机电一体化……倒装复合模

1、目录绪论一、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

2、制模具总装图及主要成形零件图十、冲压工艺过程卡 27十一、结束语 28绪论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

3、产品的生产率和 质量。一般压力机加工，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6 0%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9 0%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

4、性还有待于实践的 检验。，、零件设计零件简图：如图1.1所示生产批量：10万件材料：10钢材料厚度：2mmIR1501rv03斗一匕己.5IXROO十05-0.1图1.1零件简图1、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=4m侖1.5 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：（T s=205Mpa （T b=386Mpa延伸率S =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.

5、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。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，可米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

6、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44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I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，

7、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a=1.5 mm由CAD算得冲压件毛坯面积A=600mm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n为：n =x100%=1 600 x100%=38% Bh45 35.2式中a5. 2 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、落料力3Fi=Lit 3 b =120mm x 2mm x420MPa=100.8 x 10 N522、冲孔力3F2=L2 t 3 b =66mm x 2mm x 420MPa=55.4 x 10 N、

8、落料时的卸料力由【2】表5.10得 K卸=0.04533F卸=«卸 xFi=0.045 x 100.8 x 10=4.54 x 10 N、冲孔时的推件力由【2】表5.10得 K推=0.055取同时梗塞在凹模内的废料数为 333F 推=门«推 F2=3 x 0.55 x 55.4 x 10=9.14 x 10 N、冲床的总压力为F总=R+F2+F推+F卸=(100.8+55.4+4.54+9.14 )x 103N=170KN、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JH

9、23-25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：370mm 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、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S p =0.020mm S d =0.025mmZmax- Zmi n=0.360-0.246=0.114mmS p+ S d

10、=0.020+0.025=0.045mm满足 Zmax- Z S p+ S d =0.020+0.030=0.050mmminS p+ S 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=0.75d p=(d+x ) °_p =(21+0.75 x 0.2)°.02=21.15 °0.O2mmdd =( d p +Zmi n) 0d =(21.15+0.246)00.025 =21.396 00.025 mm、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

11、差 S p =0.020mm S d =0.030mmZmax- Zmin=0.360-0.246=0.114mm 满足 Zmax-ZminS p+ S 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=1D d34=(D-x ) 0 d =(34-0.5x0.2) 00.030 =33.9 00.030 mmD p34=( D d34-Zmin ) 专=(33.9-0.246)02 =33.654 ° ° °? mmDd42=(D-x ) 0 d =(42-1x0.2) 00.030=41.8 00.030

12、 mmDp42=( D d42-Zmin )=(41.8-0.246)°0.02 =41.554 红吃 mmDd5=(D-xA ) 0 d =(5-1x0.1) 00.030 =4.9 00.030 mmD)5=( D d5-Zmin ) 筹=(4.9-0.246)02 =4.654 笃。？ 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=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【

13、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、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 14mm622、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修磨二 t 1(4 6) = (21 5)mm 二 8mm橡胶的自由高度 H0 =(3.54) H工=(2832) mm取 H0=30mm矩形橡胶在预压量为15%寸的单位压力为0.5MPa橡胶截面

14、积：A =4536N :' 9072mm2P 0.5MPa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 907240 45 =91mm120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所以鱼=30 = 0.5D 60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 1

15、25mm x 100mm x 14mm凸模与凸模固定板的配合为H7/n66.4、垫板设计厚度h 一般为512mm,取12mm外形尺寸为 125mm x 100mm x 12mm6.5、冲孔凸模设计凸模长度L=H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匚丄-nog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

16、的选用7.1、模架选择前面已选用中间导柱模架由【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 38mm7. 2、模柄选用采用凸缘模柄，根据压力机模柄孔尺寸：40mm x 60mn由 1】表7.39 ,选用 模柄 40 X 55 GB2862.3-81 Q235模柄夹持长度比模柄孔深度小510mm7.3、挡料销由1】表7.44采用挡料销 A6 X 4X 3 GB2866.11-817.4、导料销由1】表7.44采用导

17、料销 A6 X 4X 5 GB2866.11-817.5、螺钉选用卸料螺钉：由【1】表7.58采用 卸料螺钉6 X 35 GB2867.6凹模锁紧螺钉：由【1】表7.59采用 螺钉M8X 80 GB70-85凸凹模锁紧螺钉：由1】表7.59采用 螺钉M6X 35 GB70-85模柄锁紧螺钉：由【1】表7.59采用 螺钉M10X25 GB70-857.6、销钉选用根据【1】表7.61凹模定位销采用销8 X 100 GB199-85凸凹模定位销用销6 X 55 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

18、=218.5mmJ23 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戸总=210.17KN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125mmX 100mm，冲床工作台面冲床为370mmX 560mm，能够满足模具的安装。九、设计并绘制模具总装图图9.1总装图九、设计并绘制模具总装图序号名称数量材料1下模座1HT2凸凹模1Cr R Mov3定位钉14凸模15卸料块145#6凹模17垫板1Q2358凸模固定板1Q2359垫板1Q23510上模座1HT11模柄145#12打料杆1T813固定螺钉414打料板1Q23515打料钉316滚珠导套217导柱218定位钉119脱料板120耐油橡胶板图9.3左视图旦余技术要求L 热处理：60-64HRC.2保证刃口锋利，修钝非刃口锐边口3 未标注倒圆角为尺仁凸凹模设计给图审阅比例1.1图号21Gt12IdV沖压工莒及摸具设计隼美大学 机制312图9.4凸凹模零件图致谢本次课程设计的题目为止动垫片及其模