毕业设计——垫片落料冲孔复合模设计概论
垫片落料冲孔复合模设计
系部：精密制造工程系
学生姓名：许安峰
专业班级：模具11C2 班
学号：111031232
指导教师：许萍
2014年3月11日
声明
本人所呈交的垫片落料冲孔复合模设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：
日期：2014年3月11 日
【摘要】
复合模具是模具生产的一种，是指通过一定工序将坯料冲裁成形的模具。按照冲压的工艺性质分类，复合模具是使材料发生变形的冲裁模具。我的课题包括零件的工艺分析，凸凹模的计算，冲压工序的确定分析的两套模具，正确的选用标准零件和其它的零件，对冲压结构进行了工艺分析已选取压力机。绘制模具二维装配图和零件图。此毕业设计过程中需要用到CAD绘图，车床的加工打磨。
通过一系列的选择，我最终选择了冲压模零件的设计，主要介绍冲压模具的凸凹模计算，工艺顺序，模具的工作原理。
关键词：模具行业发展结构设计
引言 (1)
一、冲裁零件工艺性 (2)
（一）零件分析 (2)
（二）工序顺序确定 (2)
（二）零件工艺分析 (2)
（三）确定冲裁工艺方案 (2)
二、确定模具总体结构方案 (3)
（一）模具类型 (3)
（二）选取操作与定位方式 (3)
（三）卸料与出件 (3)
（四）模架的类型选取 (3)
三、冲件的工艺与计算 (3)
（一）排样方案 (3)
（二）排样图 (4)
(三) 送料冲裁的示意图 (4)
（四）条料宽度导料板间距计算 (4)
（五）计算冲压力选取压力机 (5)
四、凸、凹模刃口尺寸计算 (6)
（一）落料凹模刃口尺寸的计算方法 (6)
（二）冲孔凹模的刃口尺寸计算 (6)
五、冲件凸凹模部件的结构与设计 (7)
（一）凹模的设计 (8)
（二）凸模的设计 (9)
（三）凸凹模结构的设计 (9)
六、模具总装图 (10)
七、冲模的安全措施 (11)
（一）冲模的结构安全 (12)
（二）冲模安全装置 (12)
总结 (13)
参考文献 (14)
谢辞 (15)
模具已成为我们生活中不可缺少的一部分，而我国的模具行业力求转型，增强自身品牌特色已经成为国内越来越多的模具专业市场的共识与追求。我国的机械模具产业的发展，已经从简单的粗加工转型逐渐转型。模具的精度不断提高，在世界上已成为模具的大制造商，在全球化工业经济中扮演了不可缺少的角色。
冲压成形在现代工业生产中扮演着重要的角色，他的优势是能够利用好各种板件的不同类型,其优点是强度高，可塑性强，能够很好的节约成本，是当今先进的加工方法，在各个能源，工业领域有着决定性的作用。
发达国家的模具设计水平远高于我国的模具设计水平。我国的模具设计制造水平还有一定的差距。比如大型覆盖件冲模，精度要求高质量要求高，这些主要掌握在国外。而国内的模具经过不断的发展基本达到国际水平的是制造手法，但在一些技术的方面还有不小的差距，如精度，周期等。
一、冲裁零件工艺性
（一）零件分析
图1—1 工件图
冲裁件如图所示，材料为锡青铜带QSn6.5_0.1(M)，结构对称，图形比较简单，有两个φ10mm的孔；厚度为3mm。材料适合冲裁。
(二)工艺顺序的确定
单工序冲裁时，我们一般要先将落料与工件和条料分离，然后再冲孔，再与下面的位置保持一样，可减少定位的误差，减少尺寸上的多余计算。当冲裁大小不同，距离又较近的冲孔时，为了减少变形，先充好大孔再冲小孔。如果多工序冲件采用级进冲裁时，要先冲小孔，最后落料并且需要做到稳定的工艺。
（二）零件工艺性
冲裁零件工艺性一般要根据零件生产量的多少而确定，除此之外还要考虑结构，强度，尺寸，材料，精度等。好的冲裁工艺可节省材料，提高精度，也可以提高模具寿命。
（三）冲裁工艺方案的确定
1、单工序冲裁
即简单冲裁模，能够在压力机的一次行程中完成。适合结构简单冲孔少的结构零件。
2、复合冲裁
即在压力机的一次行程中完成两道或两道以上的不同冲裁顺序的冲摸。。
3、级进冲裁
级进模具是指在可以在一次冲裁过程中完成不同位置上的多工序。
二、确定模具总体结构
（一）模具类型
1单工序模2复合模3级进模。采用复合冲裁模。
（二）操作与定位方式
送料的方式可以分为好几种，这里我觉得手工送料基本可以达到生产的要求，该生产的零件生产量大，送料的方式简单。采用手工送料，该零件尺寸小，厚度薄，有两个孔，所以在定位上选择两种定位方式，确保达到生产要求。
（三）卸料与出件
此冲裁零件的模具类型已确定，由工艺顺序的选择，可用弹性卸料装置。
三、零件工艺与计算
（一）排样方案
排样图是排样设计表达形式，应先在CAD上绘出排样图，冲裁件在条料上的布局称为排样图。排样图布置合理，能够使冲裁件的精度达到要求，废料得到减少，带料的利用率提高，并且能够提高模具的使用寿命，提高生产效率等。
条料排样方法可以分为以下三种：
1. 有废料排样：零件与零件之间留有搭边。
2. 少废料排样：冲裁零件之间留有搭边，冲裁有少量的废料。
3. 无废料排样：零件的冲裁过程中，无任何搭边废料。
冲件的形状，材料，尺寸的特性选择直排方式较好。
图 3-1 排样图
（二）排样图
排样图的形式：分为直排用于结构简单的零件；斜排，用于T型，L型，椭圆行冲件；直对排，用于T形，山行，三角，半圆，斜对排，用于材料利用率比直对排时高的，混合排，适用于材料及厚度都相同的2种以上的冲件，多排用于大批生产中尺寸不大的圆形，方形，矩形冲件，冲裁搭边大批生产。
(四)送料冲裁示意图
图3-2 送料冲裁示意图
（四）条料宽度的确定
选取侧压装置，使调料稳定在工作台面上，达到稳定地加工生产。
故按下式计算：
条料宽度 B-△0
△—条料宽度的单向（负向）偏差，；
C —导料板条料之间的间隙参见3-3。
条料宽度=B-A
=45.0
（五）步距的计算
步距:
S=d+a
=21.8
（六）冲压力计算，初选压力机
（1）冲裁力计算
选取何种压力机这要由冲裁力的大小决定。
冲裁力F(n)可按下式进行计算：
F=KtLτ
式中 (冲裁力，厚度，系数，冲裁边长，抗剪强度见附表（MPa）)
由题意得：
F =213.16KN
卸料力 Fx=KxF
推件力 Ft=nKtF
顶件力 Fd=KdF
由表3-3可知： Kx=0.045
KD=0.003
总冲压力：
Fz=F+ Fx+ Fd
=212.16+16.97+1×14.85
= 243.9KN
因冲裁尺寸较小，冲裁力不大，不必计算压力中心位置。
压力机的初选：
冲压设备分为：
1.机械压力机利用机械传动传递运动和压力的冲压设备，常见的压力机都是机械
压力机，以曲柄压力机最为常见。
2.液压机利用液压传动产生运动和压力。液压机的优点具有无极调节，容易获得
较大的压力，但是能量损耗比较大。
根据所生产零件的实际情况，选择机械压力机查表选用J24_6.3
四、凸、凹模刃口尺寸计算
（一）模具刃口尺寸的计算
凸、凹模刃口尺寸的计算：
1 将凸、凹模分开加工，分别按图样上标注的尺寸公差加工
ATδδ+≤Zmax-Zmin
2 确定初始双面间隙的Zmin Zmax 值：
Z（min）=
0.460mm
Z（max）=
0.640mm
Z（max）- Z（min）=
0.640-0.460=0.180mm
见表4-1
确定δt、δa的值：δt=0.020mm δa=0.020mm。见表4-2 （二）模具冲孔刃口尺寸计算
公式 D
T =(dmin+x△)0
–δ
D
A =( D
T
+ Zmin) δa
D
T =(dmin+x△)0
–δ
=10.18 0 -0.02=10.16
D
A =( D
T
+ Zmin) δa
=10.64+0.02 0=10.66
间隙：Zmax- Zmin
=0.640-0.460=0.180mm
δt+δa
0.020+0.020=0.040<0.18
所以满足δt+δa≤Zmax- Zmin的条件，制造公差合适。
（三）模具落料刃口尺寸的计算
当以凹模为基准件时属于A类尺寸第一类尺寸。
公式：
D A =（Dmax-x△）+δa
图4-4 工件图
查公差表将尺寸Φ22分别转化为Φ22 0 -0.52 查表4-11得x=0.5 则Φ22 0 -0.52
A
1
=21.74+0.13 0
A
2
=27.74+0.13 0
A
3
=1.875+0.060 0
A
=15.785+0.108 0
4
=11.785+0.108 0
A
5
五、冲裁模主要零部件的结构与设计
（一）凹模的设计
凹模厚度的确定： H=kb
=0.4*33=13.2，取15。凹模壁厚2*15=30;凹模外形尺寸为125*100。
H
凹
见表5-1
如图5-2所示：
图5-2 凹模冲孔示意图
（二）凸凹模的设计
凸凹模是复合模工作零件的核心，凸凹模分为内外缘刃口，外缘与凸模刃口结构形式相同。凸、凹模的总体结构分为整体式和镶拼式的两种，整体式结构适合于形状简单，结构简单的冲裁件，故选用整体式加工凸凹模。