杨作良模具设计

1、专业课程设计说明书设计题目：五边形落料冲孔复合模班 级 成型1201 姓 名 杨作良 学 号 201205225 指导教师 徐立新 完成日期 2015.12.30 专业课程设计任务书1、 任务与要求 1.给定零件图一张。完成模具装配图1张，用CAD绘制1#图幅，按制图标准。 2.完成零件图2张：凸模、凹模。图纸幅面3#或4#均可，用CAD绘图，要求在零件图上标明：该零件的材料、数量、序号、公差号、热处理及其技术要求。 3.编写设计说明书（不少于20页），并将此任务书及任务图放在首页。 4.运用PRO/E三维设计软件进行设计，在说明书中每个零件都要体现三维，说明书最后须有装配三维和二维图，并说明

2、工作原理。2、 主要参考资料. （1）教材有关章节 （2）模具设计手册 （3）机械设计基础（教材） （4）机械设计手册 （5）pro/E三维设计教程3、 设计时间3周 第一周：设计方案讨论确定，完成相关计算，设备选择。 第二周：完成模具三维装配图。 第三周：完成CAD二维图绘制。（一）零件工艺性分析工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度1mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：图11.材料分析Q235为普通碳素结构钢，拥有良好的塑性、韧性。以及较好的冲裁成形性能。2. 结构分析零件结构简单对称，对冲裁加工较为有利。零件中心有一正五边形孔，孔的同心圆半径R=34.03，满足冲

3、裁最小孔径1.0t=1mm的要求。另外，中心孔距零件外形之间的孔边距为20mm，满足冲裁件最小孔边距1.5t=1.5mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。3. 精度分析：设计任务书中没有要求尺寸公差，我们以IT14精度等级为准。综上所述，该工件冲裁工艺性良好，可以用普通冲裁的加工方法制得。（二）冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二

4、只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。（三）零件工艺计算1.刃口尺寸计算根据零件形状特点及批量生产特点，凸凹模宜采用配作法加工。未注公差按照IT14级，查公差表得工件尺寸及公差为690-0.74mm、400+0.62mm;差模具设计指导书表3-22得Zmax=0.14mm 、Zmin=0.10mm;所有尺寸的磨损系数

5、均为x=0.5。（1）落料凹模的基本尺寸69.060-0.74mm 对应的凹模尺寸为Da=（69.06-0.5×0.74）0+（0.25*0.74）=68.6900.185落料凸模的基本尺寸和落料凹模的基本尺寸相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与凹模配作，保证间隙在0.100.14mm。（2）冲孔凸模的基本尺寸400+0.62mm 对应的凸模尺寸为 Dt=（40+0.5*0.62）0-(0.25*0.62)=40.310-0.155冲孔凹模的基本尺寸和冲孔凸模的基本尺寸相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与凸模配作，保证间隙在0.100.14mm。.2.排样计算根据工件特点

6、，采用图2所示的排样方式，磨具设计指导书表3-21得到，搭边值a1=1.5mm，a=1.8mm。一个步距内的材料利用率=A/BS*100%由上式求得=43.8%图2步距S=113.24mm 条料宽B=109.87mm3.冲压力计算本模具采用正装复合模，选择弹性卸料和上出件方式。冲压力计算如下：已知知冲裁力基本计算公式为F=KLtb工件周长为69.06*5=345.3mm，材料厚度1mm，Q235的抗剪强度取350MPa，则所需的冲裁力为：F=1.3*345.5*1*350N=157111N157KN卸料力FX=KXF=0.05*157KN=7.85KN顶件力 FT=KdF=0.05*157KN

7、=7.85KN冲压力 FZ=F+FX+FT=157+7.85+7.85=172.7KN根据计算结果，初选设备为开式压力机J2325。4.压力中心计算该工件为规则几何体，压力中心在几何中心。四、冲压设备的选用根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机JH2325，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：270 mm闭合高度调节量：55 mm滑块中心线到床身距离：200mm工作台尺寸：370mm×560 mm工作台孔尺寸：200 mm×290 mm模柄孔尺寸：40 mm×60 mm五、模具结构的设计 1.模具类型的选择 由冲压分析可知，本

8、模具采用正装复合模。 2.定位方式的选择 本模具采用的是条料，控制条料的送进使用导料销，无侧压装置。控制材料送进步距采用挡料销。 3.卸料，出料方式的选择 由于工件是料厚为1mm的薄板，材料相对较软，卸料力也比较小，所以采用弹性卸料方式。因为采用正装复合模，必须采用上出料方式。 4.导向方式的选择 为了提高模具寿命以及工件质量，以便于安装和调整，本模具采用中间导柱的导向方式。六，模具主要零件的设计 1.冲孔凸模 由于所冲的孔为正五边形，不需要特别的保护，所以选用台阶式，便于安装和更换，另外加工简单，凸模结构如图所示：图3-1凸模二维图： 图3-2 凸模的长度尺寸主要根据模具的具体结构来确定，并

9、考虑到凸模的修磨，固定板与卸料板之间的安全距离，装配等因素。 当采用弹性卸料装置时，凸模计算公式：L=h1+h2+t+hh1为凸模固定板的厚度，取20mmh2为卸料板厚度，取10mmt为工件厚度1mmh为附加长度，包括的修磨，固定板与卸料板之间的安全距离等，取24mm该凸模总长L=55mm，凸模刃口尺寸为40.310-0.1552.落料凹模 落料凹模采用整体式凹模，安排凹模在模架上的位置时，将凹模中心与模柄中心重合。凹模厚度H式计算：H=Kb=0.22*69.06mm=15.1mm 取凹模厚度为20mm凹模壁厚C下式计算：C=(1.5-2)H=(1.5-2)*20=30-40mm 取凹模壁厚为

10、30mm凹模拟加工为圆形，取凹模轮廓为Ø250*20mm凹模结构如下图所示：图4-1图4-23.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：（1）确定橡胶的自由高度:H工=H工+H修=t+1+(5-10)=7mm 由以上两个公式，取H0=30mm（2）确定橡胶的横截面积A=FX/P采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx7.85kN，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶橡胶4个，每个橡胶承受的预压力F y为： FyFx /n7850/41962.5N取hy32%h,查表得p2MPa,则橡胶的横截面积为： AFy /p1962.5/298

11、1.25设橡胶孔直径为Dmm，橡胶上卸料螺钉孔直径d为10mm，则有： A/4（D2-d2）=/4（D2-102）=981.25经计算和保证足够的卸料力,取D36mm (3) 橡胶的装模高度为0.85*30=25.5mm 取整为26mm4.凸凹模凸凹模的外形按照凹模设计，内孔按照凸模设计。采用上出料方式，凸凹模应装在上模座。其总长为：L=h1+h2+t+h3h1为凸凹模固定板厚度20mmh2为橡胶装配高度26mmt为工件厚度1mmh3为卸料板厚度10mm该凸凹模总长为L=57mm其结构如下图：图5-1 图5-25.卸料板卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板用45钢制造，淬

12、火后硬度为40-45HRC6.卸料螺钉卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，卸料螺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超出凸模端面1mm，有误差时通过在卸料螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。7.顶件块正装的复合模采用上出料方式，通常在凹模下加一垫块，以增加顶件块的行程，顶件块与弹顶器用顶杆相连。8.模架和其他零件该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在中间位置，冲压时可以防止偏心力矩引起的磨具歪斜。但只能前后送料，适合于复合模。现以凹模周界来选择模架规格：上模座取45mm，下模座取55mm，上下模座垫板厚度取10和5mm，凸模固定板，凹模都取20mm，下垫块取14mm，则该模具的闭合高度为：H=(45+55+15+57+55-1)mm=226mm上模座250*45mm 下模座250*55mm导柱40*180mm 35*180mm导套40*115*43mm 35*115*43mm可见，该模具的闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模闭合高度270mm，完全可以满足使用要求。上模座:图6下模座：图7装配总图：图8-1图8-2