落料级进模设计.docx

落料-冲孔级进模设计目 录1 引言32 冲压件工艺性分析33 冲压工艺方案的确定44 主要设计计算44.1 排样方式的确定以及计算44.2 压力中心的确定及相关计算44.3 冲压力的计算54.4 工作零件刃口尺寸计算54.5 卸料橡胶的设计65 模具总体设计65.1 模具总体设计75.2 定位方式的选择75.3 卸料，出件方式的选择75.4 导向方式选择76 主要零部件设计76.1 主要零件的结构设计76.2 定位零件的设计96.3 导料板的设计96.4 卸料板部件设计96.5 模架及其他零部件的设计97 级进模装配图108 冲压设备的选定119 工作零件的加工工艺1210 模具的装配13结论14致谢15参考文献15摘 要设计一套级进模，无论复杂还是简单，步骤基本一样，都是了解冲压件工艺性，确定了解冲压件工艺方案，确定排样方式和压力中心、并计算冲压力、工作零件刃口尺寸、卸料橡胶，其次就是模具总体的设计和主要零部件设计。冲压设备的选定是根据模具总体设计尺寸来选取的，附有工作零件的加工工艺和模具的装配。级进模的设计还需要装配图和各个零件的零件图。关键词 设计、落料、冲孔、级进模1 引言以简单冲压件为例设计一套落料-冲孔级进模。通过已有冲压件（图1）设计低成本、高效率、高质量的落料冲孔级进模。冲压件材料：紫铜，材料厚度：1mm，生产批量：大批生产。完成总装配图，绘制工程图图12 冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为紫铜，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有两个直径8mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间都是对称分布，工件的尺寸全部为自有公差，可看为IT14级，尺寸精度低，普通冲裁就能满足要求。3 冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序。由于设计级进模，所以就采用级进模生产，落料-冲孔级进冲压。落料冲孔级进冲压只需一套模具，生产效率高，适合大批生产，操作方便，设计简单，并且工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。4 主要设计计算4.1 排样方式的确定以及计算设计级进模，先要设计调料排样图。工件图可视为一矩形中间两个孔，直排材料利用率最高。如图2所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动档料销，然后第二次可用固定档料销。搭边值取1mm，壁厚取1.5mm，条料宽度为63.5mm，步距为21mm，一个步距的材料利用率为76%图24.2 压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图（图3）如下：通过软件得出压力中心点（-2.86，0）。图34.3 冲压力的计算该模具采用级进模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表一，根据计算结果，冲压设备拟选择J23-25。表一 条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=4020+102-2421013.5mm2条料宽度BB=60+25+0.564mma=1mma1=1.5mm步距SS=20+121mm一个步距的材料利用率=nABS100%=1013.56421100%76%冲压力冲裁力FF=KLth=1.392.56116019252NL=92.56mm卸料力FxFx=KxF=0.0419252770N查表的Kx=0.04推件力FrFr=nKrF=80.06192529241Nn取8冲压工艺总力FzFz=F+Fx+Fr=19252+770+924129263N弹性卸料下出件4.4 工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表二所示。表二 工作零件刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料R10R10-0.360RA=Rmax-X0+ART=RA-Zmin2-T0RA=9.910+0008查表得冲裁双面间隙Zmax=0.07mmZmin=0.05mm磨损系数X=0.5，模具按IT14级制造，校核满足A+TZmax-ZminRT=9.885-0.0120冲孔880+0.36dT=dmax -X-T0dA=dT-Zmin20+AdT=8.18-0.0080dA=8.2050+0.012孔心距40400.62LA=L8LA=400.1554.5 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表三。选用的四块橡胶板的厚度一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。表三 卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板工作行程h工h工=hI+t+h24mmHI为凸模具凹进卸料板的高度1mm，h2为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm，h修为凸模修魔量取5mm，取H自由的25%，选用四个圆筒形橡胶。橡胶工作行程H工H工=h工+h修9mm橡胶自由高度H自由H自由=4H工36mm橡胶的预压缩量H预H预=15%H自由5.4mm每个橡胶承受的载荷FIFI=F预4192.5N橡胶的外径DD=d2+1.27FIp46mm校核橡胶自由高度H自由0.5H自由D1.5满足要求橡胶的安装高度H安H安=H自由-H预30.6mm5 模具总体设计5.1 模具总体设计由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。5.2 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板，无侧压装置。控制调料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。5.3 卸料，出件方式的选择因为工件料厚1mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。5.4 导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。6 主要零部件设计6.1 主要零件的结构设计6.1.1 落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6m5。总长L可按公式计算：L=h1+t+h2+h=14.4+14+1+20.6=50mm落料凸模结构如下图（图4）所示图46.1.2 冲孔凸模因为所冲的孔君为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模如下图（图5）所示：图56.1.3 凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.360=18，为了方便橡胶安装，取 H=25凹模壁厚 c=1.-2H=27-36mm，取c=40凹模宽度 B=b+2c=60+240=140，取B=150凹模长度 L取130mm(送料方向)凹模轮廓尺寸为13015025，凹模结构如下图（图6）所示：图66.2 定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8mm的两个孔作为导正孔。导正销采用H7r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7r6配合。6.3 导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取4mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。6.4 卸料板部件设计6.4.1 卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。6.4.2 卸料螺钉的选用卸料板上设置4个螺钉，公径为8mm，罗文部分为M64。6.5 模架及其他零件部件的设计该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为28100，导套分别为284295。上模座厚度取40mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度为：H闭=H上模+H垫+L+H+H下模-h2=40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=50mmH凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高都（20mm）,可以使用。7 级进模装配图通过以上设计，可得如下图所示的级进模装配图（图7）。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（三个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方向采用弹性卸料，以橡胶为弹性元素元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。调料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装两个导正销，利用条料上10的孔作为导正销导正，以此作为条料送进的经确定距。1.上模座 2.导套 3.导柱4.紧固螺钉 5.沉头螺钉 6.模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺钉 9.垫板 10.圆柱销 11.卸料板 12.下模座 13.圆柱销 14.凹模 15.冲孔凸模 16.落料凸模 17.导正销 18.卸料橡胶 19.挡料销 20.导料板 21活动挡料销8 冲压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。压力机主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度：55mm工作台尺寸（前后左右）：370560mm垫板尺寸（厚度直径）：50200mm模柄孔尺寸：4060mm最大倾斜角度：309 模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程。表四 落料凸模加工工艺的过程工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛胚锻成长方体704060mm2热处理退火3粗刨刨六面，互成直角，留单边余量0.5mm4热处理调制5磨平磨六面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火，回火达到60-64HRC9磨平面精磨上下平面10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验10 模具的装配根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，现装上模，再装下模，并调整间隙，示冲，返修。具体的情况见表五所示：表五 磨具的装配序号工序工艺说明1凹凸模预装1） 装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否合图纸要求尺寸精度，形状。2） 将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适的应重新修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中并牢固。3装配上模1） 在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板。2） 在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝。3） 将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。4装配下模1） 在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转。2） 预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔。3） 用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧。4） 将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸凹模下端约12mm。5） 复查凸凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉。6） 彻底检查，合适后打入销钉。5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应的调整结 论这次设计让我更加熟悉了从理论到实践的跨越，论文设计总结。从当初的查阅图书，到现在的网站成功运行，这中间有很多值得回味的地方。可是，刚开始写的时候，就碰到了钉子，当时学校里没有几个学生，我就去图书馆借阅查资料，单单是查阅资料就花费了我的大部分时间。人们总是对刚接触的事情记忆犹新，我也不例外。记得刚开始的时候，我选择的是复合模座位设计目的，我本以为我设计过复合模再设计一次不就好了，可是越到最后越觉得不尝试着设计其他的那我学这个又有什么意义。于是我放弃设计复合模，试着尝试其他方面的设计，着手开始设计级进模，其实到后面就会发现设计级进模和设计复合模大步骤基本一样。在设计上最大的难点除了查阅资料，就是word的使用。我不喜欢看小说，就在两个假期里把word研究了一遍，真的发现word的功能很强大。这次的设计，从选题到实现，几乎都是自己独立完成的，我强烈地感觉到理论课程在实践中的重要性。整个过程中，从需求分析到设计，我都力求规范化和文档化，努力让自己以前学的知识运用到本设计中，尽量保证整个设计的进度和质量，顺利完成这次的设计，为自己的大学生涯画上一个完美的句号。不过，在设计过程中，好多知识都是随学随用，就增加了很多不必要的麻烦。比如说：数据库的安全性问题，框架的使用等。虽说这些都会消耗写论文的时间，但在老师以及自己的不断努力下，不怕麻烦，不怕重复，当克服了这些问题之后，我会感觉到自己的知识在一点一滴地积累，不知不觉中增加。虽然很多错误被克服了，但是设计中难免还有很多不足之处，希望各位评委老师给予指正与建议。我相信，只要肯钻研，只要挤时间，一切自己想要的知识都可以掌握致 谢“饮其流时思其源，成吾学时念吾师