产品零件图检验编制 （日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期十一、结束语 本次课程设计的题目为止动垫片及其模具设计，主要通过ProE和CAD进行设计，从中我熟悉了模具设计与分析过程，同时也更好的运用软件进行模具设计，掌握了查阅相关手册资料的技巧，对模具设计有了更深层次的认识。 本次课程设计顺利

19、完成，感谢陈老师和郑老师的悉心指导，同时也感谢同学们的帮助，由于本人能力有限，设计中难免存在许多不足，对于不足之处，恳请老师给以批评指正。参考文献【1】王秀凤，万良辉 . 冷冲压模具设计与制造 . 北京：航空航天大学出版社，2005.【2】邓明. 实用模具设计简明手册. 北京：机械工业出版社，2006.【3】王小彬. 冲压工艺与模具设计. 北京：电子工业出版社，2006.【4】周大隽等. 冲模结构设计要领与范例. 北京：机械工业出版社，2005.【5】杨占尧. 冲压模具图册. 北京：高等教育出版社，2004.【6】王树勋. 典型模具结构图册. 广州：华南理工大学出版社，2005.【7】王新华. 冲模设计与制造使用计算手册. 北京：机械工业出版社，2003.【8】甄瑞麟等. 模具制造工艺课程设计指导与范例. 北京：化学工业出版社，2008.【9】薛啟翔等. 冲压工艺与模具设计实例分析. 北京：机械工业出版社，2008.【10】吴宗泽等. 机械设计课程设计手册. 北京：高等教育出版社，2006.【11】韩英淳. 简明冲压工艺与模具设计手册.上海：上海科学技术出版社，2006.