落料、冲孔复合模毕业设计

设计要求垫片落料、冲孔复合模零件名称垫片材料45钢料厚15MM批量200万件/年零件见图冲孔、落料复合模2摘要本次毕业设计是完成垫片冲压工艺及模具设计。采用落料、冲孔工艺。设计中分析了工件的冲压工艺性，计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸计算等。进行了模具总体结构、主要零部件的设计，绘制了落料、冲孔复合模的模具装配图和零部件图。关键词冲压工艺冲压模具设计装配图冲孔、落料复合模3ABSTRACTTHEGRADUATIONPROJECTISCOMPLETEDGASKETSTAMPINGPROCESSANDDIEDESIGNBYBLANKING,PUNCHINGPROCESSPARTSOFTHEDESIGNOFTHESTAMPINGPROCESS,CALCULATETHEROUGHLAYOUT,CHONGPRESSUREEDGESIZECALCULATIONOVERALLSTRUCTUREOFAMOLD,THEMAINCOMPONENTSOFTHEDESIGN,DRAWINGABLANKING,PUNCHINGTHECOMPOUNDDIEMOLDASSEMBLYANDPARTSPLANSKEYWORDSPRESSPROCESSPRESSTOOLDESIGNASSEMBLYDIAGRAM冲孔、落料复合模4目录一绪论5二冲压工艺分析521产品结构形状分析522产品尺寸、精度、粗糙度、断面质量分析6三冲压工艺方案的确定6四垫片冲模结构的确定741模具的形式742定位装置843卸料装置844导向零件845模架8五冲压工艺的计算951排样952计算冲压力1053计算模具的压力中心1154计算模具刃口尺寸11六垫片复合模主要零件的设计计算1261落料凹模1262冲孔凸模长度及强度校核1363卸料装置1464凸凹模长度确定，壁厚的校核15七垫板结构与设计15八模座的设计1681模座的材料1682上模座1683下模座17九冲模闭合高度的确定18十其他零件的选用19十一冲压模具的安全技术21十二冲模的安装21十三模具的动态分析22十四心得与体会23参考文献24冲孔、落料复合模5一绪论随着我国经济的发展,模具对于现代工业来说是十分重要的，尤其是冲压技术的应用在国民经济各部门中,几乎都有冲压加工生产,它不仅与整个机械行业密切有关,而且与人民的生活相关冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。模具是制造业的重要工艺基础。由于在国外，特别是工业发达国家，起步早，底子厚，其研发水平高，生产能力强，处于成熟稳定的发展状态。在我国，虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，我国除了在技术与设备的国外引进外，自主研发与制造能力也在突飞猛进地发展，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。随着近代工业的发展,对冲压提出了越来越高的要求,因而也促进了冲压技术的发展冲模是实现冲压生产的基本条件在冲模的设计和制造上,目前正朝着以下两方面发展一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命、自动化方向发展另一方面,为了产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造工艺也得到迅速发展由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。二冲压工艺分析21产品结构形状分析由零件图可知，产品为圆片落料，圆片冲孔。产品形状简单，对称，无狭槽，尖角。孔冲孔、落料复合模6于孔之间，孔于零件边缘之间最小距离C满足C15T要求（，1809425C）1525T22产品尺寸、精度、粗糙度、断面质量分析1尺寸精度查模具设计与制造简明手册得IT13（或GB7级）0394IT13（或GB9级）要求68普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现有产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足设计要求。2产品材料分析对于冲压材料一般要求的力学性能是强度低、塑性高、表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计是45钢，属于优质碳素结构钢。其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中。经退火后，冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外，产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。经上述分析产品的材料性能符合冲压加工要求。3产量200万件/年由产品的生产纲领200万/年。可知，产量批量为大批量。很适合采用冲压加工的方法。最好采用复合模或连续模。若能加上自动送料装置，会大大的提高生产率，降低成本。三冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工的工艺方案分为以下3种。（一）第一种方案采用单工序逐步加工1冲孔、落料单工序模。工序简图见图112落料、冲孔单工序模。工序简图见图12特点由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便，但生产率低，工件精度低，很不适合大批量生产。（二）第二种方案采用复合模加工成形，工序图见图13冲孔、落料复合模7特点生产率高，工件精度高，但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。（三）第三种方案采用连续模加工成形。工序图见图14特点生产率高，便于实现机械化，自动化，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度低。根据本零件的设计要求，以及各种方案的特点，决定采用第二种方案比较合理。四垫片冲模结构的确定41模具的形式复合模又可以分为正装式复合模和倒装式复合模。（1）正装式复合模的特点工件和冲孔废料都将落在凹模表面上。必须加以清除后才能进行下一次冲裁。因此，操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用。但，冲出的表面比较平直。（2）倒装式复合模的特点冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中积聚到一定数量,由下模漏料孔排出，不必清除废料。操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差。凸凹模，承冲孔、落料复合模8受的张力较大。因此，凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件有两个孔。若采用正装式复合模，操作很不方便。另外，此工件不要求有较高的平直度，工件精度要求低。所以，从操作方便，模具结构制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。42定位装置采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在下模座和活动卸料板之间。工作时，可随凹模下行而压入孔内。工作很方便。采用导料螺栓横向定位。因此它的结构简单，使用方便，对模具的强度削弱小。43卸料装置1条料的卸除。采用弹性卸料板，因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。2工件的卸除。采用打料装置将工件从上模落料凹模中推下落在模具工作面上。3冲孔废料的卸除。采用下模内积聚到一定的数量，便从下模座的漏孔中派出。44导向零件导向零件有许多。如用导板导向，则模具安装不便，而且阻挡操作者的视线，所以不用。若采用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用。针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可以降低成本。45模架若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，拔模方便，但只能一个方向送料。若采用对角导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可纵向或横向送料。若采用后侧导柱模架，则可三方向送料，操作者视线不被阻挡，结构紧凑，但模具受力不平衡，滑动不平衡。综合上述特点和本零件的特点，本设计决定采用中间导柱模架。冲孔、落料复合模9五冲压工艺的计算51排样采用单排排样见图411搭边。查冷冲压模具设计确定搭边值A、B。当T15MM时。2A15B2条料的宽度。采用无侧压装置，所以。02BDZ式中Z导尺与最宽条料之间的最小间隙。见图，查表的条料宽度的单向偏差,MM。查表的。08MM00818215B3材料的利用率10NFL式中N板料（或条料、带料）上实际冲裁的零件数量。零件的实际面积；。12ML板料（条料、带料）长度；MM。B板料（条料、带料）宽度；MM。若取工件数量N20件，则料长为20192018521365DBM冲孔、落料复合模10取L3632MM所以条料的规格为363218515材料的利用率为211802076365NFLB52计算冲压力冲裁力公式为F孔落式中F冲裁力冲孔冲裁力孔落料冲裁力落1冲孔冲裁力孔KLTF孔孔式中K系数查表取K13冲孔周长L孔240251DM孔材料厚度T15MMT材料抗剪强度，MPA查模具设计与制造简明手册45钢，440560MPA。取500MPA。所以，取。T13250249FN孔孔245FKN孔2落料冲裁力落FKLT落落式中落料周长L落1856DM落所以取。67KT落落落3卸料力XX落式中卸料系数，查表取取005043XXK所以。F0527KNX落（）4推料力TFTNT孔式中推料系数查表取0055TKTN同时卡在凹模洞孔内的件数N3所以F052430TT孔5顶件力DFD孔落）式中顶件系数查表取006DK所以。D65478KN孔落）6模具总压力。总冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺的总和，即大于总的冲压力。根据模具结构不同，计算公式不同。（当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模为）。F4027645286XTK总孔落7初选压力机。根据，选公称压力为1000KN的压力机。865KN总冲孔、落料复合模1153计算模具的压力中心由于该零件完全对称于相互垂直的两条对称线，所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。54计算模具刃口尺寸尺寸计算原则在确定冲模凹模和凸模刃口尺寸时，必须遵循以下原则。1）根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸。故冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理的间隙2）根据凹凸模刃口的磨损规律。凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后使冲孔孔径减小，故应使尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸。3考虑工件精度与模具精度间的关系，在确定模具制造公差时，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙数值，一般冲模精度较工件精度高23级1冲孔凸凹模此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等请联系扣扣九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载该论文已经通过答辩2落料凸凹模MAX0INATATDZ式中落料凹模刃口尺寸，MM；A落料凸模刃口尺寸，MM；T落料件最大极限尺寸，MM；MAXMAX180D落料件外径公差，MM；63凸模刃口尺寸制造偏差，MM；查表T3T凹模刃口尺寸制造偏差，MM；查表A4A凸凹模最小初始双面间隙，MM；MINZMIN017Z所以040418056317968AD3796T校核因为，（是凹凸模最大许用双面间隙，|7ATMAXIN25ZMAXZ查表）MX023Z满足AMIN|TZ冲孔、落料复合模12所以落料凹模和凸模刃口尺寸设计合理0417968AD031795TD六垫片复合模主要零件的设计计算61落料凹模1厚度H修正系数，查表KB02K021836M2长度和宽度L，BDW式中W垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离。（见图51）根据经验公式。取150H157210所以296839684LMLB400MM。凸模刃口高度H，查简明冷冲压手册取H10MMH冲孔、落料复合模1362冲孔凸模长度及强度校核1冲孔的凸模长度L1234LHH式中L凸模长度，MM；凸模固定板厚度，MM；28MM1H推件块厚度，MM；36MM2凹模垫板厚度，MM；25MM3H3凸模进入凹模的深度（051）MM；4H附加长度，包括凸模的修磨量及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板之间的安全距离，一般取H1520MM。L283625190MM圆形凸模与固定板连接为压入式D1采用配合。76HMD1（35）DD2（35）D1取D14024845MMD24524850MM。63卸料装置橡胶弹簧具有重量轻，弹性大，变形不受限制，较高的内阻，可吸收冲击和高频振动能量，工作平稳，噪声小，安装和调试方便，便于维护和保养等优点。另外，橡胶弹簧可同时承受多向载荷，可使系统简单。所以本设计采用橡胶弹簧。橡胶的选用和计算原则冲孔、落料复合模141保证橡胶正常工作应使橡胶在预压缩状态下的预压力满足0XF式中橡胶在预压缩状态下的压力卸料力X，取0276KN03FKN2为保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不超过其自由高的45，一般取0354HH式中橡胶允许的总压缩量2橡胶的自由高度0所选橡胶弹簧必须满足H工预许由于0354许（）0105H预（），故H2工（）342工工（）式中H工工作修磨T1M5工作一般取510MM取10MM修磨H修磨则。取则52MM。取60MM，6MM1253工0H4工00H01H预0FAP式中A橡胶横截面积，；。22AAP橡胶产生的单位面积压力，MPA；取弹簧压缩量为35，查表得P21MPA所以03152AM校核符合设计合理。61HD015HD橡胶弹簧的安装高度。064M预装64凸凹模长度确定，壁厚的校核1凸凹模长度H的确定012FH式中橡胶垫的自由高度，MM；0压缩值，MM；弹性卸料板的厚度，MM；H固定板的厚度，MM；1H98MM冲孔、落料复合模152凸凹模壁厚校核查表，倒装复合模凸凹模最小壁厚。本设计中MIN3815TM。满足最小壁厚的要求。设计合理。1795045283NIN七垫板结构与设计条件冲裁时，如果凸模的端部对模座的压力超过模座材料的许用压应力，这时需要在凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。即下列情况需要加垫板。YY式中凸模端面的压应力，MPA；其值为P/A模座材料许用压应力YP冲裁力A凸模上端面面积，MM；圆形凸模；24DA垫板的形状与凸模固定板一致，取方形，垫板的厚度T1025MM；垫板的材料用T7工具钢，热处理硬度为4852HRC；垫板的淬硬后两面应磨平，表面粗糙度RA032063。校核上下模具板与凸模和凸凹模之间是否需要加垫板。1冲孔凸模与上模座之间本设计采用打杆装置，所以冲孔凸模与上模座之间应加垫板。2凸凹模与下模座之间冲孔、落料复合模16已知D180MM。所以2221805434ADM。2579KN79F孔落（）79031YMPAA本设计中，下模板采用铸铁材料，。所以不需要加垫板。10YPAY八模座的设计81模座的材料一般选用铸铁HT200HT250，也可以选用A3，A5结构钢（对于大型重要模座，可选用铸钢ZG45）本设计中从降低模具成本考虑，选用铸铁HT250材料。查冲压模具标准件选用与设计指南，选用标准结构。82上模座上模座选用“”结构如图（见下图）406/2859GBT冲孔、落料复合模17各数据查表。取H60MM,H40MM,L1410MM,B1410MM,L2560MM,B2490MM,S475MM,R65MM,L2100MM,MM,MM,D2M206HMM,0376DH031765DHT40MM,S2360MM。83下模座下模座选用“”（结构见下图）406/28510GBT各数据查表。取H75MM,H45MM,L1410MM,B1410MM,L2560MM,B2490MM,S475MM,R65MM,L2100MM,MM,MM,0574DR02517DRD2M206HMM,T40MM,S2360MM。冲孔、落料复合模18九冲模闭合高度的确定要求模具的闭合高度与压力机的闭合高度相协调。即MAXMIN510H式中压力机最大装模高度（连杆调节到最短）时，MM，压力机最小装模高度（连杆调节到最长）时，MM，IN选用J11100压力机，参数取值（单位MM）见下滑块行程20100最大闭合高度320模柄孔尺寸直径60深度80连杆调节长度85最大装模高度220，取H200MM。21545H冲孔、落料复合模19十其他零件的选用选用中间导柱模架（GB/T28515）技术要求JB/T80501999的规定。选导柱导套选用A型导柱结构见图。材料20钢，热处理要求渗碳深度0812MM，硬度5862HRC。（本设计取直径D25MM，公差带H5，长度L180MM，）选“导柱5062AHGB/T28611”。选用A型导套结构见图。材料，热处理要求，硬度要求与技术要求与A型导柱相同。选“导套A“”。50618/261HGBT冲孔、落料复合模20定位元件的选择为了保证模具正常工作和拉深出合格冲裁件，必须保证坯料或工件对模具处正确的相对位置，即必须定位。在本设计中，由于一开始就要对板料进行落料工序，在送料方向，条料横向定位装置和纵向定位原件均使用固定挡料销，采用圆柱头式挡料销直径D的A型固定挡料销07516DHM固定挡料销A6JB/T764910D1M6300080002MM,H3MML8MM材料45，热处理硬度4348HRC技术条件按JB/T76531994的规定。该结构的挡料结构简单，制造容易,使用方便，适用于固定卸料板及，手工送料的冷冲模结构模柄的选择本设计采用压入式模柄它与模座孔采用H7/M6过渡配合直径DJS106000500050/MM、高度L80MM的A型压入式模柄模柄A60115JB/T76461D1M64200250009/MMD250/MMD311/MMD4H7600120/MML145/MML26/MML34/MM材料Q235AF技术条件按JB/T76531994的规定模具的固定与连接零件采用固定板将凸凹模固定在上模座上，固冲孔、落料复合模21定板与凸凹模之间采用阶梯固定的形式。固定板与上模座之间采用内六角螺钉与圆柱销来连接和定位，螺钉尺寸与圆柱销尺寸根据被连接的两部分零件厚度来确定。本设计除特殊说明外都使用M20100的内六角圆柱头螺钉紧固，采用公称直径为1050/MM的A型圆柱销定位。十一冲压模具的安全技术在设计冲压模具时，必须满足下列要求1模具结构应能保证操作方便，安全可靠，操作者勿需手，臂，头伸入危险区即可顺利完成冲压工作2调试，安装，修理，搬运和贮藏方便安全，不会因模具结构问题而引起意外事故3模具零件要有足够的强度，材料选择合理，模具应避免有与机能无关的外部凸凹，外部应倒棱，导柱，导套应远离操作者，模具压力中心应通过或靠近模柄中心线，导向定位等重要部件要使操作者能看清楚4设计模具时应考虑安装机械化装置的位置，以便必要时机械化自动化装置代替手工操作5顶件器，推件器以及卸料板等结构必须可靠6不使操作者有不安全的感觉十二冲模的安装冲模的使用寿命，工作安全和冲件质量等于冲模的正确安装有着极大的关系1冲模应正确安装在压力机上使模具上下部分不发生偏斜和位移，这样就可以保证模具有较高的准确性,避免产生废品,而且可保证模具寿命2模具安装时将带有导向的模具上下应同时搬到工作台面上。应先固定上模，然后根据上模的位置固定下模3在冲压生产过程中，由于压力机的振动，可能引起固定冲模的紧固零件的松动。操作者必须随时注意和检查各紧固零件的工作情况。冲孔、落料复合模22十三模具的动态分析模具的装配图1螺钉M62活动挡料销3橡胶弹簧4固定挡料销5导柱6导套7凹模垫板8凸模固定板9凸模垫板10上模座11模柄12带肩打杆13止转销钉14凸模15销钉C1016内六角圆柱头螺钉M1617推件块18凹模19凸凹模20卸料板21凸凹模固定板23凸凹模垫板24下模座冲裁时，凹凸模固定不动，条料由正面送进。放置在凸凹模上，6落料凹模和7冲孔凸模下行。同时完成冲孔和落料。4弹性卸料板一方面顶住条料起校平作用，同时在6落料凹模推压下向后退让。上模回程时，4弹性卸料板被橡胶弹簧顶出。将条料从凹凸模上卸下，冲孔废料则直接由凹凸模孔中漏到压力机台面下。在上模回程到上止点之前，14打棒受到压力机横杆的推动，通过12打板和17销将冲裁件从6落料凹模中推出。冲孔、落料复合模23十四心得与体会通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验，在老师和同学的帮助下，认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。本次毕业设计历时两个月左右，从最初的领会毕业设计的要求，到对拿到自己手上的冲压件的冲压性能的分析计算，诸如对冲压件结构的分析，对形状的分析等，不断地分析计算，对要进行设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后是对排样方式的计算，直到模具总装配图的绘制，历时近一