垫片冲孔落料冲压模具设计及制造DOC

1、毕业设计说明书设计题目垫片冲孔落料冲压模具设计及制造院系专业机械设计制造及其自动化年级学生姓名学生学号指导教师职称完成毕业设计（论文）时间2014年5月垫片冲孔落料冲压模具设计与制造垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 # I目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1冲压件零件图2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2冲压工艺性分析2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2.1冲压件结构分析2 HYPERLINK l bookmar

2、k12 o Current Document 2.2冲压件尺寸精度分析及确定2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3冲压工艺方案的确定2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 4主要设计计算2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 4.1排样方式的确定及其计算2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 4.2冲压力的计算3 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4.

3、3压力中心的确定及其相关计算3 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.4工件零件刃口尺寸的计算4 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 5冲压设备的选择6 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 6模具结构选择6 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 6.1模具类型的选择6 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 6.2定位方式的选择6 HYPERLINK l boo

4、kmark74 o Current Document 6.3卸料、出件的方式选择6 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 6.4导向方式的选择6 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 7主要零部件的设计6 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 7.1工作零件的设计67.1.1落料凹模设计77.1.2冲孔凸模设计77.1.3凹凸模设计8 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 7.2工作零件力学性能校核87.2.1

5、弯曲应力校核87.2.2压应力校核8 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 7.3固定零件9 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 7.4定位零件9 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 7.5卸料零件的设计97.5.1卸料板的设计97.5.2卸料弹簧的选择10 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 7.6模架及其他部件107.7模具闭合高度校核10 HYPERLINK l bookmark176 o C

6、urrent Document 8模具总装图11 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 9模具工作过程11 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 参考文献11 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 附录112014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书2014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书 II #垫片冲孔落料冲压模具设计与制造摘要本文介绍了垫片冲孔落料复合模模具的设计，完成冲孔、落料两道工序。冲裁模具的设计首先要通过对零件的工艺分析，确定工艺方案

7、并通过必要的工艺计算，选择合适的冲压设备，然后再进行模具的设计。使用AUTOCAD绘制模具总转图和零件图，从而完成整套模具的设计。模具为倒装式结构，由打杆顶出冲压件，采用弹簧驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单排，由活动挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。关键词冲孔落料模具设计复合模2014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 1冲压件零件图材料：65Mn厚度为1mm，小批量生产。工件简图：R10图1-1零件简图2冲压工艺性分析2.1冲压件结构分析此工件只有落料和冲孔两道工序。材料为65Mn，料厚t=1mm，具有良好的冲裁性能。结构简单，左

8、右分别对称10mm孔，同心圆弧R10mm。2.2冲压件尺寸精度分析及确定零件的尺寸精度均未给出公差，属于自由尺寸，位置精度均在IT6IT8之间，查表1-1-6卩得，34.6土0.1mm,R10mm为外形尺寸（非圆形），公差精度取IT14，查表确定公差值为R10omm,孔10mm，公差精度取IT11，查表115山确定公差值为0lO+o.05mm。-0.360补标公差后的零件图如图3-1所示。3冲压工艺方案的确定该零件包括落料和冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案。方案一：先冲孔，再落料，米用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔一落料连续冲压，采用级进模生产。方

9、案一模具结构简单，但需要两道工序两具模具，成本高而且生产效率低，不能满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，生产效率高，模具强度好，制造简单，并且冲压时，卸料板在冲裁时压紧板料，零件的平直度较好工件留在模具上，手动取出零件。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作简单方便，但级进模在送料是很难保证工件的位置精度，无法达到零件较高的位置精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳，设计成倒装式复合模可以很好地保证工件的位置精度。4主要设计计算4.1排样方式的确定及其计算根据该工件的实际情况，提高材料的利用率，应采用直排法，根据材料的性能、厚度和手工送料，查表1-1-141可

10、确定搭边值：工件也边缘搭边a=0.8mm两工件间的搭边a1=1mm条料宽度按相应的公计算：B=(D+2a)o-A式中B条料宽度；D工件长度；A条料公差值；a侧边搭边值。查731表得A=0.4mm。B=(54.6+2x0.8)o=56.2omm-0.4-0.4排样图如图5-1所示，采用正面送进方式。两个工件的步进距离S为21mm。厂r厂厂711丿41丿1111jP1图4-1排样图4.2冲压力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。落料力F二1.3Lte二1.3x132x1x588x10-3二100.9(KN)落

11、料i其中t=588MPa(查表1一6一11)，L二132mm为周长。冲孔力F二1.3Ltt二1.3x10兀x2x1x588x10-3二48.03(KN)冲孔2卸料力F二KF二0.05x100.9二5.045(KN)XX落料K取0.05(查表1-1-251)。X推废料力F二nKF二2x0.055x48.03二5.28(KN)TT冲孔K取0.055，n=h/1=2/1=2(高度h取4mm)。总冲压力F=F+F+F+F=100.9+48.03+5.045+5.28=159.255(KN)总落料冲孔XT4.3压力中心的确定及其相关计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具

12、正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。如图5-2建立x-y坐标系，该工件为对称形状冲裁件，几何中心为其压力中心。即该零件的压力中心位于A(0,0)。图4-24.4工件零件刃尺寸的计算经分析，该零件的形状简单。落料凸模与凹模为了保证所要求的精度，采用线切割配合法来加工。落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙配制，即以落料凹模，冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙配制

13、。根据工件的要求确定采用小间隙冲裁。根据材料性能和厚度查表1-1-26】1可确定Z.=0.09mm，Z=0.126mm。minmax1)010+O.O5mm孔的冲裁刃口尺寸计算0根据孔径、料厚和公差查表1-1-321得凸凹模偏差：8二-0.02mm，6=+0.02mmo凸凹由表11341查得：x=0.5。校核间隙：8|+15|=0.04Z-Z凸凹二二二二一从上式课得出凸、凹模公差不能满足8+6|ZZ=0.036mm凸凹maxmin从上式课得出凸、凹模公差不能满足8|+|8|15mm，所以取H=15mm。凹模壁厚C=(1.52)H=2x15=30mm凹模的总长L=(b+2C)=54.6+2x30

14、=114.6mm根据国家标准，取L=125mm。凹模的总宽B=20+2x30=80mm凹模整体尺寸标准化取125mmx80mmx30mm。确定凹模板上的螺钉和销钉数量和布局。根据模板的大小，查表5.1-42可知，4xM8螺钉和2x8销钉，就可满足凹模与其他零件的连接强度。其简图如图7-1所示。图7-1凹模7.1.2冲孔凸模从冲压零件图可以看出，只有一种圆孔凸模10mm，采用B型圆凸模，固定在凸模固定板上。冲模中的凸模不管其断面形状如何，其基本结构均由安装部分和工作部分两大部分组成。同时还要考虑凸模的修磨量及固定模与卸料板的安全距离等因素。凸模与凹模固定板H7的配合间隙均为，对于倒装式复合模，圆

15、孔凸模结构尺寸为m6h=h+h+1+h=14+12+1+15=42mm12垫片冲孔落料冲压模具设计与制造垫片冲孔落料冲压模具设计与制造736 #736 式中，h-凸模固定板的厚度1h-卸料版厚度2h-附加长度，包括凸模的修正量等，一般取h=1520mm凸模的尺寸如图7-2所示。图7-2凸模7.1.3凹凸模凹凸模内形刃口起冲孔凹模作用，按凹模设计，其外形刃口起落料凸模作用，按凸模设计。刃口尺寸的设计计算上述。该模具是倒装式复合模，凸凹模用固定板固定在下模座上。7.2工作零件力学性能校核冲模力学性能校核主要是小凸模的端面接触面应力b7和凸模失稳前的最大长度L。kmax7.2.1弯曲应力校核Lmax

16、42mm式中，L允许的凸模最大自由长度;maxd凸模的最小直径；P冲裁力，Ptde兀,N因此，刚度满足要求。7.2.1压应力校核根据公式dmin料-压4X1X588-3.2mm式中，dmin-凸模最小直径2014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 t料厚，mm工-抗剪强度，MPaL凸模材料的许用应力，MPa压而d=10mm3.2mm，故设计合理。7.3固定零件凸模垫板和固定板圆形凸模承压面的压应力b压按下式计算Pp588（压！b=91.88mmb=90MPaTOC o 1-5 h z压F兀兀1D2x16244式中F承压面积，mm2D承压面的直径，mmb-许用应力

17、，MPa，模座材料选用铸铁HT2547,bL90MPa压压凸模固定板。查表51-4b凸模固定板厚度为14mm。因此，需要加凸模垫板。查表5.1-4b垫板的厚度为6mm。7.4定位零件根据模具的结构形式，需要在卸料板沿送料方向设置两个导料销做侧面定位，导料销的高度查表2-22匕取3mm，在卸料板压紧之前完成导正。考虑到料厚和装配后卸料板下面超出凹凸模端面1mm，所以在凹模平面相应位置锪出导正销头部的沉孔。挡料销采用活动挡料销。条料送进时靠安装在卸料板上的两个导料销作侧定位，在板料送进时保证板料的垂直度。板料端面采用活动挡料销，非工作行程时，挡料销由弹簧顶起，可供定位；工作时，挡料销被压下，上端面

18、与板料相平。7.5卸料零件的设计7.5.1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与落料凹模的周界尺寸相同，查表5.1-4b得卸料板的厚度为12mm，卸料板采用45钢制造，淬火硬度为（4045）HRC，周界尺寸与凹模一样。7.5.2卸料弹簧的选择1）卸料弹簧应具有的卸料力，由前述计算得F二KF二0.05x93.87二4.69（KN）=4690NXX落料2）卸料弹簧的高度卸料弹簧的预压缩量取6mm，根据工件材料厚度为1mm，冲裁时凸模进入凹凸模深度取1mm，考虑模具维修时刃模量取2mm，模具开启时卸料高出凹凸模1mm，弹簧的最大压缩量为h二6+1+1+2二10mm弹簧工作时按最大压缩量的30%来计算，因此弹簧的自由高度为h自由h10弹簧=一30%0.3=33.3mm取h=35mm。这样在凸模切入板料之前弹簧已压缩了4mm，相当于自由高度的12.5%,符合要求。所以选用圆柱螺旋压缩弹簧：YAlxl2x35GB/T2089。7.6模架及其他部件模架选用滑动导向，中间导柱模架(GB/T2851.5-1990),查表3园和表5.7-72得上模座(GB/T2855.2)240 x120 x18mm下模座(GB/T2855.2)240 x12