冲压模具专业课程设计复合模.doc

冲压模具课程设计

题目：冲孔、落料复合模

姓名：史梁君

指引教师：李**

材料工程系
09模具设计与制造
.5.1

目录

一、 设计任务书………………………………………2

二、 冲压工艺性及工艺方案拟定………………3

三、 重要设计计算……………………………………4

四、 模具总体设计……………………………………8

五、 重要零部件设计………………………………8

六、 冲压设备选定………………………………12

七、 设计小结…………………………………………13

八、 参照文献…………………………………………13

一、课程设计任务
姓名:叶** 班级：09模具 学号：
一、 题目：冲孔、落料复合模
二、 零件：

材料：Q235
厚度：2.0mm
批量：大批量
三、 任务内容：
(一）工艺设计
1、工艺审查与工艺分析
2、工艺计算：
毛胚计算
‚工序件计算或排样图
3、工艺方案拟定
工序拟定
‚ 基准和定位方式选取
（二） 模具设计
1、总图
2、零件图

二、冲压工艺性及工艺方案拟定
一、工艺性分析
1、材料 零件材料为Q235普通碳素钢，具备良好冲压性能，适合冲裁。
2、构造 该零件属于较典型冲裁件，形状简朴对称。孔边距远不不大于凸、凹模容许最小壁厚（见参照文献①表2.9.5），故可以考虑复合冲压工序。
3、精度 零件外形：80±0.07属于10级精度，60±0.05属于9级精度。零件内形：属9级精度。孔间距：42±0.08属11级精度（均由参照文献精度②附录一查得）。因零件边有90o尖角，应以圆弧过渡，查参照文献①表2.7.1取r=0.5mm。零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度规定。
4、结论 可以冲裁。
二、冲压工艺方案拟定
该零件涉及落料、冲孔两个基本工序，可以采用如下三种工艺方案:
方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产。
方案②:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案③:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。
方案①模具构造简朴，但需要两道工序、两套模具才干完毕零件加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产需求。方案②只需要一套模具，冲压件形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具构造较方案一复杂，但由于零件几何形状简朴对称，模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件冲压精度不易保证。通过以上三种方案分析比较，对该冲压件生产以采用放案②为佳。

三、重要设计计算
（1）排样方式拟定及计算
查参照文献①表2.5.2，查得：取两工件间最小搭边：a1=2.0mm 侧面搭边值：a=2.2mm 由下表计算可知条料宽度mm，步距62.2mm。查参照文献③第8页选用t=2.0mm，950mmmm钢板。一种步距材料运用率90.3%（计算见下表）。每条钢板可剪裁为11张条料（85.5mmmm）每张条料可冲32个工件，故每张材料运用率为88.9%（计算见下表） 拟定后排样如下图：
（2）冲压力计算该模具采用倒装式复合模，拟选弹性卸料，刚性出件，冲压力有关计算见下表。
排样冲压力计算表
计算分类
项目
公式
成果
备注
排样
冲裁件面积A
A=8060
4800mm2

条料宽度B
B=（D+2a+C）0-△
85.50-0.6mm
查参照文献①表2.5.5取 C=0.5mm，
表2.5.3
取△=0.6
步距S
S=60+ a1=62.2
62.2mm

一种步距材料运用率η

90.3%

一张钢板材料运用率η

88.9%
n=1132
=352件
冲压力
落料力
=KLtτb=1.32802300
218.4KN
查参照文献①表1.3.6取
τb =300Mpa
L=112.8mm
冲孔力
=KLtτb
=1.3（216）2300
78.37KN
L=2
推件力
=n=60.05578.37
25.86KN
n
查参照文献①表2.6.1取=0.055
卸料力
==0.05288.4
10.92KN
查参照文献①表2.6.1取=0.05

总冲压力
=+++
=218.4+78.37+10.92+25.86
333.55KN

（3）压力中心拟定
该工件尺寸，形状对称，因而该工件压力中心在工件轮廓几何中心O上。

（4）工作零件刃口尺寸计算
查参照文献①表2.3.3取，磨损系数x=1
尺寸及分类
计算公式
成果
备注
落料
60±0.05

模具凹模按七级制造，凸模按六级制造。均由参照文献②附录一差得，且均满足：-

80±0.07

冲孔

中心距
42±0.08

（5）卸料橡胶设计计算
采用 JB/T 7650.9-1995聚氨酯弹性体
项目
公式
成果
备注
卸料板工作行程
=+t+
4mmmmANGJIA650.9-1995
为凹凸模凹进卸料板高度1mm
为凹凸模冲裁后进入凹模深度1mm
橡胶工作行程
=+
9mm
为凹凸模修磨量，取5mm
每个橡胶承受载荷
=
2.73KN
选用4个圆筒形橡胶
拟选橡胶
查参照文献②表4.10.1和表4.10.2依照和
初选 JB/T 7650.9-1995橡胶
橡胶预压缩量
=10%
4mm
普通取=（10%～15%）
校核橡胶自由高度
0.35=14mm
+=13mm
适当
橡胶压缩量0.35
橡胶安装高度
=-
36mm

四、 模具总体设计
（1）模具类型选取
由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，因此模具类型
为复合模。
（2）定位方式选取
该模具采用是条料，控制条料送进方向采用导料销无测压装置。控制条料送进步距采用活动挡料销来定距。
（3）卸料、出件方式选取
倒装式复合模，采用弹性卸料，刚性出件。
（4）导向方式选取
为以便安装调节，同步为送料以便，故采用后侧导柱模架。

五、 重要零部件设计
一、 工作零件设计
（1）落料凹模
凹模厚度：H=kb（15mm）
=0.3080=24mm(参照文献①表2.9.5)
凹模壁厚：C=（1.5～2）H（30～40mm）
凹模宽度：B=b+2c=80+240=160mm
凹模长度：L=160mm（查参照文献②表4.11原则JB/T7643.1-获得）
凹模厚度：由上计算厚度24mm，将凹模版做成薄板形式并加空心垫板后厚度取14mm。 得凹模轮廓：16016014mm
（2）凹凸模
高度：L=+h+=20+35+10=65mm
如下图式中：为凹凸模固定板厚度（查参照文献②表4.11初选16016020mm），弹性卸料板厚度（初选16016010mm），h为增长高度（冲压时橡胶高32mm+凹凸模高过卸料板3mm=35mm）。

（3）冲孔凸模
结合工件外形考虑加工，将凸模设计成直通式凸模，与凸模固定板按H7/m6配合。
其总长度：L=++=14+12+24=50mm
式中各参数如上图中： 凹模厚度、空心垫板厚度（查参照文献②表4.11初选16016012mm）、凸模固定板厚（查参照文献②表4.11初选16016024mm）。经查圆柱头直杆圆凸模原则，采用：
50 JB/T 5825- 凸模。
二、 定位零件设计
（1） 挡料销：
因模具采用橡胶弹性卸料，且卸料橡胶安装高度36mm较高。为以便挡料，采用橡胶弹顶挡料销装置。查参照文献①表2.9.7得挡料销高出卸料板3mm，卸料板厚10mm，故取挡料销H=14mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
（2） 导料销：
使用两个导料销，采用橡胶弹顶导料装置。查参照文献①表2.9.7得导料销高出卸料板6～8mm，卸料板厚10mm，故取导料销H=18mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
三、 出件装置设计：
采用刚性出件，由推杆直接推动推件块，将凹模内
工件推出。依照推杆连接各板高度，和模柄孔径查参照文献②表4.14.4取带肩推杆：A 12X140 JB/T 7650.1-。推件块周界尺寸和零件周界尺寸相似，考虑凹模厚度、空心垫板厚度、及推杆安装、凹模修模量等因素，取高度16mm。
四、 卸料某些设计：
卸料板：由活动挡料销和导料销安装高度：选用卸料板轮廓16016010mm
卸料螺钉：模具采用橡胶弹性卸料橡胶由上可知橡胶孔直径12.5mm，查原则取M8X60 JB/T 7650.5-卸料钉尾部有足够形成空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超过凹凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。
五、 模架及其他零部件设计和选用
模架：160X160X180～220 GB/T 2851-
上模座：160X160X40 GB/T 2855.1-
下模座：160X160X45 GB/T 2855.2-
导柱：28X170 GB/T 2861.1-
导套：28X100X38 GB/T 2861.3-
凸凹模固定板：160X160X20 JB/T 7643.2-
凸模固定板：160X160X24 JB/T 7643.2-
上垫板：160X160X8 JB/T 7643.3-
空心垫板：160X160X12
模柄： B 50X110 JB/T 7646.1-
该模具闭和高度：
H闭=H上模座+H垫+L+H+H下模座-h2
=40+8+50+65+45-1=207mm
式中：L为凸模长度50mm，
H凹凸模厚度65mm，
h2凸模进入凹凸模深度1mm。

六、 冲压设备选定
依照总冲压力=333.55KN，模具闭合高度207mm，冲床工作台面尺寸，选用J23-40
其重要设计参数如下：
公称压力；400KN
滑块行程：120mm
最大装模高度：220mm
工作台尺寸（先后左右）:480mm 710mm
模柄孔尺寸；Φ50mm70mm
最大倾斜角度：30o
机床工作台孔尺寸(直径先后左右)：Φ
因下模座外形尺寸（先后
左右）：254250不大于机床工
作台孔尺寸
故需加垫板：材料45
见如右图零件图。

七、 设计小结 
作为模具专业学生,课程设计是咱们即将迈入社会个人作业,也是对咱们这专业知识一次总结与检查.设计最后完毕，心理有一种说不出轻松，设计过程中遇到了许多问题，在教师及朋友协助下予以解决。一方面要感谢教师对我指引和督促，给我指出了对的设计方向，使我加深了对知识理解,同步也避免了在设计过程中少走弯路。
总来说通过本次课程设计还是受益匪浅。一方面，我对模具基本设计环节以及有关参数选用、计算及校核有了进一步加深；另一方面，本次设计是对咱们前面所学知识一次巩固与复习过程，使咱们对此前所学知识有了更深一步结识及运用。本次课程设计也为咱们后来走上工作岗位后设计工作打下了一定基本。
由于水平有限，难免会有错误，还望教师批评指正。 

八、 参照文献
①刘建超、张宝忠合编.冲压模具设计与制造.北京：高等教诲出版社.
②杨关全、匡余华.冷冲模设计资料与设计指引（第二版）.大连：大连理工大学出版社，
③补充资料
④杨老记、马英合编.机械制图.北京：机械工业出版社