垫片零件落料冲孔复合模设计

1、飞 行 器 制 造 工 程 专 业专 业 课 程 设 计题 目： 落料冲孔复合模设计 专业 班级 姓名 起止日期 至 指导教师（签名） 飞 行 器 制 造 工 程 专 业专业课程设计课题单 班级 姓名 题目： 垫片零件落料冲孔复合模设计 图纸：设计资料（数据）及要求： 工件名称：垫片 生产批量：中批量 材 料：08F 厚 度：2mm 设计要求：1、 绘制钣金零件图；2、 编制钣金工艺规程；3、 绘制模具总装图和非标准零件图；4、 编写设计计算说明书。起止日期 至 指导教师（签名） 目录一、 冲压件工艺分析·······5二、

2、 冲压工艺方案的确定·····5三、 主要设计计算···············5四、 主要零部件设计·············9五、 工艺规程卡··········&#

3、183;······12六、 设计小结···················13七、 参考文献···················13一、冲压件工艺分析此工件

4、只有落料和冲孔两个工序。 材料为08F，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个10mm的孔；孔与孔之间的距离、孔与边缘之间的距离也满足要求，壁厚为2mm。工件的尺寸全部为自由公差，可取作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产；方案三：冲孔-落料级进冲压，采用级进模生产；方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低，工序较多；方案二工件的精度及生产效率都较高，易于批量生产，操作简单，而且工件精度也满足要求；方案三

5、生产效率高，模具、工件精度高，但操作、生产难度大，制造成本相对于方案二较大。结论：方案二为佳方案。三、主要设计计算1、排样方式的确定及其计算设计复合模，首先要设计条料排样图。根据材料形状规则，为了达到最大的材料利用率采用直对排。查冲压工艺与模具设计表2.5.2，两工件之间按L50mm件取搭边值工件间=2.0mm，沿边a=2.2mm。采用有侧压装置的模具，能使条料始终沿基准导料板送料，因此条料宽度可以按下式计算：条料宽度为B=，查冲压工艺与模具设计表2.5.3,2.5.4得，条料下料剪切公差错误！未找到引用源。=0.5mm，则B= =（40+2×2.2+0.5）=44.90-0.5mm

6、。进距的计算：h=20+2=22mm条料宽度:b=40+2×2.0=44.4mm一个步距的材料利用率的计算：0=(S0/S) ×100%=(968-353.4)/（22×44.4） ×100%=63.5%板料规格拟选用2.0×1100×2500(钢板)若采用纵裁: 裁板条数 n1=B/b=1100/44.4=25余0mm 每条个数 n2=(A-a1)/h=(2500-2.0)/22=113余12mm 每板总个数n3=n1×n2=25×113=2825个 材料利用率:总=n总S0/AB=（2825×614.

7、6）/（2500×1100）=63.14%若采用横裁： 裁板条数 n1=B/b=2500/44.4=56余36mm 每条个数 n2=(A-a1)/h=(1100-2.0)/22=49余20mm 每板总个数n3=n1×n2=49×56=2744个 材料利用率:总=n总S0/AB=2744×614.6/（2500×1100）=61.3% 由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向的考虑，故决定采用纵裁。 2、冲压力的计算该模具采用落料冲孔复合模，拟选择弹性卸料、下出件。查表得材料45钢的抗剪强度可取为 =304MPa冲裁周边总长：=40

8、+14×2+20+2×12+20=174.2mm冲裁力的计算： Fp=KptL=1.3×2×304×174.2=137.687（KN）推料力的计算：F推=nK1Fp=6×0.055×137.687=45.436（KN）（n=（12/2=6）卸料力的计算：F卸=K2Fp=0.05×137.687=6.88（KN）冲床的总冲压力的计算：F总=Fp+F推+F卸=190.303（KN）2、压力中心的确定计算压力中心时，先画出凹模型口图，在图中将xoy坐标系建立在零件的左边缘线上。由于工件形状相同规则，冲模的压力中心与零件的

9、中心相重合。由零件图可看出零件中心坐标为即为两圆心连线中点坐标3、冲压设备的选择根据上述计算结果，冲压设备拟选用公称压力为250KN的开式压力机。4、工作零件凸、凹模刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件凸、凹模刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。查得：2Cmin=0.13mm，2Cmax=0.18mm查互换性与技术测量表18和冲压工艺与模具设计表2.3.1，由

10、于取IT14，所以x=0.5落料：400-0.52mm，200-0.43 mm，140-0.43 mm；冲孔：100+0.36 mm孔间距：20（靠冲孔保证）设凸模、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则（1） 冲孔（100+0.36）查互换性与技术测量表18，得：d =0.015，p =0.009,则：0-p dp=（dmin+ x） =（10+0.5×0.36）0-0.009=10.180-0.009mm 0+ddp=（dmax+2Cmin） =（10.18+0.13）0+0.015=10.310+0.015mm校核：0.009+0.0150.180.130.0240.05（满足

11、间隙公差条件）（2）落料（400-0.62）查互换性与技术测量表18，d =0.025，p =0.016 0-p0+dDd=（Dmax-x） =（40-0.5×0.62）0+0.025=39.690+0.025mm Dp=（ Dd-2Cmin） =（39.69-0.13）0-0.016=39.560-0.016mm校核：0.025+0.0160.180.130.0410.05（满足间隙公差条件）落料（140-0.43）查互换性与技术测量表18，d =0.018，p =0.011 0-p0+dDd=（Dmax-x） =（14-0.5×0.43）0+0.018=13.7850+

12、0.018mm Dp=（ Dd-2Cmin） =（13.785-0.13）0-0.011=13.6550-0.011mm校核：0.018+0.0110.180.130.0290.05（满足间隙公差条件）落料（200-0.32）查互换性与技术测量表18，d =0.025，p =0.016 0-p0+dDd=（Dmin-x） =（20-0.5×0.36）0+0.025=19.7850+0.025mm Dp=（ Dd -2Cmin） =（19.785-0.13）0-0.016=19.6550-0.016mm校核：0.025+0.0160.180.130.0410.05（满足间隙公差条件）（

13、3）孔间距（20±0.26） Ld=（Lmin+0.5）±0.125 =20±0.125×0.52=20±0.065（mm） 5、卸料弹簧的设计因为工件料厚为2mm，相对较薄， 卸料力也比较小， 故可采用弹性卸料。 由于是复合模设计故采用弹簧卸料，由于卸料力F卸=6.88（KN），为了满足卸料和模具设计要求， 拟采用8个38×7.0×75的卸料弹簧（材料为65 Mn钢，淬火HRC4450）。弹簧的具体规格如下：外径D=36mm，钢丝直径d=6.0mm，节距t=10mm，最大工作负荷F2=2700N，最大工作负荷作用下的总变形

14、量2=11mm，弹簧自由长度H0=58mm，有效圈数n=6mm，最大工作负荷下的单圈变形量f=1.83mm每个弹簧的所承受的负荷： F预=F卸/n=6.88/8=0.86（KN） 预= F预2/ F2=860×11/2700=3.5mm预+F工作+h修磨=3.5+（2+1）+4=10.5mm2=11mm10.5mm所设计的符合要求。 6、导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。四、主要零部件设计1、工件零件的结构设计（1）凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，用2个M8螺钉固定在垫板上。 外形凸模的高度

15、是凸模固定板（约15mm）、卸料板（约12mm）、导料板厚度（约10mm）、附加长度（约23mm）的总和，则凸模高是以上四项的代数和，定为60mm。 因为所冲的孔均为圆形，而且所需冲的孔为10，较小，所以冲孔凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。与固定板接触的直径为8mm，与固定板的配合采用H6/m5。凸模材料选用Cr12MoV，热处理硬度为：1115°1130°油淬空冷后在510°520°回火三次，硬度为6062HRC。（2）凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力

16、中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度 H=kb=0.42×40mm=16.8mm（查冲压工艺与模具设计表2.8.1得k=0.42）     凹模壁厚 c=（1.52）H=25.2mm33.6mm由于为复合冲孔落料模，因此凹模的壁厚应适当增大 取凹模厚度H=40mm，凹模壁厚c=30mm凹模宽度B=b+2c=（30+2×40）mm=110mm为了确保安全和模具的使用,取B=140mm凹模长度L取50mm凹模轮廓尺寸为140mm×50mm凹模材料选用Cr12MoV，热处理方式同凸模。（3）凸凹模凸凹模的基本尺寸依据于凸

17、模和凹模的外型尺寸以及计算的刃口尺寸确定；需要4个M10的螺钉固定在下模座上和2个与下模座配作的10销钉。凸凹模的最小壁厚为4.9mm,可将凸凹模的固定板尺寸定为100mm×70mm×22mm凸凹模的外型尺寸依据刃口尺寸而定凸凹模的材料选用Cr12MoV，热处理方式同凸模。（4）卸料部件的设计     卸料板的设计     卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为12mm。卸料板上要有挡料销     卸料板采用45号钢制造，淬火硬度为4045HRC。&

18、#160;   卸料螺钉的选用     卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M8×10mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板与凸模端面齐平。（5）模架及其它零部件设计该模具采用后侧滑动导柱模架，这种模架装卸方便,易于操作。以凹模周界尺寸为依据，选择 模架规格。导柱d/mm×L/mm设计为30×180；导套d/mm×L/mm×D/mm分别为30×80×40。上模座厚度H上模取40mm，下模座厚度H下模取45mm

19、，那么，有以上设计可知该模具的闭合高度： 闭和高度=上模板厚度垫板厚度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下模板厚度-冲头进入凹模深度=(40+45+50+60-2)mm=203mm250KN压力机最大闭合高度为:固定台和可倾式最大闭合高度为250mm(封闭高度调节70mm)、活动台式最大为360mm、最小为180mm。故实际设计的模具闭合高度203mm符合设计要求，即有：250-5203250-70+10或360-5203180+10故闭合高度设计合理。（6）冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾式250KN压力机即能满足使用要求。其主要技术参数如下：    公称压力：250KN    滑块行程：65mm    最大闭合高度：270mm    最大装模高度：220mm工作台尺寸（前后×左右）：370mm×560mm垫板尺寸（厚度×孔径）：50mm×200mm