机械专业综合课程设计说明书-倒装复合冲模（浮动式）

机械专业综合课程设计说明书倒装复合冲模（浮动式）学院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化目录1冲压件的工艺性分析与方案确定 11.1冲压件工艺性分析 11.2确定工艺方案 11.3排样设计及材料利用率的计算 22工艺力计算及压力中心确定 32.1计算冲裁力 32.2推件力、卸料力计算 42.3总冲压力的计算 42.4压力中心确定 52.5压力机的选择 53刃口尺寸计算 63.1冲模刃口尺寸及公差的计算 64主要零部件设计 74.1凸模设计 74.2凹模设计 84.3凸凹模设计 105标准件的选用 116设计并绘制总图 137主要组件的装配 148

模具的工作过程 14参考文献 16PAGE2–PAGE1–1冲压件的工艺性分析与方案确定1.1冲压件工艺性分析零件简图：如图1所示。

生产批量：大批量。

材料：08F。

材料厚度：3mm。未注公差：IT14

图1工件图1.2确定工艺方案经分析，采用倒装复合冲模（浮动式）为加工方案，此方案只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，模具轮廓尺寸较小。1.3排样设计及材料利用率的计算图2排样图考虑该制件的整体工艺性，查表可选排样形式为直排。条料宽度确定：由表确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值a=2.5mm，侧边取搭边值=2.8mm。则条料宽度：B=(D+2a)-⊿查表⊿=0.9B=(40+2×2.8)-0.9=45.8-0.9连续模进料步距为42.8mm。2工艺力计算及压力中心确定2.1计算冲裁力式中：-系数查表取K=1.3；-冲孔周长，-材料厚度,t=3mm；-材料抗剪强度08F退火=432～549，取=500MPa。冲裁力计算：=1.3×160×3×300=187200N=1.3×72×3×300=84240N总冲裁力的计算：由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。(5-4)式中：-总冲裁力；-落料时的冲裁力；-冲孔时的冲裁力；=187200+84240=271440N2.2推件力、卸料力计算公式如下：式中:-推件力；-卸料力；-冲裁力；-卸料力系数;-推件力系数;-卡在凹模里的工件个数，。-推件力系数通过查表确定，推件力系数取＝0.045；根据公式得：推件力6/1.5×0.045×27144024429.6N-卸料力系数通过查表确定，卸料力系数取＝0.04；根据公式得：卸料力=0.04×271440=10857.6N2.3总冲压力的计算=271440+10857.6+24429.6=306727.2N2.4压力中心确定冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。由于该制件为轴对称件，因此压力中心就是冲裁件的几何中心。2.5压力机的选择通过校核，根据查表选型号为JC23-50的可倾式压力机其基本参数：表一：标称压力：500KN电动机功率:5.5kW滑块行程：180mm最大装模高度:330mm行程次数：50/min连杆调节长度：65mm闭合高度调节量：80mm外形尺寸:1350×18×10×2740mm主电机：5.5电机总容量：5.5工作台尺寸长×宽:710×4×80mm倾斜角度：30度模柄孔尺寸直径:φ50mm模柄孔尺寸深度:70mm模具的闭合高度H模具应介于压力机的最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间，否则就不能保证下常的安装与工作。其关系为：Hmin+10mm≤H模具≤Hmax-5mm3刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。3.1冲模刃口尺寸及公差的计算查表可得：=0.210mm=0.270mm=(0.270－0.210)mm=0.060mm冲孔：=（18+0.5×0.43）0_0.02=18.720_0.020mm=（18.72+0.210）0+0.03=18.540+0.030mm校核：0.02+0.02=0.04≤0.270-0.210=0.060mm（满足间隙公差条件）落料：=（40-0.5×0.62）+0.030=39.69+0.030mm=（39.69-0.210）-0.020=39.48-0.020mm校核：0.02+0.03=0.05≤0.060mm（满足间隙公差条件）4主要零部件设计4.1凸模设计为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三个原则：1）精确定位:凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时造成啃模。2）防止拔出:回程时，卸料力对凸模产生一定的作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出。3）防止转动。对于非圆形凸模，则制成无台阶断面的形式，材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。冲孔凸模用固定板压配固定，采用H7/m6配合，刃口部分热处理硬度为58-62HRC，尾部回火至40-50HRC。凸模的长度应根据冲模的具体结构确定，且应留修磨量，用螺钉和销钉固定，热处理硬度为58-62HRC，尾部回火至40-50HRC。冲裁时凸模进入凹模一定深度。同时，凸模的长度应根据冲模的具体结构确定，用螺钉固定好。如图所示：图3凸模4.2凹模设计根据该制件总体工艺采用矩形凹模。材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。洞口形式为斜壁式洞口，适用于各种冲件等，应用广泛。图4凹模洞口主要参数为:H大于8外形为矩形，厚度H=kb(≧15)凹模壁厚：按公式C=（2.5～4）H(≥30mm)式中b为冲裁件的最大外形尺寸；b=40mm。K为系数，考虑板料厚度的影响，查表得K=0.5。所以H=kb=0.5×40=20mm。凹模壁厚c=(2.5～4)H=4×20=80mm。但考虑到要增加凹模强度来提高模具寿命，所以凹模的厚度要适当增加。凹模外形尺寸为A×B=(b+H)×(b+2c)=100×96mm总上所述，凹模外形尺寸选用100×100mm系列。凹模固定：一般采用螺钉和销钉直接固定在下模座上。表面粗糙度为0.8～0.4，底面与销孔表面粗糙度为1.6～0.8，凹模热处理硬度应微高于凸模，达到60～64HRC。4.3凸凹模设计材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。热处理硬度达到60～64HRC图5凸凹模5标准件的选用1、凸模固定板,材料为45钢，选自(GB2873.181)尺寸100×100×12mm。凸凹模固定板,材料为45钢,选自(GB2873.181)尺寸100×100×18mm。卸料板：材料为45钢，选自(GB2873.181)尺寸100×100×10mm。垫板：材料为45钢，选自(GB2873.181)尺寸100×100×6mm。模柄：节选自书籍（冷冲模设计指导/史铁梁主编）P141,表4—50压入式A型模柄，尺寸为:mmmmmmmmmmmmmm注:1)材料为Q235,GB700—88。2)技术条件：按GB2870—81的规定。2、挡料销的选用：mmmmmmmmmm注:1)材料为45钢，GB699—88。2)热处理：硬度43—48HRC。3)技术条件：按GB2870—81的规定。3、导柱与导套的选用：导柱节选自书籍（冷冲模设计指导/史铁梁主编）P117表4—22尺寸为mmmmmmmm导套选自书籍（冷冲模设计指导/史铁梁主编）P117表4—23.A型滑动导套。尺寸为mmmmmmmm注:1)材料为20钢，GB699—88。2)热处理：硬度58—62HRC。3)技术条件：按GB244690的规定。4、卸料螺钉的选取：选自书籍（冷冲模设计指导/史铁梁主编GB70-85）表3-35。卸料螺钉孔尺寸:mmmmmmmmmm注:材料为45钢，淬火43—48HRC。5、推杆及顶杆的选用：选自书籍（冷冲模设计指导/史铁梁主编）P133表4-41。顶杆尺寸:mmmm推杆尺寸：mmmmmm注:1)材料为45钢，GB699—88。2)热处理：硬度43—48HRC。3)技术条件：按GB2870—81的规定。圆柱销尺寸：mmmm弹簧的选用：节选（冷冲压模具设计/江维健、林玉琼、许华昌编）P80表2-31.尺寸为：mmmmmmn=5～8mm6设计并绘制总图按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。

绘制总图。如下图所示，单排冲孔落料复合模。图6装配图1、下模座2、卸料螺钉3、垫板4、凹凸模固定板5、导柱6、凹凸模7、卸料板8、挡料销9、推件块10、圆柱销11、导套12、落料凹模13、凸模固定板14、垫板15、顶杆16、推板17、推杆18、模柄19、上模座20、弹簧7主要组件的装配1、模柄的装配，因为所示模具的模柄是从以上模座的下而向上压入的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应先把模柄装好。模柄与上模座的配合要求是H7/m6.装配时，先在压力机上将模柄压入，再加工定俭销孔或螺纹孔。然后把模柄端面突出部分锉平或磨平，安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂有度。2、凸模和装配，凸模与固定板的配合要求为H7/m6.。装配时，先在压力机上将凸模固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部一起磨平，为了保持凸模刀口锋利还应将凸模的端面磨平。3、弹压卸料板的装配，弹压卸料板起压料和卸料的作用。装配的保证它与凸模之间具有适当的间隙，其装配方法是，将弹压卸料板装入固定板的凸模内，在固定板与卸料板之间垫上平行垫块，并用平等夹板将它们夹紧，然后按卸料板上的螺孔在固定板上抽窝，拆开后钻固定板上的螺钉穿过孔。4、模架的技术要求及装配组成模架的各零件均应符合相应的技术条件，其中特别重要的是每对导柱，导套的配合间隙应符合要求。装配成套的模架，多项技术指标（上模座上平面对下模座下平面的平行度）导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座下面垂直度）应符合相应精度等级要求。装配后的模架，上模座沿导柱上、下移动平稳无阻滞现象，压入上、下模座的导柱导柱离其它装表面应有1—2mm距离，压入后就牢固。装配成套的模架，各零件的工作表不应有碰伤，裂纹以及其它机械损伤模架的装配主要指导柱导套的装配，目前大多数导柱，导套与模座之间采用过盈配合，但也有少数采用粘接工艺的，即将上下模座孔扩大，降低其加工要求，同时将导柱、导套之间冷入粘结剂，即可使用导柱，导套固定，滑动导向模架常用的装配工艺和检验方法有压入导套、压入导套安、装导套。8

模具的工作过程本模具是一套冲孔落料的复合模。采用倒装结构，冲孔的废料可以从压力机的工作台孔中漏下，故操作方便。冲裁时，弹性卸料板先压住条料起校正作用。继续下行时，落料凹模将弹性卸料板压下，套入落料凸模中，冲孔凸模也进入冲孔凹模中，于是完成冲孔与落料。当上模回程时，弹性卸料板在橡皮作用下将条料从凸凹模上卸下，而推杆受到压力机横杆的推动，通过推板，推杆与推件板将冲件从落料凹模中自上而下推出，冲孔废料则直接由凸凹模孔中漏到压力机台面下。冲裁时，条料在模具上定位是采用布置在左侧的两个活动导料销控制送料方向，