止动片落料冲孔复合模具设计.doc

广西大学
《冲压工艺及模具设计》课程设计

说 明 书

设计题目 止动片落料冲孔复合模具设计

系 别 机械工程系
专业班级 机制082班
学生姓名 王 猛
学 号 2008333221
指导教师 钟得分
日 期 2011年12月20日

目 录

第一章 设计任务 3

第二章 工艺分析和方案选择 4

第三章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机 6

第四章 模具工作部分尺寸及公差 9

第五章 零件图 11

第六章 装配图 21

感想 23

参考文献 24

第一章
设计任务

1.零件设计任务

零件简图：如图1 所示
生产批量：大批量
材料：H62
材料厚度：0.7mm
工件精度：IT9级

图1
设计该零件的落料冲孔复合模

第二章
工艺分析和方案选择

1.冲压件工艺分析
材料：该冲裁件的材料是普通黄铜，有良好的力学性能，切削性好，可冲压。
‚零件结构：结构简单，2×Φ9孔和圆弧R20，适合冲裁。
ƒ尺寸精度：该冲裁件精度为IT9级。
结论：适合冲裁.

2.分析比较和确定工艺方案

2.1加工方案的分析.
由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。材料低硬度.
根据止动片（如图1）包括冲孔、落料两道冲压工序。模具形状较为规则即可以在一个工位完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案：

方案一（级进模）
止动片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。可采用级进模。
‚方案二（倒装复合模）
将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。采用冲孔、落料倒装复合模（弹性卸料）。
ƒ方案三（正装复合模）
正装复合模方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。凸凹模在上模。弹性卸料板卸料。
方案比较：
方案一：采用级进模，安全性好，，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。
方案二：倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料.
方案三：正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。
结论：综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。

2.2模具结构型式的选择
确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足以下要求：
（1）能冲出符合技术要求的工件；
（2）能提高生产率；
（3）模具制造和维修方便；
（4）模具有足够的寿命；
（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。

1、模具结构型式
在确定采用复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用倒装式复合模，这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出。工件由上面的凹模带上后，由推荐装置推出，再由压力机附上的接件装置接走。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置向上推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。
故本零件采用倒装式复合模结构。
2、定位装置
为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,所以采用定位销定位。
　　因为板料厚度t=0.7mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个固定挡料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方向采用一个弹簧挡料装置的活动挡料销.
3、推件装置
在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时，刚性推件装置对工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。
由于刚性推件装置已能保证工件所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维护方便，故这套模具采用刚性结构。
4、卸料装置
复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设置卸料装置。
在下模的弹性卸料装置一般有两种形式：一种是将弹性零件（如橡胶），装设在卸料板与凸凹模固定板之间；另一种是将弹性零件装设在下模板下。由于该零件的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件。
5、导向装置
采用二导柱式模架。

第三章
计算冲裁压力、压力中心和选用压力机

1、 排样方式的确定及材料利用率计算

1.1排样方式的确定

查《冲压工艺与冲模设计》表2.5.2，
两工件之间按矩形取搭边值a=2.5mm，侧边取a1=2.5mm。
进料步距为A=20+2.5=22.5mm；
条料宽度为B=（D+2a1+δ）0-δ，
查《冲压工艺与冲模设计》表2.5.3得，
条料下料剪切公差δ=0.5mm，冲裁件垂直于送料方向的尺寸为D=65mm，则
B=（D+2a1+δ）0-δ=（65+2×2.5+0.5）0-0.5=70.50-0.5mm

1.2材料利用率计算
板料规格选用 0.7×1000×1800mm；

采用纵裁时:
每板的条数 n1=1000/70.5=14条余0.18
每条的工件数 n2=1800/22.5=80件余0
每板的工件数 n=n1×n2=14×80=1120个
一个步距内的材料利用率为：
η=F/F0×100%=F/AB×100%=1025.06/（22.5×70.5）×100%=64.62%
板料利用率
ηB=nF/1000×1800×100%=1120×1025.06/1000×1800×100%=63.78%

采用横裁时:
每板的条数： n1=1800/70.5=25条余0.53
每条的工件数： n2=1000/22.5=44件余0.44
每板的工件数： n=n1×n2=25×44=1100个
板料利用率
ηB=nF/1000×1800×100%=1100×1025.06/1000×2500×100%=62.64%

经计算横裁.纵裁时板料利用率高于横裁.故选择纵裁排样。

排样方式（如图2）所示：

图2

2.2计算冲裁力、卸料力
材料H62的抗拉强度为δb=500MPa;
冲裁周边总长：L1=174.13；冲圆形孔尺寸：L2=56.55
（1）落料力
F落=KPL1tδb＝1×174.13×0.7×500=60945.5N
(2)冲孔力
F冲=KPL2tδb=1×56.55×0.7×500=19792.5 N
(3)冲孔推件力F推=nK推F冲(查表计算n=10 k=0.06 F冲=19792.5N) F推 =10×0.06×19792.5=11875.5 N
(4)落料时的卸料力
F卸＝K×F落＝0.04×60945.5＝2437.82 N
总冲压力
F总＝F冲+F推+F落+F卸= 60945.5+19792.5+11875.5+2437.82=95051.32N

2.3压力机的选择

需选择的压力机压力：F机=1.2F总=95.05KN×1.2=114.06KN
选择压力机型号为 J21-16

规格型号
公称力(KN)
公程力行程(mm)
滑块行程(mm)
行程次数(次/分)
装模高度(mm)
装模高度调节量(mm)
滑块中心至机身距离(mm)
工作台尺寸(mm)
模柄孔尺寸(mm)
工作台厚度(mm)
工作台板孔尺寸(mm)
电机功率(KW)
机身两立柱间距离(mm)
外形尺寸长×宽×高(mm)
整机重量约(Kg)
J21-16
160
2
60
140
170
40
500
前后320左右490
φ35
40
φ120
1.5
210
1120×560×1700
1400

2.4 确定模具压力中心
用UG软件计算压力中心为（32.5 11.03）

第四章
模具工作部分尺寸及公差
1.工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。
　　刃口尺寸计算见表1。

基本尺寸
及分类
冲裁间隙
磨损系数
计算公式
制造公差
计算结果
落料凹模
A65
=650-0.074
Zmax=0.36
Zmin=0.246
Zmax-Zmin
=0.36-0.246
=0.11mm
制件精度为：IT9级，故x=0.75
Aj=（Amax-xΔ）0+0.25Δ
Δ/4

Aj=64.940+0.019
相应凸模按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间
A20
=200-0.052
Aj=19.960+0.013
A13
=130-0.045
Aj=12.970+0.011
AR20
=200-0.052
Aj=19.960+0.013
相应凸模按凹模尺寸配作，保证单间隙在
0.123～0.18之间
冲孔凸模
B9
=90+0.036
Bj=（Bmin+xΔ）0-0.25Δ
Bj=9.0270-0.009
相应凹模按凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间
孔边距
A10
=100-0.039
Aj=（Amax-xΔ）0+0.25Δ
Aj=9.970+0.010
孔心距
C37
=37±0.031
Cj
=（Cmin+0.5Δ）±0.125Δ
Cj=10±0.002
表1
2. 工作零件结构尺寸

2.1 凹模外形尺寸确定
凹模厚度 H1=Kb=0.22×65=14.3mm 14.3<15 H=20mm
凹模壁厚 c=（1.5～2）H=30～40mm
A=40×2+65=145mm
B=40×2+20=100mm
所以，凸模板外形尺寸为：160×100×15
2.2 凸模的长度
凸模的长度为40mm，其中工作部分为20mm。
2.3凸凹模的长度
凸凹模的长度为42.6mm。
2.4其他主要零件结构
上模垫板160×160×6mm；
凸模固定板160×160×15mm；
下模卸料板160×160×10mm；
凸凹模固定板160×160×20mm。

第五章
零件图

凸模

凹模

凸凹模

上模座板

下模座板

上垫板

凸模固定板

卸料板

凸凹模固定板

推件块

第六章
装配图

感想
通过这次课程设计，我学到了很多东西，把课堂上学到的知识和实践结合到一起，形成了对知识的升华，但其中有很多的不足之处，望老师给予指出，感想钟得分老师的教育和指导。

王猛
2011.12.20

参考文献
冲压工艺与模具设计
简明冲压模具设计手册