冲孔落料复合模设计

苏州技师学院 毕业设计

题目：设计冲压腰形垫片所需的冷冲模

系 别：机 电 工 程 系 专 业：模具设计与制造 班 级： 0807 姓 名： XX 学 号： 0801080710 指导教师： XXX 完成时间： 2012.05.05

目 录

一、设计任务书…………………………………………1

二、零件工艺性分析……………………………………1 三、冲裁工艺方案确定…………………………………2 四、零件工艺计算………………………………………3 五、冲压设备的选用……………………………………7 六、模具主要零部件的设计与用………………………7

计 算 及 说 明 主 要 结 果

计 算 及 说 明 主 要 结 果 一、 设计任务书 图1 制件图 名称：腰形垫片 材料：H62 厚度：1.2mm 二、零件工艺性分析 1.材料分析 零件材料为H62黄铜。抗拉强度b=300/380MPa，b=300/380MPa 抗剪强度τ=260/300 MPa，伸长率δ=35/20%，具有良好的冲压性能，适合冲裁。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有 τ=260/300 MPa δ=35/20% 利。零件中有两对称空，孔径4，孔与孔、孔与边缘 之间的距离均满足要求。 3. 精度分析 该制件有2个尺寸标注公差，分别为孔径

计 算 及 说 明 孔中心距200.08，一般冲裁即可满足要求。40.04，制件上另两个尺寸未标注公差。按IT14级取值，得0到尺寸400、200.620.52。 主 要 结 果 4000.62 2000.52 三、冲裁工艺方案的确定 1.总体方案的确定 零件为一冲孔落料件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。方案三也只需一副模具，生产效率高，但与方案二相比生产的零件精度稍差，形位精度较难保证。 所以，比较三个方案欲采用方案二进行生产。 2.冲裁模具的总体结构形式确定 采用倒装复合模，弹性卸料装置，刚性顶件结果，冲孔废料从漏料孔漏下，凸凹模和凸模均采用固定板固定，活动导料销进行导料，模架采用中间导柱滑动模架。

计 算 及 说 明 主 要 结 果 四、零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，凸模和凹模采用分开加工法。 查表3-7得Z=0.072～0.096 |δ凸|+|δ凹|≤0.096－0.072=0.024 取δ凸=0.01 δ凹=0.01 （1）落料尺寸 0落料尺寸4000.62、200.52，凹模磨损后刃口尺寸均δ凸=0.01 δ凹=0.01 0.01 A凹1=39.690增大。 落料件尺寸的基本计算公式为： A凹=(Amax－χΔ) A凸=(A凹－Zmin)凸 凹落料工序尺寸未注公差，精度较差，取X=0.5 0.010.01=39.690 A凹1=（40-0.5×0.62）00A凸1=（39.69-0.072）00.01=39.620.01 0.010.01=19.740 A凹2=（20-0.5×0.52）00A凸2=（19.74-0.072）00.01=19.670.01 A凸1=39.6200.01 0.01 A凹2=19.740A凸2=19.6700.01 （2）冲孔尺寸 冲孔尺寸4±0.04，凸模磨损后刃口尺寸减小；尺寸20±0.08，凸模磨损后刃口尺寸不变。 冲孔件尺寸的基本计算公式为：

计 算 及 说 明 B凸=(Bmin＋χΔ) L凸=L凹=L±Δ/8 冲孔工序尺寸精度较高，取X=1。 0B凸=（3.96+1×0.08）0=4.040.010.01主 要 结 果 凹凸 B凹=(B凸＋Zmin) B凸=4.0400.01 0.01B凹=4.110 0.010.01B凹=（4.04+0.072）0=4.110 L凸=L凹=L±Δ/8=20±0.16/8=20±0.02 2.排样计算 （1）确定排样方式 分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图2所示两种。 L凸=L凹=20±0.02 a) 纵排 b） 横排 图2 零件可能的排样方式 ,

计 算 及 说 明 比较方案a和方案b，方案b条料宽度过窄，送 料时容易造成条料的变形和弯曲，故采用a方案。 （2）确定搭边、条料步距和条料宽度 查表3-12可得搭边值为a=1.0mm，a1=1.8mm 送料步距A=D+a=20+1=21mm 条料宽度B=D+2a1=40+1.8×2=43.6mm 主 要 结 果 a=1.0mm，a1=1.8mm A=21mm B=43.6mm 材料利用率为η=S1S×100％=1×100％ ABS0η=78％ π1022020 = 2143.6 =78％ 故零件具体的排样图为 图3 零件具体的排样图 3.冲压力计算

计 算 及 说 明 用NX软件测出制件外轮廓周长L1=102.8319mm 主 要 结 果 落料力F落=KL1tτ =1.3×102.8319×1.2×280 =44916N 冲孔力F冲= KL2tτ =1.3×2×π×4×1.2×280 =10972.4N 冲裁力F=F落+F冲=44916+10972.4=55888.4N 查表3-16，得卸料力系数K卸=0.04 卸料力F卸=K卸F落=0.04×44916N=1796.64N 查表3-16，得推件力系数K推=0.06 梗塞在凹模内的冲件数n=3 推件力F推=K推F冲=3×0.06×10972.4N=1975N 则所选压力机所需总冲压力为 F总=F+F卸+F推 =55888.4+1796.64+1975N =59660.07N =59.7kN 查表得压力机公称压力可取100kN 初选设备为开式双柱可倾式压力机J23—10A F落=44916N F冲=10972.4N F=55888.4N F卸=1796.64N F推=1975N F推=1975N J23—10A 该零件外形完全对称，故该零件的压力中心即为

计 算 及 说 明 五、冲压设备的选用 根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾式压力机 J23—10A，其主要技术参数如下： 公称压力：100kN 滑块行程：60mm 行程次数：145次/min 连杆调节程度：35mm 最大装模高度：180mm 工作台尺寸前后×左右：240×360 工作台孔尺寸直径前后×左右：130×90×180 模柄孔尺寸直径×深度：30×50 电动机功率：1.1 kW 封闭高度调节量：50mm 滑块中心线到床身距离：130mm 六、模具主要零部件的设计与选用 1.落料凹模设计 落料凹模刃口形式选用无漏料孔的直壁形。 查表3-18取凹模厚度系数k=0.31 主 要 结 果 零件外形中心线的交点。 凹模厚度H=kb=0.37×40=14.8mm 取H=20mm

H=20mm

计 算 及 说 明 凹模壁厚C=（1.5～2）×20=30～40mm 取 凹模长度L=b+2c=40+2×30=100mm 凹模宽度B=e+2c=20+2×30=80mm 取凹模外形尺寸 2.固定板、卸料板、垫板外形尺寸确定 主 要 结 果 C=30mm L×B×H=100×80×20 固定板、卸料板、垫板外形尺寸取值同凹模，上 固定板取100×80×12，凸凹模固定板取100×80× 3.凸凹模设计 凸凹模采用直通式结构，内孔为冲孔凹模，刃口 形式选用《实用冷冲模设计》一书图3-30中e图结 构。 凸凹模高度H=h1+h2+t+(15～20)mm =14+12+1.2+(15～20)mm =(42.2～47.2)mm 14，卸料板取100×80×12，垫板取100×80×6。 取H=45mm H=45mm 冲头采用二级台阶式，上平面与垫板接触，中间 部分与凸模固定板过渡配合，下端符合工作部分尺 寸。

4.冲头设计

计 算 及 说 明 冲头长度L=H上固+H凹+（1～2）mm =12+20+（1～2）mm =（34～35）mm 取L=35mm 5.标准模架的选用 主 要 结 果 L=35mm 要求，选用模架。模具闭合高度为 根据凹模L×B=100×80，模具间隙和制件的精度 100×80×140～165H模具=H上模座+H垫板+H上固定板+H凹模+H凸凹模+H下模座 中间滑动导柱 =148mm 模具所选的闭合高度处于所选模架的闭合高度 范围内。 6.顶件装置的设计 压力机通过打件棒、打板、顶杆，将顶件力传递 到顶件板上将制件顶出落料凹模，打板的形状为：

=30+6+12+20+45+35mm

计 算 及 说 明 图4 打板的形状 7.其它零部件选用 （1）螺钉的选择 上模座固定螺钉选用4-M8 下模座固定螺钉选用4-M8 卸料螺钉选用2-M8 （2）销钉的选择 上固定板用销钉4-8 落料凹模用销钉2-8 下固定板用销钉2-8 (3)导料销的选用 卸料板上左侧的两个活动导料销控制送料方向， 其具体形式如下图：

主 要 结 果

计 算 及 说 明 主 要 结 果 图5 导料销的形状级尺寸 8.主要零部件材料及热处理选用 零部件名称 落料凹模 凸凹模 冲头 固定板 垫板 卸料板 导料销 材料 Cr12MoV Cr12MoV Cr12MoV 45 45 45 45 热处理要求 60～64HRC 58～62HRC 58～62HRC 43～48HRC 43～48HRC

参考文献

1、 课本《实用冷冲模设计》

2、 《模具设计指导》 史铁梁 北京：机械工业出版社，2003.8 3、 《冲压模具简明设计手册》—2版 郝滨海 北京：化学工业

出版社，2009.3

4、 《冷冲模具设计指导》 王芳 北京：机械工业出版社，2002.6 5、 《模具零件材料与热处理的选用》 熊建武 北京：化学工业

出版社，2011.1