倒装复合模设计说明书

1、1251934 王浩1251934 王浩+、常模具设计设计题目 学院係） 专 业 学 号 学生姓名指导老师倒装复合模模具设计机械与能源工程学院机电一体化1251934王浩林建平完成日期 2016年1月$日1251934 王浩目录引言3一. 分析零件工艺性41. 冲裁件造型42. 冲裁件工艺分析43. 冲压工艺方案的确定4二. 毛坯排样方案设计及材料利用率计算51. 排样方法的确定52. 布置方式的确定5三. 冲裁力及压力中心计算61.冲裁力的计算62其他冲压力计算6四. 选择压力设备6五. 模具总体结构设计71. 送料方式72. 卸料和岀件方式73. 凹模板外形尺寸的计算84. 其他模板尺寸的

2、确定85. 模架的选择9六. 主要零件设计101. 凸、凹模零件设计102. 卸料和顶件装置设计12七. 其他零件设计141. 模柄的设计142. 螺钉的选择143. 圆柱销的选择14八. 校核模具高度14九. 课程总结15参考文献16附录171. 下模座172. 下模垫板183. 凸凹模固定板194. 卸料板205. 凹模板216. 空心垫板227. 凸模固定板238. 上模垫板249. 上模座2510. 凸凹模2611. 推块2712. 冲孔凸模2813. 总装图28引言随着我国科学技术的进步、社会经济快速发展，模貝成型技术及模貝设计与制造已成为当代 工业生产的重要手段。近十几年来，中国模

3、具工业发展十分迅速，特别是高新技术企业的快 速发展加大了用于技术进步的投资力度，技术进步己成为企业发展的匝要动力。虽然我国的 模只工业和技术得到了快速发展，但与国外工业发达的国家相比仍存在较人差距，未来的中 国模具工业和技术的发展空间是巨人的。冷冲压式利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或辘形变形，从而 获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。因为它通常是在室温卜进行加 工，所以称为冷冲压。冲模是将材料加工成所需冲件的-种工艺装备。冲模在冷冲压中至关 衆要，一般来说，不具备符合要求的冲模，冷冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠 相应的冲模來实现。由于冷冲压所用

4、原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差 由冲模来保证，所以产品尺寸稳定、互换性好。在工业生产中，尤其在人批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地釆 用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航天航空、电子、电气、轻工、仪表及 日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比歪都相当大，不少过去用铸造、锻造、 切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻，刚度好的冲压件所代替。可以说，如果在生产 中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行 产品的更新换代是难以实现的本文从一实例出发，详细介绍倒装复合模的设计步骤。31251934 王浩4125

5、1934 王浩一、分析零件工艺性1. 冲裁件造型3R1SL 虽IriCNR7R710.510.15190.152X07XEZ材料；08F厚度：0.5mm2. 冲裁件工艺分析（1）该零件用材为08F钢塑性好，适用于冲圧生产。（2）该零件的生产批量为大批量，因此在制定生产方案时，应充分考偲如何提高生产率。（3）该零件形状规则，但不对称。（4）该冬件的精度等级为IT11级，冈此，模具的制造稱度等级IT7级。综上，该零件具有良好的冲裁工艺性。3冲压工艺方案的确定。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：（1）单工序模：先落料，再冲孔，分布冲压。模貝制造容易，且价格低，但生产效率低,

6、 不符合人批量生产要求（2）级进模：冲孔一落料连续冲压。由于该零件的精度要求为IT11级，为满足精度要求, 有必要增加两个导E销，这样又使得模具结构变得父杂。（3）复合模：落料一冲孔同时冲压。这样既町以提高生产率，又可以借模具精度來保证零 件精度。综上，敲后釆用复合模进行生产。又由于该零件最小壁厚犬于凸凹模要求的最小壁厚值（C$ （1 52） t）零件符介采用 复合模进行生产的要求，最终确定冲床工艺方案为采用复合模进行生产。二、毛坯排样方案设计及材料利用率计算1 排样方案的确定排样方法大致可以分为：（1）有废料排样（2）少废料排样（3）无废料排样考世到零件形状的特殊性，无法采用无废料排样。由于

7、采用手工送料，无法精确控 制步距，出于保证冲裁件精度与模貝寿命，确定排样方法为有废料排样。由于料厚为0.5mm,查册确定搭边值为1mm。2 布置方式的确定用cad进行排样设计，得如卜方案为最佳方案：一排样图37接卜来进行材料利用率的计算。（1）冲裁件的实际面积A=842 llmmo无法避免的结构废料Aa=278 03mm（2）条料宽度B=60mm,步距S=88 6mm（3 ） 材料利用率=A/BS=842 11/（37*49）=46 45三、冲裁力及压力中心计算1冲裁力的计算(1)査相关手册得：08F钢材的,=39kgf/mm?；C)材料厚度t=0 5mm； (3) 落料周边长度S = 152

8、.548mm冲孔周边长度L2 = 94.2mm(4) 总冲裁力 F = (Li + L2)tod = 4811.586/cgf2 其他冲压力的计算板厚为0 5mm的钢板，推件力系数卸料力系数Kx = 0.04；推件力系数KT = 0.055厲” =/QF = 192A6kgf尸顶=KtF = 264.64kgfFq = F + F和 + F-.jj = 5268.68k gf = 53kN3 压力中心的计算用mventor进行受力分析，得到压力中心如图所示!1!.选择压力设备查手册知，安全系数为13。由于P1.3FtJ = 68.9/cN.所以所选压力机的公称压力应人于 68.9kN.考虑到开

9、式可倾压力机机身为可倾式结构，倾斜时便于冲压件或废料从模貝上滑下，町 免去取件的步骤，有利于提高生产效率。并且开式的结构便于工人进行手动送料等操作，故 选择可倾压力机。由手册查得J23-16开式町倾压力机的公称压力16（Hc/N,满足使用要求。故选择E3J6 开式可倾压力计机，主要参数如卜：公称压力160KN：滑块行程55mm：立柱距离MOmm滑块行程次数120次/min ；最大封闭高度220mm封闭高度调节量45mm：滑块中心线至床身距离160mm工作台尺寸：前后300mm：左右450m模柄孔尺寸：直径40mm：深度60mm五、模具总体结构设计1 送料方式由于零件形状简单，价格低廉，而进行自

10、动送料的成本较高，不符介生产实际的要求, 故选定送料方式为手工送料。导料方式的选择导料方式主要分为导料板与导料销，考虑到采用倒装复合模进行冲裁，并且要进行弹 性卸料，所以导料板不符合要求。导料销分为固定式和弹顶式，由于导料销的布豐位置 离凹模刃丨1位置较远，所以选择导料方式为固定式导料销，并在凹模上开设避让孔。（2）挡料方式的选择挡料方式主要令固定挡料销、活动挡料销、回帯式挡料销、侧刃，考虑到采用倒装 复合模进行冲裁，侧刃定距的方式不符合要求。由于导料方式采用导料销，为了使于加 工，挡料方式选择固定挡料销。2 卸料和出件方式（1）卸料方式选择卸料装置主5!可以分为（1）固定卸料装置（？）弹压卸

11、料装置其中固定卸料装置的卸料力大，卸料可靠，适用于冲裁板料较厚O0.5mm），平而 度要求不高的场合；弹压卸料装置的卸料力小，但它既起卸料作用，又起压料作用，所 得冲裁零件质量较好，平面度较高，适用于板料较薄的场合（t 44 规恪:DH=3】mm, Dd=16mm, hO=44min, hj=16 3mrru Fj=1718Nt n=7 圈。4) 计算弹簧预压缩量f Fvlthv = 7.2min)Fi5) 校核h = by + h + 论=(7.2 + 1 + 1 + 5)mm = 14.2mm (16+16+10+14)mm=56mm, Lv(45+16+16+10+14)mm=101mm

12、 根据 JB/T 7650 6-1994,选用长度为65mm的卸料螺钉。综上，卸料螺钉的规格为M12X 65 JB/T 7650.6-1994。(2)推件装置设计A. 推件块的设计推件块的外轮廓与冲裁件的外轮廓-致，为了保证推件块的推出町靠，推件块与凹 模配合的部分要比凹模略长即5 =力 + 1 = 22mm设计推件块的凸缘部分时，要保证板料分离时，推件块离凸模固定板仍冇10mm的 安全距离，已知限位板厚度为16mm,推件块已比凹模厚度略长1mm,材料板厚1mm, 因此凸缘的长度厶 2 = 16 10 1 1 = 4mm要完全包络推件块外轮烷，于是将凸缘的表面尺寸设计为55X72mm的矩形。同

13、 时，为保证推出平稳，无偏心我荷，矩形的几何中心位于工件的压力中心。B. 推杆的设计为确保推出的平稳，选用四根推杆，分别布置在推件块的四周。为了推出可靠，推 杆的长度要略人于推杆固定板、凸模固定板、限位板的厚度之和。再减去推件块的凸缘 厚度。即L(16+16 + 5 4)mm = 33mim根据中国模具设计人典JB/T 7650-1994 ,确定推杆的规格为6X35。C. 推板的设计考偲到推件块的大小与推杆的布豐情况，推板选择直径为80mm,厚度为6mm的 圆板。D. 弹性元件的选择1) 初定弹簧数量n。为确保卸料平稳，拟选n=62) 计算每个弹簧的预压力斤=丑=辺=689N n n3) 由1

14、 5Fy估算弹簧的极限工作我荷Fj=l 5Fy=1033 5NFh国际标准模具弹K ISO 10243 ,初选SJM20xl0x25。规格：DH=20mm, Dd=10mm, h0=25mm, hj=12.0mm, Fj=1292N, n=25 圈。4) 由于是进行推件的弹簧，则不需要进行校核。七、其他零件设计1 模柄的设计模柄主要分为旋入式、压入式、凸缘式。考虑到上模座的尺寸较小，而凸缘式的面 积较大，故不符合要求：并且模柄卜的垫板开有推板孔，故压入式也不符合要求，所以 选定模柄为旋入式模柄。根据最新冲压模只标准及应用手册中JB/T 2862 2-2008,由压力机J23-16的 模柄孔尺寸

15、(直径为40mm深度为60mm)与上模座的厚度35mm,选定规格为40X95 的旋入式模柄。由于需要设置打杆，故选择B型模柄。其模柄孔尺寸为直径13mm,模柄髙度为 95mm,所以选定打杆直径为12mm,长度为120mm的打杆。2 螺钉的选择考虑到最小孔边距与螺钉长度，上模选择内六角螺钉M10X100,卜模选择内六角 螺钉M6x60o3 圆柱销的选择考虔到最小孔边距与螺钉长度，上模选择圆柱销M10X100,卜模选择圆柱销M6X60八. 校核模具高度为确保设计的模具能正确地安装到压力机上，需对模具进行高度校核。模貝高度等于各板的厚度加上留出的安全距离10mm与板厚0 5mm：H 总=(35 +

16、20 + 5 + 16+ 16 + 21 + 14+0.5 + 10 + 16 + 16 + 45)mm=214.5 mm丿玄力机址人闭合高度220mm,闭合高度调节呈45mm。由于(220 45) mm 220mm故模真高度满足要求九、课程总结我觉得很荣幸能选上林老师的这门模具设计课，课上老师很认真给我们讲解了冲压技术 和模具设计。刚开始我很认真地听，也学到了很多东西。但是由于这学期要考研，到了后面， 听课就静不下心來了，所以错过了很多东西。考研结束后，我才开始做大作业。看着自己的图纸，由于后面讲模貝设计时没有认真听 讲，我设计开始时无从卜手，于是去图书馆借了几本模其设计书，在往上也査了很多

17、相关的 资料，才开始按照老师的设计要求，一步步往下做。要想完成这个作业町一点也不简单.首先，它要求白很强的机械制图能力。我们是人一 学得制图，很多东西都忘记了，所以要重新來学习下制图。其次，要运用到很多机械设计课 上的内容。设计某个零件不能光想着能完成要求就好，还要考渥所设计零件的成本和在实际 生产屮是否方便实现，不能想当然的随意设计。我在课程设计的过程中，遇到了很多实丰解 决不了的问题，而书本并不总能给我最冇效的解决方案，这时周闲的同学们总能热情地加入 到问题的讨论中，人家一起想办法，出主意，解决问题。通过这个过程，不仅使问题得到了 解决，还让我肴机会掌握到许多平时被忽视的知识点，对书本的掌握又更近了一步。虽然很认真地再做，但是由于考研，也欠了其他i果的很多帐，还有其他两个大作业没有 做，而且面临着马上到来的期末考试，我还有三门考试课要复习，所以考研虽然结束了，但 是压力点也没仃减轻。我深知口C的设计仃很多漏洞，也仃很多东西没仃完成弄明白，我 会在今后的时间内继续完善这个设计的。这是我第一次完整地设计出一套模具，虽然还存在 着很多问题，不能符合生产