落料冲孔复合模说明书

1、目 录1工艺性分析11.1零件图分析11.1.1 零件结构分析11.2零件工艺性分析11.2.1 尺寸精度11.2.2 材料要求12工艺方案的确定22.1 冲压基本工序的确定22.1.1 工序数目的确定22.1.2 冲压工序顺序的确定22.2 冲压方案的比较确定22.2.1 方案的比较22.2.2 方案的确定33工序设计和工序尺寸计算43.1 毛坯尺寸的计算43.2工序设计尺寸及其计算53.2.1 工序尺寸计算53.2.2 各步工序简图及尺寸54工艺设计与计算74.1 落料模刃口尺寸计算74.1.1 落料凹模刃口尺寸计算7落料凸模刃口尺寸74.2 排样设计74.2.1 冲裁件的排样74.2.2

2、 搭边84.3 冲孔凸凹模刃口尺寸计算84.3.1 冲孔凸模刃口尺寸84.3.2 冲孔凹模刃口尺寸94.4 拉深工作部分尺寸计算94.4.1 拉深模工作部分尺寸计算9拉深凸凹模的圆角半径104.5 凸模和凹模外形尺寸及结构形式的确定104.5.3 冲孔凸模外形结构124.5.5 弹性元件计算135模具整体结构的确定165.1 模具类型选择165.2 操作方式选择165.3 材料送进方式选择165.4 卸料和推件及压边装置的选择175.4.1 卸料装置175.4.2 推件装置175.5 导向装置的选择175.5.1 导向零件设计与标准175.5.2 导柱结构尺寸175.5.3 导套的结构186

3、选用设备196.1 压力机选择196.2模柄的选用19附 录21附录A 冲压工艺卡片21参考文献221 冲压件的工艺分析1.1 工艺性分析1.1.1 零件材料分析冲压件名称：弹簧座片拖拽装置材料：A3钢料厚：2 图1.1 零件图Q235（A3）普通碳素结构钢普板是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已！A，B，C，D，所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为：Q235A级，是不做冲击；Q2

4、35B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。元素含量：A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少Q235各个级别的化学成份：Q235分A、B、C、D四级(GB700-88)Q235A级含 C 0.140.22% Mn 0.300.65 Si 0.30 S 0.050 P 0.045Q235B级含 C 0.120.20% Mn 0.300.67 Si 0.30 S 0.045 P 0.045Q235C级含 C 0.18% Mn 0.350.80 Si 0.30 S 0.040 P

5、0.040Q235D级含 C 0.17% Mn 0.350.80 Si 0.35 S 0.040 P 0.035就其脱氧方法而言，可以采用F,b,z分别表示为沸腾钢、平镇静钢、镇静钢。沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性和韧性较差。用这种材料制成的焊接结构，受动力载荷作用时接头容易出现裂缝。不宜在低温下工作，有时会产生硬化现象。相比之下，镇静钢质优而匀，塑性和韧性都好。Q235的机械性能：抗拉强度（b/MPa）：375-500伸长率（5/%）：26（a16mm）25（a>16-40mm）24（a>40-60mm）23（a>60-100mm）22（a>100-150mm）21（a

6、>150mm）其中 a 为钢材厚度或直径。在板材里，是最普通的材质，属普板系列。过去的一种叫法为：A3。1.1.2 零件形状与尺寸分析1形状分析冲压件的外轮廓是由四个直径相等的圆弧和四条直线组合而成的，所以曲线不多，形状规则，是简单的外部轮廓。内部有圆孔，是规则的形状。所以该件的冲压模具的落料模稍复杂，而冲孔模则简单.。另外，冲裁件轮廓图形上，直线与直线用圆弧过渡。这样不仅使模具制造简单，模具磨损慢，而且减少了模具制作工序，提高了生产效率。2尺寸精度冲裁尺寸精度主要与模具的制造精度、材料的力学性能、制件的相对厚度和冲裁件的尺寸和形状有关。一般冲裁件的尺寸精度可达IT10IT12级，高精度

7、可达IT8IT10级。但因为冲裁件的尺寸精度受模具制造精度的影响，所以冲裁件的公差等级不能太高，一般来说不高于IT11级，本次冲压工件的尺寸精度要求为IT12级，且部分尺寸公差已经给出。1.1.3 冲裁件的成型性分析1.冲裁件的圆角冲裁件的最小允许圆角半径与材料的厚度及种类等因素有关。一般情况下，应使 式中 R 圆角半径（）； t 材料厚度（）。将冲压件厚度t=2代入计算得知R>(0.51)×2=12mm工件的最小圆角半径为R10，满足要求。2.最小孔直径冲孔工件孔的尺寸不能过小，否则冲孔凸模会很快损坏或折断。孔的极限尺寸与材料性质、料厚及孔的形状等因素有关。一般无护套的凸模冲

8、孔时，根据冲孔形状、材料及料厚查得，2的硅钢片的最小凸模尺寸应满足 式中d 冲孔件的孔径（）；t 材料厚度（）。代入数据得 d1.5t=1.5×2=3mm工件的孔径为10，满足要求，可以冲孔。3.冲裁件的孔间距与孔边距为了保证冲裁模的强度及冲裁工件的质量，冲裁件的孔间距及孔到工件外边缘的距离不能过小，一般要大于2 t，并不得小于34。如果小于上述距离，则孔形或工件边缘将会产生变形。本次需要冲裁的工件有四个孔，孔到边缘的距离约为5，大于4，所以满足要求。1.2 工艺方案1.2.1 工序分析 从冲件形状来看，该件需要的工序有下料、落料、冲孔。1.2.2 方案分析1分析冲件外形，可以采用的

9、模具加工方案有：（1）单工序加工，即落料与冲孔，在两套模具上完成。（2）复合模加工，即落料、冲孔在同一模具中进行加工，两个工序在压力机压下时一步完成。（3）连续模加工，即落料、冲孔在一套模具中加工，但两个工序在压力机两次行程中分步进行2方案分析单工序模在压力机一次行程中只能完成一道工序，若采用方案（1），则需要做两套模具，虽然模具加工形状简单，但在很大程度上提高了成本，增长了生产周期，降低生产率，所以不采用该方案。复合模中落料、冲孔在压力机一次行程中完成，模具结构比单工序模具稍复杂，但生产率可显著提高。由于连续模需要导正销定位，且直径应大于25，条料厚度一般不小于0.3，否则孔的边缘可能被导正

10、销压弯而起不到导正和定位作用，有要冲压的零件材料厚度为0.35，属于薄料类。另外，对于窄长形零件或落料凸模尺寸不大是，为了避免凸模强度过渡减弱，一般都不使用导正销，而改用侧刃来定距。但若采用侧刃的话，与尺寸相对较小的冲压件来说，在很大程度上降低了材料利用率。所以方案（3）不宜采用。3确定方案经过上述分析，确定模具方案为落料、冲孔复合模。1.3 工序设计 由前面的分析，可确定工件的工序为下料、落料和冲孔。工件尺寸竟过必要的公差换算，得到简要的工序图1.2 图1.2 冲压工序图1.4 工艺计算1.4.1 材料排样与裁板宽计算 1.排样由于冲件轮廓呈规则形式，适合采用少废料排样，所以用直排形式进行排

11、样。，具体方案有两种，如图1.3 (1) (2) 图1.3 排样方法由手册查得搭边值a1=b1=2.5mm a2=2mm。 由于工件的尺寸不大，为使送入的料不至于太窄而影响到材料利用率和冲裁件质量，选用方案二的排样方法。 2.条料宽度的确定由于冲裁件材料厚度为2，属于较薄材料，且冲裁件尺寸不大，用导正销定位时不易保证凸模强度，所以定位零件不用定位销。若采用侧刃定位，在工件尺寸不大的情况下又会极大地降低材料利用率，考虑到工件的尺寸精度要求不是太高，且落料冲孔复合模已经可以在一定程度上保证精度要求。所以，可直接用挡料销对料进行定位和导向，不用导正销和侧刃装置。条料宽度的计算公式可用 B=（Dmax

12、2a）0- 式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a 冲裁件之间的搭边值； 板料剪裁下的偏差；B=502×2.5=550-0.6mm故条料宽度为55mm。弹性元件计算冲裁模中常采用橡皮作为弹性元件。因为其允许承受的负荷比弹簧大，而且安装调整也方便，对于卸料或推件常采用较硬的橡皮。其选用原则是依据工艺力（卸料力、推件力或顶件力等）的大小及压缩行程的要求。1.高度计算 （1.4） （1.5）式中H0 橡皮自由高度（）；H预 橡皮预压缩量（）；H1 橡皮工作行程（）。根据料厚取参考值H1=2，则H0=6.78，取H0=8H预=（0.10.15）H0=0.81.2，取H预=1压缩量选用

13、橡皮时要注意橡皮高度与直径比要满足，从而可知 取D=16则每个橡胶的面积 2.面积计算查得橡皮单位压力 所需要的卸料力 需要的橡皮横截面积 3.面积补充根据模具结构特征可知需要4个空心橡胶，但面积仍不满足要求，所以需要另外加橡胶以达到所需的卸料力。下面确定需添加的橡胶直径及个数：（1）高度计算在固定板与卸料板之间加工小凹槽对橡胶进行定位，设凹槽深度为2，则橡胶被压缩后高度H2为10，求出自由高度为12。（2）面积计算由得，考虑模具结构与平衡性取2个直径为的橡胶。则橡胶的横截面积 从而，橡胶总面积为满足面积要求。冲压工艺计算1.冲压力的计算考虑到模具刃部被磨损，凸模与凹模间隙不均匀和波动材料的力

14、学性能的波动几材料的厚度偏差等各种因素的影响，实际计算冲裁力时按以下公式： （1.6）式中 P 冲裁力（N）； L 冲裁剪切周边长度（）； 冲裁件材料厚度（）； 被冲材料的抗剪强度（）； K 系数，一般取1.3。为便于计算，可取=310380N/mm2取=350 N/mm2通过计算得到 L=302.8mm。代入数据得落料力： =1.3×302.8×2×350=275.5kN =kN 2.卸料力、顶件力和推件力冲裁件在冲裁过程完成后，材料会沿径向产生弹性回复，使处于凸模周边材料紧箍在凸模上。而冲断后落如凹模的材料则因弹性回复而梗塞在凹模内。从凸模上将工件（或废料）卸

15、下来的力称为卸料力；从凹模内向冲裁反方向将工件（或废料）顶出的力称为顶件力；从凹模内顺冲裁方向将工件（或废料）推出的力称为推件力；卸料力、顶件力和推件力用以下经验公式进行计算： 式中 分别为斜料力、顶件力和推件力系数。可由表3-22 ，查出=0.040.05，取=0.050 ；=0.005；=0.06代入数据得： P卸=0.05×389.5=19.5KNP顶=0.06×389.5=23KN P推=5×0.005×389.5=97KN由以上数据求和即可得出即P总=P+ P卸+P顶+P推=389.5+97+23+19.5=529kN3.冲裁功的验算平刃冲裁时

16、，冲裁功按以下公式计算： （1.10）式中 平刃冲裁功 ； 平刃冲裁时的总冲裁力（）； 冲裁件的材料厚度 ； 系数，取0.63。代入数据得 A=mpt/1000=0.63×389500×2/1000=490.77N m压力中心计算 冲裁合力的作用点称为冲模的压力中心。设计冲裁模时应该使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合，即冲模的模柄中心应该与冲模的压力中心一致，以保证冲裁模在压力机上正常、平衡地进行冲制工作。 由于本冲件是关于原点对称的，圆孔的压力中心就在圆心处，所以该冲裁模的压力中心就是圆心，即对称中心。冲模工作零件计算1. 刃口部分尺寸计算由表3-2查得，该冲裁模初

17、使用间隙为： ，Zmin=0.33mm Zmax=0.39mm计算前需要将冲压件的尺寸换算成标准的标注形式。冲压件外轮廓形状较复杂，标注尺寸家谱多，且零件材料较薄，所以落料模采用凸凹模配制加工的方法。冲孔模用分开加工的方法。故：由查得原始数据的其他计算参数表1.1 冲压件参数工序工件尺寸/ 落料磨损变 大 100-0.36 0.024 0.024 0.36 1100-0.52 0.024 0.036 0.52 0.024 0.036 0.36无增减尺寸 90+0.1-0.1 0.1 30+0.1-0.1 0.1冲孔 10+0.240 0.024 0.036 0.24（1）落料 Cd=(Cmin

18、+0.5 ) ± /8 式中 ,Cd 凹模刃口尺寸（）； A , C 工件基本尺寸（）; 工件公差（）； 凹模制造公差（）。由表查得：x=0.5。半径10 凹模刃口尺寸：A1d =(A1-x)0+=(10-0.5×0.36) 0+=9.82 0+0.036mm凸模刃口尺寸：长度110凹模刃口尺寸：A2d=(A2-x) 0+=(110-0.5×0.52) 0+=109.740+0.036mm凸模刃口尺寸：=长度50凹模刃口尺寸：A3d=(A3-x) 0+= (50-0.5×0.36) 0+=49.820+0.036mm凸模刃口尺寸：落料凸模各部分尺寸保证模

19、具间隙进行加工。（2）冲孔凸模刃口尺寸： dp=(dmin+ x)=(10+0.5×0.24)0-0.024=10.120-0.024mm凹模刃口尺寸： dd= (dp+Zmin)=(10.12+0.33)0+0.036=10.450+0.036mm（3） 空心距2.外形尺寸冲裁模的外形尺寸主要是厚度与高度方向的尺寸。其高度尺寸在保证强度要求的情况下可以根据标准模架上各板厚来确定，厚度则通过强度计算确定。（1）凹模尺寸凹模厚度：H=kb=1100.28=30mm。凹模编壁厚：C（1.52）H=（4560）mm。凹模板边长：L=b+2c=200mm。查表得：凹模板宽度为200mm。凹模

20、外形为：。经调整，凹模各部分尺寸见图1.4。 图1.4 凹模 （2）凸模尺寸凸模长度根据模架确定，具体尺寸如图1.5。 图1.5 凸模（3）凸凹模尺寸高度方向尺寸标准模架中已经给出，其余部分尺寸如图1.6。 图1.6 凸凹模2 确定模具总体结构2.1 确定模具结构形式2.1.1 模具类型选择由于该零件为批量生产，根据方案分析比较的情况，本设计选用落料-冲孔复合模。复合模分有顺装和倒装两种形式，其中顺装模是将凸凹模装在上模部分，卸料板装在下模。倒装模是将凸凹模装在下模部分，卸料板装在下模，这种结构不必特别清除废料，操作方便。由于本冲压件较小，采用的是自动操作方式，所以选用倒装式复合模。模架选用后

21、侧导柱模架，导柱安装在后侧，可以从左、右、前三个方向送料，操作比较方便。模架主要参数如表 表2.1 模架GB/T2851.3主要参数 单位：参数LBhH最大H最小A1A2SR数值20020030290245130235250452.1.2 操作方式选择由于本冲压件是大批量生产、料薄且窄，所以为提高生产率采用自动化操作方式，自动从右侧送料。2.1.3 定位方式选择定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具冲裁时保证正确的位置。定位包括纵向定位和横向定位。纵向定位是确定条料送进的距离，称为挡料；横向定位是为了保持条料正确的送进方向，称为导料。常见的定位零件有：定位钉、定位板、挡料销、导正销、侧刃、导尺等

22、。本套模具中选择较为简单的固定挡料销 进行挡料和导向（图2.1）。 图2.1 固定挡料 卸料装置和推件装置1.卸料装置卸料分固定卸料、弹性卸料和废料切刀形式。固定卸料板一般用于卸料力大或冲裁厚度较大的零件。这里选用弹性卸料方式，弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用2.推件装置推件装置可把工件从凹模口中推出。2.1.5 导向装置模具采用导柱导套进行导向，零件尺寸可采用标准模架中所给尺寸。2.2 确定压力中心位置从模具结构选择与零件形状分析可知，模具是对称的结构，所以其压力中心就是模块中心。3 选用设备根据前面计算所需的压力为529，选择压力机型号为J23-63开式双柱可倾冲床，主要技术参数见下表：

23、表3.1 开式双柱可倾压力机技术规格技术参数公称压力/滑块行程/滑块形程次数/min最大闭合高度/闭合高度调节量/滑块中心至床身距离/立柱距离/数值6301207036090260340技术参数工作台尺寸/工作台孔尺寸/ 工作台板厚度/模柄孔尺寸/床身最大可倾角度/（°）前后左右前后左右直径直径深度数值480710180340230905070304 模具结构分析 4.1 模具结构特点本套模具采用倒装式复合模结构，冲孔废料可以直接从模具写的废料口掉出，模具周围清洁，更重要的是避免了人手工取出废料带来的安全隐患。卸料板在下模上，选择应用广泛的橡胶作为弹性元件。另外，卡在凹模口中的成型零件通过顶件装置被推出。4.2 注意事项在模具制造与装模过程中需要注意的有:1.落料的凸凹模采用配合加工，最大与最小间隙分别为Zmax=0.39mm，Zmin=0.33mm。2.冲孔的凸凹模分开加工,间隙值为0.33mm。3.上下模座平行度不大于0.8mm。4.模