落料冲孔复合模设计

1、落料冲孔复合模设计说明书指导老师:周健老师系:机电工程学院业:材料成型及控制工程级:09及材控二班口号:20091185名:李明红1、概论2、工艺分析方案及确定3、模具结构的确定4、工艺计算5、主要工作零件的设计6、总装配图7、参考文献目录15161 、 概论模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业， 日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪 表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生 产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益 放大器”，用模具生产的最终产品的价

2、值，往往是模具自身价值的几 十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品 制造水平高低的重要标志， 在很大程度上决定着产品的质量、 效益和 新产品的开发能力。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、 生产率、 模具使用寿命， 还可以提高产品的经济效益。 本次设计的是一套落料冲孔 模，经过查阅资料，对零件进行结构和工艺分析，通过冲裁力、顶件 力卸料力等力计算并确定压力机的型号。对模具各部分进行强度校 核，确认其是否满足使用要求。总而言之，要通过合理的设计，能够 制造出既节省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料冲孔模。2 、 工艺方案分析及确定2.1零件冲压工艺分析(1 )、产

3、品结构形状分析图2-1材料：08F 料厚：1生产批量：大批量生产由图分析，零件为一落料圆形中间冲制一个星形而成。在设计时, 需满足以下要求:心必须保证操作安全、方便。保证生产率和高质量件的同时，力求低成本和模具的寿命长。保证模具的强度和外形的美观。(2 )、工艺方案的确定。完成此工件需要冲孔落料两道工序，加工方案有三种:工艺方案机构特点1单工序模生产：先完成落料在冲孔或先冲孔后落料模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才 能完成模具的加工，难以满足模具大批量生产 的要求。且两道工序中产的定位误差，将导致 中心孔的精度难以保证。2复合模生产：落料冲孔复合同一副模具完成两道不同的工序， 大大减小了

4、 模具的规模，降低了模具成本，提高了生产效 率，并能满足零件精度要求，操作简单方便适 合大批量生产。3级进模生产：冲孔落料连续同一副模具不同的工位完成两道不同的工序， 成产效率咼模具规模相对复合模要大，成本也 高，且要求两道工序间的定位精度高。结合以上分析，该工件采用第二种方案比较合理。3、模具结构的确定(1) 、模具形式确定复合模又可分为正装式复合模和倒装式复合模，正装式复合模冲出的冲件平直度较高，但冲孔废料落在下模工作面上不易清楚， 有可能 影响操作和安全，从而影响生产率。倒装饰复合模冲孔废料直接由冲孔凸模从凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单。操作方便。通过以 上分析，该工件采用倒装式复合

5、模。(2 )、定位装置采用伸缩式挡料销纵向定位。3）、卸料装置条料卸除：采用弹性卸料版，由于是倒装复合模，弹性卸料版安装在下模。工件卸除： 采用打料装置将工件从落料凹模中推下， 落在模具工作表面上。冲孔废料卸除：下模座直接由漏料孔排出4）、导向零件采用滑动式导柱导套极限导向。5）、模架采用中间导柱模模架，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，受力平衡，滑动平稳，拔模方便。4、艺计算1 ）、排样设计零件外形为圆形，可以采用单排，交叉双排或多排；考虑到工件为大批量生产， 若采用双排或多排会增大模具尺寸结构， 从而增加模具的生产成本，故采用单排结构；如图所示:图4-1 :排样图确定搭边值：根据参考文献当

6、t =1时,a= 2,b = 1.5.计算调料宽度：采用无侧压装置，所以Z =0.1,?=0.5B0 =(D max +2a+Z) 0=(30+2 X2+0.1) 0 =34.1 幕 m导料销之间的距离 A=B+Z=34.2 mnA材料利用率计算：？总二一X100%BL式中：n张板料上的冲裁件总数目;个冲裁件的实际面积;板料的宽度;板料的总长度;若取工件工件数为 14,贝y： L=14X30+15 X1.5=442.5 m取L = 443 mm,所以条料规格为 443 mmX34.1 mm X1 mm _ 2利用CAD计算得一个冲裁件的面积A1=545.2083 m?总二 14 545.208

7、3 X100%=50.585%34.1 442.5(2) 、计算冲裁力冲裁力计算公式为F=F孔+F落 式中：F冲裁力（N）F孔一一冲孔冲裁力（N）F 落落料冲裁力 （N） 冲孔冲裁力的计算：F孔=KL孔t b式中:L 孔冲裁周边长度（mm), L 孔二 87.1851 mmt材料厚度（m）,t=1 mmb 材料抗剪强度（MP a)b 210400Mpa,取b=350 MpaK 系数（取 K=1.3 ）。所以 F 孔=1.3 X87.1853 X1 X350 =39.67 KN 落料冲裁力的计算：F 落二 KL 落 t b 式中 L 落=94.2478m所以 F 落=1.3 X94.2478 X

8、1 X350=42.89 KN故冲裁力 F=F 孔+F 落=39.67 KN+42.89KN=82.56 KN（3）、卸料力Fx、推件力Ft计算:查表可得相应的Kc、Kt、Kd分别为0.05、0.055。由于为倒装式复合模，故每冲孔一次，工件都会被推件板推出，故 n=1.F X二KF 落=0.05 X42.89 KN= 2.14KNF T=nKTF 落=1 X0.055 X42.89 KN=2.36KN4）、总冲压力的计算冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大 于总的冲压力，当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时:F总=F+Fx+Ft=(82.56+2.14+2.36)

9、 KN=87.06 KN所以选择压力机吨位为J23-25(5)、计算模具压力中心由于该工件为对称工件，所以模具的压力中心为其几何中心。(6)、计算模具刃口尺寸、冲孔凸凹模尺寸计算由基本尺寸可查的最大初始双面间隙Z man = 0.140 m,最小初始双面间隙Z min=0.100 m。查表得x=0.75,取p=0.4( Z man- Z min)=0.4 X0.040 m =0.016 md=0.6( Z man- Z min)=0.6 X0.040 m =0.024 m可满足=0.040 295 MPa。所以=F =245.406 MPa ，满足使用要求。A 、失稳弯曲应力的校核: 对于截面

10、为星形的凸模有：曲1200詰,式中：J凸模最小截面惯性矩。F凸模纵向所承受的压力，即F孔=39.67KN ;利用CAD计算星形的惯性矩J= 2822.2454所以 1200 百习200=320.07235.5。满足使用要求。(3 )、凸凹模长度确定，壁厚校核;凸凹模长度Li =H卸+H弹+ H固-0.5;取凸凹模的固定板H固=0.8 X12=9.6 m 故取凸凹模固定板厚度为mm。10 m。由橡胶的计算可得 H弹=46 m，取卸料版厚度H卸=10 m。所以 Li =H 卸+H 弹 + H 固-0.5=10+46+10-0.5=65.5图5-3 :凸凹模凸凹模壁厚校核：查参考文献知倒装式凸凹模壁

11、厚最小值hmin =2.7本设计中n=(29.8-24.136)mm =5.664 mm,满足使用要求。(4 )、橡胶的选用与计算:橡胶允许的负荷较大，安装调整灵活方便，是冲裁模中常用的弹性元件。橡胶垫产生的力F=AP式中：F橡胶所产生的压力,设计时取大于或等于卸料力。此处取 F=2.14 KN ;2P橡胶所产生的单位面积压力(N/ m )，与压缩量有关,其值可按查资料确定。2取A= X902-302-4 X-X92=5400.23 m444所以 P =f=o.396 MPa。A取压缩量为25%，预压缩量20%，工作行程t 2.3.=46 mm。所以 H弹二2.30.25 0.20校核橡胶高度

12、与直径的比值 一=0.51满足使用要求。如图所示:90图5-4 :弹性橡胶(5 )、卸料版的选取取卸料版的厚度为10m,其上因有导料销和挡料销，其设计如图示:图5-5 :弹性卸料版(6 )、垫板的选取为避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷， 致使凸模松动，在模座与凸模间加垫板，垫板厚度一般为610 mm,该设计取垫板厚度为 7 m。7）、压力机校核模具的闭合高度 H 闭=156 m压力机的最大闭合咼度H max = 220 m,Hmin =120 m.所以H max-5闭Hmin +10.故压力机可用。6、装配图零件的装配图如下：5-6 ：装配图1- 打杆 2- 凸模固定板 3

13、- 落料凹模 4- 弹压卸料版 5- 弹压橡胶6- 凸凹模固定板 7- 导料销 8- 挡料销 9- 凸凹模 10- 推板 11- 冲孔凸模 12- 推杆 13- 推板参考文献：1 】、林承全主编 . 冲压模具课程设计指导与范例 北京：化学工业出版设2】、王卫卫主编 材料成型设备 机械工业出版社3】、张荣清主编 . 模具制造工艺 北京：高等教育出版社4】、罗圣国、吴宗泽主编 . 机械设计课程设计手册 高等教育出版5】、马正元、韩启主编 冲压工艺与模具设计 北京机械工艺出版社设计总结本次毕业设计历时一周，在设计中我遇到了许多困难，但是在一些同学的指导、帮助与督促下，我都一一解决，在此表示衷心的感谢！通过此次课程设计，我加深了对模具的理解，对模具的基本结构和工作原理有了更深层次的了解，也能更熟练的运用CAD等机械制图软件。设计中，参考了很多的教