铁芯压板冲孔落料复合模设计说明书.doc

铁芯压板冲孔落料复合模设计说明书学 校：湘潭大学院 系：机械工程学院专 业：材料成型及控制工程班 级：2007级材料三班指导老师：肖良红老师姓 名：游 江学 号：2007500333目录一、冲裁工艺分析及冲裁工艺方案确定21.冲裁工艺分析22.冲裁工艺方案确定2二、排样及冲裁力计算31.毛坯尺寸计算32.排样方式的确定及其计算33.冲裁力的计算4三、压力中心的确定5四、冲压设备的选择5五、工作零件刃口尺寸计算5六、模具总体结构设计71.模具类型设计72.定位方式的选择73.卸料、出件方式的选择7七、主要零部件设计71.模具结构零件设计72.工作零件的结构设计7（1）落料凹模的设计8（2）冲孔凸模的设计8（3）凸凹模的设计93.定位零件的设计104.卸料板的设计105.模架及其他零部件设计11八、模具总装图12九、冲压设备的选择13十、结束语13参考文献15图1工件名称：铁芯压板 工件见图：如图（1）生产批量：大批量材料：20钢厚度：1.5mm一、 冲裁工艺分析及冲裁工艺方案确定1. 冲裁工艺分析此工件只需冲孔落料和弯曲两个工序，本设计只针对冲孔落料工序。材料为20钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。20钢的抗剪强度为275-392MPa，抗拉强度为353-500MPa，屈服强度为245MPa。工件结构相对简单，有4个5的孔，孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小间距为5mm，该零件全部公差为自由公差，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。2. 冲裁工艺方案确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲模。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲模。采用级进模生产。方案一结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需要一副模具，工件精度及生产效率都教高，工件最小间隙为5mm模具强度较好。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但是制造精度不如复合模。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压采用方案二为佳。二、 排样及冲裁力计算1. 毛坯尺寸计算该弯曲件毛坯的展开尺寸计算可按照下式近似计算（图1）：式中、如图1所标注。故2. 排样方式的确定及其计算为了提高模具寿命，综合兼顾材料利用率和冲裁件质量，排样采用有废料的排样方法。由于该工件的形状为对称结构，布排方式采用直排效率较高。如图2所示的排样方法。查冲压工艺学表2-11所得，搭边值工件间a1=1.8mm，沿边a22.0mm，条料宽度为85mm，步距S=46.8mm，一个步距的材料利用率为70.30%。计算部分如下：冲裁件面积：条料宽度：步距：一个步距的材料的利用率： 图2 3. 冲裁力的计算该模具结构采用倒装式复合模，拟选用弹性卸料、下出件方式。查表得，20钢的抗剪强度可取为392MPa。冲裁力的相关计算如下：落料和冲孔两类冲裁的冲裁周边总长：冲裁力的计算：顶件力的计算：卸料力的计算：总冲裁力为：三、 压力中心的确定由于该工件形状规则对称，冲模的压力中心与零件的中心重合。四、 冲压设备的选择根据上述计算结果，冲压设备拟选用公称压力为350KN的开式可倾压力机JC23-35，主要技术参数如下：滑块行程：80mm最大闭合高度：280mm闭合高度调节量：60mm工作台尺寸：前后380mm，左右610mm工作台孔尺寸：前后200mm，左右290mm模柄孔尺寸：直径50mm，深度70mm滑块底面尺寸：前后190mm，左右210mm五、 工作零件刃口尺寸计算冲孔落料所得的零件图如图3所示图3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简单，适宜采用线切割机床加工，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法 来计算，具体计算过程见下表：尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料凹模刃口尺寸45查冲压工艺学表2-7得x=0.515R1.780.8323050.832冲孔凸模刃口尺寸5查冲压工艺学表2-7得x=0.75孔心距3065.8324.1落料凸模和冲孔凹模刃口各部分尺寸则按照上述相应部分尺寸配制，保证双面间隙值（由冲压工艺学表2-3查得）。6、 模具总体结构设计(1) 模具类型设计由冲压工艺分析可知，采用复合模，则模具类型为复合模。(2) 定位方式的选择该模具采用的是条料，控制条料送进方向采用导料销，无测压装置，控制条料的送进步距采用挡料销定距。(3) 卸料，出件方式的选择因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也较小，故采用弹性卸料。又因为是复合模，故采用上出料。7、 主要零部件设计1、 模具结构零件设计序号名称长宽高材料数量1上模垫板160125204512凸模固定板200125204513卸料板200125104514凸凹模固定板200125204512、 工作零件的结构设计（1） 落料凹模的设计由于t=1.5mm,查新编实用冲压模具设计手册表2-48取最小壁厚c=35mm, 则（P97） 取L=150mm 取B=125mm由于采用T10钢则K=1.3，查表2-49得K=1.5取H=60mm 图4 （2） 冲孔凸模设计因为所冲的孔均为圆形，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结构如图5。冲孔凸模长度其中、分别代表冲孔凸模固定板厚度和落料凹模的厚度。 图4（3） 凸凹模的设计弹性橡胶圈选取自由高度为40mm，预压缩量为15%40=6mm。故安装高度为40-6=34mm。因此凸凹模高度H=卸料板厚度L1+弹性橡胶圈高度L2+凸凹模固定板厚度L3+1=10+34+20-1=64mm。凸凹模刃口各部分尺寸计算原则分别为：落料凸模刃口轮廓在落料凹模刃口轮廓基础上向内偏移Zmin/2=0.045mm，冲孔凹模刃口轮廓在冲孔凸模刃口轮廓基础上向外偏移Zmin/2=0.045mm。结构如图5。 图53、 定位零件的设计挡料销和导料销内侧与条料接触，安装在卸料板上，尺寸为6材料为45，热处理为4348HRC。导料销采用T8，热处理4652HRC，粗糙度为0.8，与卸料板采用H7/s6配合。4、 卸料板的设计卸料板周界尺寸为凸凹模的周界尺寸，厚度为10mm，卸料板采用Q235钢制造。卸料螺钉的选用：卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，卸料螺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。5、 模架及其他零部件设计模具采用后置导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格，由前面的设计计算数据查新编实用冲压模具设计手册得，拟选用后侧导柱模架，上模座160x125x40，下模座160x125x50。导柱 d/mm x L/mm分别为25x180mm导套 d/mm x L/mm x D/mm分别为25x95x38mm上模座厚度H上模取40mm 上模垫板厚度H垫取10mm冲孔凸模固定板厚度H周取20mm落料凹模厚度H凹取60mm凸凹模高度H凸凹取64mm下模座板厚度H下摸取50mm入模深度h取2mm那么该模具的闭合高度H闭=H上模+H垫+H周+H凹+H凸凹+H下摸-h=242mm满足.八、 模具总装图通过以上的设计，可得到如图6所示的模具总装图。模具上模部分由上模版，垫板，凸模（4个），凸模固定板，凹模，打件器，打杆等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶圈弹性元件。下摸部分由下模座，凸凹模固定板，凸凹模，卸料板，橡胶圈组成，冲孔废料由漏料孔漏出。条料送进时采用挡料销作定距，操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，且两个导料销代替导料板，条料紧靠导料销向前推。 图61.下模座 2.内六角螺钉 3.销钉 4.凸凹模固定板 5.橡胶圈 6.凸凹模 7.卸料板 8.落料凹模 9.内六角螺钉 10.凸模固定板 11.垫板 12.上模座 13.模柄 14.打杆 15.打板 16.销钉 17.辅助销 18.打杆 19.冲孔凸模 20.导套 21.打件器 22弹性导料销 23.导柱 24.卸料螺钉九、 冲压设备的选取通过校核，选用公称压力为350KN的开式可倾压力机JC23-35能满足使用要求。十、 结束语随着社会的发展，机械行业的模具专业在我国现代工业发展中成为一个越来越重要的分支。模具渗透着整个社会。不管在那个行业，都有模具的存在。日常生活中轻重工业，都离不开模具生产，模具就是为了得到所需要的产品。要什么样的产品，就可以生产什么样的模具，如（塑料模具 、冷冲压模具、压铸模、橡胶模 ）。而目前形势的需要，产品更新换代更快更易，所以模具行业的发展空间很大，有待我们去努力，去探索。模具生产过程是一个循序渐进的过程，生产模具过程中可能用到的的机器有很多种类，如（电火花成型机、数控线切割、车床、铣床、刨床、磨床、镗床等）。三年的学习，我对模具设计与制造有了深刻的认识。面临毕业期间，此次单独设计一个模具，让我了解了很多的模具结构、模具加工工艺、模具的用途。并且学到不少的书本上没有的知识，就拿冲模来说，我们需要在满足要求的前提下，要充分考虑各部件的加工工艺性能、经济性能等。影响模具的产品质量的主要因素主要是模具的制造精度。通过这次课程设计，我从理论和实践上又更进一步的加深。模具结构设计的好坏直接影响产品质量和经济。中国面临世界的挑战，在模具行业这方面，我希望日后能在模具这一行有所贡献。感谢我的导师肖良红老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。同时也感谢在本次设计过程之中给予我帮助的同学和朋友。参考文献1、肖景容，姜奎华主编. 冲压工艺学. 北京：机械工业出版社，20102、周本凯编著.冷冲压模具设计精要.北京：化学工业出版社，20093、王孝培主编. 实用冲压技术手册. 北京：机械工业出版社，20014、廖念钊等主编.互换性与技