垫片落料冲孔倒装复合模具设计含全套说明书和CAD图

1、 1.1 引言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求不断增长.近年来,模具工业一直以 15%左右的增长速度发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外，集体，合资，独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙,美的，康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业以有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量，成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具自主技术现已成为衡量一个国家制造也水平高低的重

2、要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年来许模具企业加大了用于技术进步的投资力度 ,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国家内模具企业以普及了二维 CAD,并陆续开始使用 UG，PRO/E,IDE 等国际通用软件 ,个别厂家还引进了 Moldflow，Cflow，和MAGMASOFT 等 CAE 软件，并已成为应用于冲压模的设计中.以汽车覆盖模具为代表的大型冲压模具的制造技术已已取得进步，东风汽车公司模具厂，一汽模具中心等模具厂家已能生产部分桥车覆盖件模具 .此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发 .经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术方面取得显著进步；在提

3、高质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了巨大贡献.例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KAMS 软件，华中理工大学模具技术国家重点实验开发的注塑模，汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲压模和精冲研究中心开发的冷冲模和经冲模 CAD 软件等在国内模具行业用有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年内取得了令人瞩目的成就，但在许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比例比较低;CAD/CAE/CAM 普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分

4、大型,精密，复杂和长寿命的模具依赖进口。未来冲压模具技术发展应该为适应模具产品“交货期短”“精度高”“质量好”“价格低的要求服务.全面推广 CAD/CAE/CAM 技术是模具设计制造的发展方向.随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAE/CAM 技术条件已成熟，各企业将加大 CAD/CAE/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAE/CAM 技术跨越地区，跨企业，跨 院所地在整个行业中推广成为可能 ,实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能.国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率，并可获得极高表面光洁度。另外,

5、还可加工高硬度模块，还有温度低，热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车,家电行业中大型型腔模具制造猪肉了新的活力。目前它已成为向更高的敏捷化,智能化,集成化方向发展。模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提高了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需要的诸多功能,大大缩短了模具的研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集，自动生成各种不同数控系统的加工程序，不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车,摩托车，家电等行业得到成功应用,相信在未来将发挥更大的作用. 零件简图：如图所示。垫片零件图 2。 垫片

6、落料冲孔复合模分析计算2。1 垫片冲压工艺性分析由零件图可知，该零件形状简单，对称，是由圆弧和直线组成的。由表 21.2-2。23【1】得：冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT12IT13，孔中心与边缘距离尺寸公差为 0.5mm;两孔中心距离公差为 0.1mm；将以上精度与零件图所标注的尺寸公差相比较，可认为改零件精度能够在冲裁件加工中得到保证。其它标注尺寸。生产批量等情况也均符合冲裁件的工艺要求。另外,对于冲压材料一般要求的力学性能是强度低。塑性高。本设计材料是 H62，其硬度不高，塑性好,同样符合冲压工艺要求。表 2-1冲裁件外形所能达到的经济精度基本尺寸/mm3 36 6 1018181

7、0500IT12IT13IT14IT1112IT12IT13IT11表 22 孔中心与边缘距离尺寸公差501200。60。70。822440。50。60.7表 23 两孔中心距离公差一般精度(模具） 较高精度（模具）厚度 t501500。050。060.150.20。030。04120。12 （1）冲孔，落料单工序模。工序简图见图 21(2)落料，冲孔单工序模。工序简图见图 22.很不适合大批量生产。第二种方案采用复合模加工成形.工序图见图 2-3 复合模可分为正装式复合模和倒装式复合模 件不要求很高的平直度。所以从操作方便,模具结构制造简单考虑，决定采用倒装式复合模.图 25方案一：采用直对

8、排 根据零件形状，可查表a = 2.2mm a=2。5mm则步距 s=23+15+2.5=40.5mm得搭边值1一个进距的材料利用率=( nA / bh）100%-222 =1747。4mm ）1747.4图 27 搭边值a = 2。2mma=2.5mm1则步距 s=46+2.5=48.5mm条料宽度 B=50+22.2=54.4mm1747.4一个进距的材料利用率=（ nA / bh)100% =100% 66.2%48.5 * 54.4显然方案一的材料利用率更高。但考虑到材料太薄，若采用方案一，条料易变形翘起，导致零件平直度不够高。因此采用方案二的直排方案。横向从右向左的手动送料方式.2。

9、5 冲裁力的计算=410630Mpa该模具采用弹性卸料和上出料方式。查表 H62 的1)。落料力2 RF 落= K Lt =1。3*【20+2*（40+16)+36+4=77766N=77。8KN】*0.56004K冲裁力系数取 k=1。3L冲裁刃口周长2）。冲孔力F 孔 =K Lt =1.3（ *8）0。5600=9。8KN1F 孔 2 =K Lt =1.3（ 5）*0.5*600=6。1KNF 孔3 =K Lt =1.3*( 5）*0。5*600=6.1KN总的最大冲压力 P=F 落+F 孔 +F 孔 2 +F 孔3 =99。8KN13)。推件力P nk P 4*0。065*99。8=25

10、。948KNttn为同时梗塞在凹模内的工件的个数 k -为推件力系数，查表 12【7】取 0.065.t 0.055 * 99.8 5.489KNk 为卸料力系数,查表 1-2【7】取 0.055.xddkd2。6 模具压力中心的计算按比例画出零件形状，选定坐标系 XOY。因零件左右对称，即 x 0 。c故只需计算 y 。cl r 3.14 * 5 15.7mm2y 32l 16mmy44l5 34mml6 15.7mmy 3.18 45 48.18mm6 l 30mm7y 50mm7l 2*(2 R ) 4 *5 62.8mmy 10mm88l9 r 25.12mm 38mmy9l y l

11、y l yy 21.75mm1 1 2 29 9l l lc1 292。7 凸凹模刃口尺寸的计算为了提高冲裁件的断面质量与模具寿命，需选择合理的冲裁间隙，经查表 2-4【1】H62 的始用间隙 Z 0.045 0.025ZMAXMIN表 2-4 冲裁模刃口始用间隙材 料 H62、H68（硬） H62、H68（半硬) H62 、 H68（软）HBS140190HBS70140HBS70力 学 b 400 600 b 300400 b300 Mpa厚 度 ZmintZmaxZminZmaxZmi Zmaxn0.060.025 0.0450.045 0 。0750。101。2 0。160。190。1

12、30.160 。 0.1050751)。落料刃口尺寸由于落料外形不是单一的直线或弧线，故凸模与凹模采用配合加工。落料与凹模为基准件，凸模按凹模尺寸配作,保证双面间隙为 Z ZMIN。凹模磨MAX 0 . 36 x=0.5X=0。75按式 D 凹 = （D x）40D 凸、D 凹 冲孔凸、凹模基本尺寸，mm； 工件制造公差，mm；X 磨损因数凹40凹40400.035050 =(50-0.18*0。75） =49.8650.1840R5 (50.300.75) =4.7750.30402）. 对冲孔 5mm、 8mm 采用凸、凹模分开加工的方法.其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：对孔 8：查表 2

13、12【1】得凸、凹模制造公差：校核: Z - Z =0。045-0。025=0.02mmMAX凸+凹=0.04mm不符合 凸+凹 Z Z 要求MAXMAX凹0。6（ Z Z )=0.6*0。02=0.012mmMAX 凸凸d 凹（d Z ）凸min=min00=8.0040.0080.0084对孔 5： 同理凸=0。008mm查表2-13 得磨损系数x=0.75=5。006000.0080.008=5.031501201）.冲孔凸模采用B 型圆凸模图29123 h 凸模固定板的厚度12取35mm.2).落料凹模侧壁采用阶梯形直壁形孔凹模厚度H=ks送料方向的凹模长度L=s +2s 。=46+2

14、28=100mm12s -送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离.查表22Hmax5H Hmin10由选择的模座可知 Hmax=145mm , Hmin=120mm因此有 134mmH 124mm取 H=130mm. 2）.垫板的选用3）.卸料装置的选用4）.模柄的选用 模架的形式在标准模架中，应用最广泛的是用导柱和导套作为导向 后侧导柱模架图 34中间导柱模架(3）对角导柱模架 导柱的布置是对称的,而且纵横都能送料。对角导柱模架的两导柱之间距离较远，在导柱、导套之间同样间隙的条件下，这种模架的导向精度较高。 图 35对角导柱模架四周导柱模架本设计中采用的是横向右向左的送料方式，因此选用后侧导柱模架.查表 附表 J【2】H max 145mm ,Hmin=120mm20 钢渗碳深度 0.81.2mm,硬度 6).卸料螺钉8）。导料销T8A，硬度为 5054HRC. 图 389）。压力机的选择选择开式双柱可倾压力机 J23