连接片落料冲孔复合模模具设计说明书

1、课程设计任务书题目：连接片模具设计院别：机电学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导教师：日期：2020/6期0一、工艺方案设计错误!未定义书签。1、工艺分析错误!未定义书签。2、确信冲裁工艺方案错误!未定义书签。二、排样设计错误!未定义书签。三、工艺计算错误!未定义书签。L冲裁力的计算错误!未定义书签。2压力中心计算错误!未定义书签。3.计算凸、凹模的刃口尺寸错误!未定义书签。四、模具结构设计错误!未定义书签。五、凸、凹模与凸凹模的设计及相关零件的设计错误!未定义书签。1、凹模的设计错误!未定义书签。2 .凸模固定板的厚度错误!未定义书签。3 .垫板的采纳与厚度错误!未定义书签。4

2、.卸料板的厚度错误!未定义书签。5 .卸料橡皮的选用错误!未定义书签。6 .凸模的设计错误!未定义书签。7 .凸凹模的设计错误!未定义书签。8 .模架的选用错误!未定义书签。六、压力机的选择错误!未定义书签。七、要紧零件的结构设计错误!未定义书签。1 .模柄的设计错误!未定义书签。2 .导料销的选择错误!未定义书签。3 .推件、顶件的选择错误!未定义书签。4 .挡料销的选择错误!未定义书签。5 .螺孔、圆销孔离端面的距离确信和螺钉、销钉尺寸设计.错误!未定义书签。八、小结错误!未定义书签。九、参考文献错误!未定义书签。己知条件：3-R10零件简图：如右图生产批量:中批量材料:20钢材料原度：一

3、、工艺方案设计一、工艺分析由零件简图可见，该零件的外形简单，是由圆弧和直线组成，且该零件仅有冲孔、落料两种工序内容，适合冲裁加工。材料为20钢，厚度为的中碳钢，由文献1中的表可知20钢的抗剪强度t=275392MPa,抗拉强度,二353500MPa,屈服点q=245MPa,伸长率4o=25%,弹性模量EYOGXIO'MPa,其冲压性能好。由文献1图可知，冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离a工（t为材料厚度）,t二，而零件上各孔的孔边距关于所冲小孔。10mm，按文献口表查得，一样冲孔模对该种材料能够冲压的最小孔径为dMt（t为材料厚度），t二，因此。10mm孔符合工艺要求。关于孔心距

4、50±,20土，按文献1表查得，该零件的中心距大体尺寸下一样精度模具可达到的两孔中心距公差为土，因此零件符合尺寸精度工艺要求。山文献2中的表2-3可知，冲裁件内外形所能达到的经济精度为"11。以上各项分析，均符合冲裁工艺要求，因此利用一般冲裁方式可达到图样要求。2、确信冲裁工艺方案冲裁工件包括落料和冲孔两道工序，能够有以下三种工艺方案。方案一：先落料，后冲孔。采纳单工序模生产。方案二：落料和冲孔同时进行。采纳复合模生产。方案三：先冲孔，后落料。采纳级进模生产。各方案的特点比较如下:方案1:艺方案结构特点单工序模生产模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较

5、高，生产效率低，在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量降低，达不到所需的要求。复合模生产在同一模具上同时完成冲孔和落料两道工序，大大减少了模具规模；降低了模具成本。操作简单、安全，易实现自动化生产，且效率高，适合中批量生产；能可靠的保证孔心距尺寸精度。级进模生产级进模适合多工位，效率较高，批量生产要求比较大，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压的形状精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装时比复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，我选用第二方案的倒装式复合模生产。二、排样设计为知足各尺寸的精度要求,采纳直对排有废排样。零件的材料为20钢，属于低碳钢,零件厚

6、度为L2mm,由文献1表可知，工件间搭边值a=l.8mm,侧面搭边值ai=2.0mm。考虑冲裁件的尺寸形状、材料的硬度和原度、排样的形式、搭边的强度和刚度等因数,最终取搭边值a=ai=3mm,考虑最终冲裁，上下对排零件的距离为5mm。排样图如下：376每次只冲裁一个零件的步距h=L+2ai=(50+10+10)+2X3=76(mm)条料宽度B=73(mm)冲裁件面积：A=LX50X20+50X10+20X10+X10+X10X102=500+500+200+=(mm)由文献1中公式故一个步距内的材料利用率为二色X1002y2G6X100%=%Bh73x76式中n为一个步距内的冲裁件数量，那个地

7、址n=2三、工艺计算1.冲裁力的计算由前述的查表数据可知，抗拉强度b=353500MPa,那个地址取q=450MPa由文献1可知冲裁力F的一样公式：F二KLt%式中：F为冲裁力L为冲裁周边长度勿为材料抗剪强度K为系数，一样取为方便计算，可按下式估算冲裁力F二Lt4式中：/为材料的抗拉强度故，落料力F落二Ltcr?,=(50+20+2X乃X10)XX400=冲孔力F孔二Lt1二3万X10万义X400二依照文献1第26页表可知：卸料力系数Kx二，推件力系数Kt为便于制造与操作和其他因数，本模具采纳弹性卸料装置，故由文献1卸料力公式，得卸料力F卸二KxF落二X二本模具的上模采纳顶件器顶出制件，故由文

8、献1推件力公式，得推件力F推二iiKdF孔二5XX二其中n二匕二工二5,n为同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)的个数，h为凹模刃壁/1.2垂直部份高度，t为板料的厚度；由文献1的表，本模具选用表中的序号3样式，因止匕h取6mmo综上所述，总冲裁力F总二F落+F孔+F卸+F推二2压力中心计算如上图所示LI50mmL2二X2X乃X10=lo.7Imm4L3=20mmL4=19.51mmL553.85mmL6=27.61mniL/LSLO7tX1031.42nunXl=25+10=35mmX2=66. 6mmX3=10+50+10=70mmX4=64. 91mmX5=31. 29mmX6=3. 02m

9、mX7=10mmX8=60mmX9=60mm 故压力中心：Xc=Yl=0mmY2二Y3=10+10=20mmY4=37.25mmY5=37.25mmY6=9.28mmY7=10mmY8=10mmY9=30mmZJX1+L2X2+L9X9IA+L2+L91750+1042.5+1400+1266.4+1685+83.4+314.2+1885.2+1885.250+15.71+20+19.51+53.85+27.61+3x31.42=40.3mm40mmvLY+L2Y2+L9Y9Yc=：L+ZL2+L9_0+57.18+400+726.7+2005.9+2569+3142+9422280.94=1

10、7.9mm«18mm3.计算凸、凹模的刃口尺寸查文献2表2-10得凸、凹模的刃口间隙值为ZgJ，考虑到模具在利用进程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时应采纳最小合理间隙值，因此那个地址取间隙值Zi落料部份以凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配置:冲孔部份以凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配置。即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模以间隙值配置。冲孔凸模查文献2表2-12得规那么形状（圆形、方形间）冲裁时凸、凹模的制造公差为况二,JA=o由冲孔尺寸”0/mm,公差A=，查文献2表2-13得其因数x二因所冲孔为圆形这种简单形状的工件，故对冲孔。10竹mm采纳凸、凹模分开加工的方式，其凸

11、、凹模刃口部份尺寸计算如下：工件尺寸01072mm磨损变化变小X凸模基本尺寸A"mmdmm+xA=10.1mm凹模基本尺寸A；/mmA+Z=10.26nun检验|t|+|a|-Zmin+Zmax明显不符合,所以用：T=(工门.Zmm)=0.012mm3A二(Zmax-Zmin)=0.018mm凸模尺寸/mm凹模尺寸/mm10.26/38落料凹模关于轮廓的落料，由于形状较复杂，故采纳配合加工方式，以凹模为基准件。零件图中未标注公差的尺寸，由文献2附录D中查出其极限误差：±RlOmm7074mm40?062mm-0.74依照文献2表2-13可知：尺寸70和40的系数X为，尺寸为

12、50和20的系数X取，尺寸为和的系数X取，尺寸R10的系数取四、模具结构设计故其凸、凹模刃口部份尺寸计算如下:工作尺寸/mm磨损变化AX凹模基本尺寸A/mm凸模基本尺寸Ay/mm偏差%凹模尺寸/mm50±0.2不变50二5OJ00520±0.2不变2020-5±0.4不变53.85卅R10-0.36变大DmX二二7"R9.73r097。变大69.63/8540°-U-0.62变大39.69产$0-0.74变大73.48”*如前所述，该模具采纳复合模结构。制件结构有3个孔，假设采纳正装式复合模,那么冲孔废料、制件、落料废料均落在凹模表面，将致使清

13、除困难而降低生产效率、增大劳动强度；同时，由制件功能可知，其平直度要求不是很高，无需采纳上、下压料结构，由此采纳倒装式复合模结构。为了保证制件较高的位置公差要求，上、下模之间采纳后侧导柱、导套的精准导向定位(标准模架)，各工作零件的安装位置要求较高，要紧靠加工精度保证。条料采纳手动送料，进入模具内依托导料销保证送进导向，定位销保证定距精度。冲裁完成后，冲孔废料111漏料孔从下模漏出；制件那么由上模刚性顶件装置顶出落在下模表面；落料废料(即条料)再由安装于下模的弹性卸料装置从凸凹模上剥落。五、凸、凹模与凸凹模的设计及相关零件的设计1、凹模的设计由文献1公式可知凹模厚度：H=kb(Nl5mm),其

14、中b为凹模刃口的最大尺寸；k为系数，查表得ki因为b二，故H二kb二X二，故取H二21mm乂由文献1公式可知凹模边壁厚O(2)H(23040mm)=(2)X21mm二42mm,故实取O35mm凹模板边长L=b+2O70mm+2X35mnrl40mm凹模宽BM0+2C=40+70=110mm查文献1表确信凹模周界L=160mmB=125mm。2 .凸模固定板的厚度固定板的凸模安装孔与凸模采纳过渡配H7/m6,压装后将凸模断面和固定板一路磨平,厚度一样取凹模厚度的倍，故凸模固定板的厚度为H尸()H凹二()义21皿产1317mm取整数Hi=15mm3 .垫板的采纳与厚度是不是采纳垫板，以承压面较小的

15、凸模进行计算，按承压应力校验，其承压应力F_xl0xl.2x400_CT；lyZMiaA乃x5,查相关表得铸铁模板的匕为90-140MPa即。匕,因此必需采纳垫板，垫板厚度取8mm.4 .卸料板的厚度本模具采纳弹性卸料装置,弹性卸料板既起卸料作用乂起压料作用。那个地址考虑冲压性能等因数，取卸料板厚度比二8m5 .卸料橡皮的选用依照工件材料的原度为1.2mm,冲裁时凸模进入凹模的深度取1mm,考虑模具维修时刃磨留余量2mm,再考虑开启时卸料板高出凸模1mm,那么总的工作行程/?什二,橡皮的自*Il由高度.=-；二20.8mm取力门小二20mm11(0.25-0.30)""模具

16、在组装时橡皮的预压量为h的二(10%15%)义匹巾二4.8mm取h.A=4mm由此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为16mm.由文献1表可知：H=16mm,D=25mm,d2=，Di=33mm为了保证橡胶正常工作，应使橡胶的预紧缩量状态下的预压力知足：=4000=1000Nkn4为了保证橡胶在过载失效，其许诺最大紧缩量不该该超过其自由高度45%,一样取AH2=()”o=X12mm二预紧缩量AH。=（）Ho=X12mm=AHi=AH2-AH°=3.36mm卸料板的工作行程一样取A/W+1=+1二，凸模刃磨量和调整量可取510mm,取A”"二5mm橡胶的总紧缩量=A/7|+A

17、/7+A/T=+5=橡胶的高度与直径之比即：W?&”二巴工符合要求D16橡胶的装配高度”2二（）用1718mm,®/72=18mm6 .凸模的设计所冲的孔均为圆形，而且都不属于专门爱惜的小凸模，因此冲孔凸模采纳阶梯式,即便于装配改换，乂加工简单。凸模的长度：L凸=hi+h2+t=15+21+=37.2mm（hi凸模固定板厚，h2一凹模板厚t材料厚度）7 .凸凹模的设计由文献2公式2-27得凸凹模最小壁厚而实际最小壁厚为5mm,符合强度要求。其中外刃口尺寸按凹模尺寸配制,保证双面间隙为。凸凹模的尺寸：L=hi+h2+h=20+12+二其中,hi一凸凹模固定板厚度，h2一弹性卸料

18、板厚度，h一增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）8 .模架的选用依照上述算得凹模周界L=160mmB=125mm,且选用后侧导柱模架，查文献3表1-232和表1-234得以下数据:凹模周界：L/mmXB/mm=160X125闭合高度（参考）：Hmax=225mmHmin=190mm上模座：L/mmXB/mmXH/mm=160X125X40下模座：L/mmXB/mmXH/mm=160X125X50导柱：d/mmXL/mm=25X180导套：d/mmXL/mmXD/mm=25X95X38S=170mmR=38mmAi=85mmA2=150mm模具的闭合高度：”闭含二上模座+上垫板+

19、凸模固定板+凹模+材料厚度+弹性卸料板+橡胶原度+凸凹模固定板+下垫板+下模座F0+8+15+21+12+18+20+8+50=由上面计算结果可知，模具的闭合高度在模架闭合高度190225mm范围内，整体设计合理。由上面查得的模座尺寸和导柱导套尺寸，依照文献4表4-10,导柱导套配合形式采纳滑动配合模架精度品级为I级，导柱导套的配合后的间隙值W。六、压力机的选择由前面计算得总冲裁力F总二，乩舲二,故依照总压力、模具的闭合高度、冲床工作台面尺寸和现有的设备等因数，选用JA23-25开式双柱可倾压力机，查文献1表，得其要紧的技术规格如下：公称压力250KN滑块行程65mm滑块行程次数55次/分最大

20、封锁高度270mm封锁高度调剂量55mm滑块中心线至床身距离200mm立柱距离270mm工作台尺寸：前后370mm；左右560mm工作台孔尺寸：前后200mm；左右290mm:直径260mm垫板厚度50mm模柄孔尺寸：直径40mm,深度60mm依照前面计算结果可得，模具的闭合高度为，而初选压力机的最小闭合高度为215mm,不能知足所设计的模具要求，因此模具在压力机安装时须加垫板，垫板原度按下式选取：-5>H>+10>H>取垫板原度为35mm通过度析最后确信仍是选用J23-63型开式双柱可倾式压力机七、要紧零件的结构设计1 .模柄的设计模柄是连接凸模和压力机的零件，与上模

21、座的配合采纳也，装配时，先在压力机m6上将模柄压入，再加上定位销钉孔或螺纹孔。然后，把模柄端面突出的部份铿平或磨平。依照模柄孔尺寸：直径40mm,深度60mmo依照文献1表可知,选择压入式模柄，其技术规格如下表示：d(dll)=40D(m6)=42普器)mm,Di=50mm,H=100mm,h=40mm,hi=6mm,b=3mm,a=1mm,d(H7)=6；""2mm,d2=13mm2 .导料销的选择导料销材料一样用T7、T8,热处置硬度4652HRC,粗糙度必以下，装配时采纳H7/s6配合。3 .推件、顶件的选择凹模装在上模座（倒装）时，要利用弹性推件装置推出工件。推件装置在上模内，通过冲床滑块内的打料机构完成推件工作。依照文献3表1-117选用推杆直接推动推块。因为模柄孔尺寸：直径40mm，深度60mm,其与凹模内壁的间隙不宜过大，一样取,但不小于，由文献3表1-206得,故推杆的选择如下:材料为45钢，A型带肩推杆，d=10mm,D=13mm,L=140mm,/35mm,4 .挡料销的选择因为固定挡料销具有机构简单，经常使用的为圆头形式。查文献5表得固定挡料销尺寸：（1=8*6111111，4=4林然mm,h=3mm,L=10mm5 .螺孔、圆销孔离端面的距离确信和螺钉、销钉尺寸设计螺孔。未经淬火的零件L>d经淬