垫片冲孔落料冲压模具设计及制造要点

毕业设计说明书
设计题目垫片冲孔落料冲压模具设计及制造
院系机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
年级
学生姓名
学生学号
指导教师职称高级实验师
完成毕业设计（论文）时间2014年5月
垫片冲孔落料冲压模具设计与制造
摘要本文介绍了垫片冲孔落料复合模模具的设计，完成冲孔、落料两道工序。冲裁模具的设计首先要通过对零件的工艺分析，确定工艺方案并通过必要的工艺计算，选择合适的冲压设备,然后再进行模具的设计。使用AUTOCAD绘制模具总转图和零件图，从而完成整套模具的设计.模具为倒装式结构,由打杆顶出冲压件,采用弹簧驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单排,由活动挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架,压入式模柄。
4） 推废料力
取0。055， （高度h取4mm)。
5）总冲压力
4.3 压力中心的确定及其相关计算
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
凹模的总长
根据国家标准，取 。
凹模的总宽
凹模整体尺寸标准化取 。
确定凹模板上的螺钉和销钉数量和布局。根据模板的大小,查表 可知， 螺钉和 销钉,就可满足凹模与其他零件的连接强度.其简图如图7—1所示。
图7-1 凹模
7。1。2冲孔凸模
从冲压零件图可以看出，只有一种圆孔凸模 ,采用B型圆凸模，固定在凸模固定板上。冲模中的凸模不管其断面形状如何,其基本结构均由安装部分和工作部分两大部分组成。同时还要考虑凸模的修磨量及固定模与卸料板的安全距离等因素。凸模与凹模固定板的配合间隙均为 ，对于倒装式复合模,圆孔凸模结构尺寸为
方案一：先冲孔，再落料，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，但需要两道工序两具模具，成本高而且生产效率低,不能满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,生产效率高，模具强度好，制造简单，并且冲压时,卸料板在冲裁时压紧板料,零件的平直度较好工件留在模具上，手动取出零件.方案三也只需一副模具，生产效率高，操作简单方便,但级进模在送料是很难保证工件的位置精度,无法达到零件较高的位置精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳，设计成倒装式复合模可以很好地保证工件的位置精度。
如图5-2建立x—y坐标系,该工件为对称形状冲裁件，几何中心为其压力中心.即该零件的压力中心位于A（0,0）。
图4—2
4。4 工件零件刃口尺寸的计算
经分析,该零件的形状简单。落料凸模与凹模为了保证所要求的精度，采用线切割配合法来加工.落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙配制，即以落料凹模,冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙配制。根据工件的要求确定采用小间隙冲裁。根据材料性能和厚度查表 可确定 ， 。
6。3卸料、出件的方式选择
加工工件料厚为1mm，相对较薄，冲裁后箍在凸凹模上的工艺废料用弹压卸料板卸料。工件采用上出件方式，即压入凹模内的工件利用上模的打料机构打出。
6。4导向方式的选择
模具位置精度要求较不高，故采用中间导柱模架。模具的上模部分主要由模柄、上模座、垫板、凸模固定板、凸模、凹模、等组成。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件.冲孔废料由漏料空漏出。成品件手动取出。
4 主要设计计算
4.1 排样方式的确定及其计算
根据该工件的实际情况，提高材料的利用率,应采用直排法，根据材料的性能、厚度和手工送料，查表 可确定搭边值:
工件也边缘搭边 0.8
两工件间的搭边 1
条料宽度按相应的公计算:
式中 B—条料宽度;
D—工件长度；
—条料公差值；
—侧边搭边值。
查 表得 =0。4mm。
最大封闭高度310mm
模柄孔尺寸（直径x深）
工作台尺寸320x530mm
工作台孔尺寸
6 模具结构选择
6。1模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用复合模冲裁，凸凹模装在模具的下方，故该模具为倒装式复合模。
6.2定位方式的选择
因为该模具采用的条料，所以控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销定距。
关键词冲孔 落料 模具设计 复合模
1 冲压件零件图
材料：65Mn 厚度为1 ，小批量生产。
工件简图：
图1—1 零件简图
2 冲压工艺性分析
2.1 冲压件结构分析
此工件只有落料和冲孔两道工序。材料为65Mn，料厚t=1mm，具有良好的冲裁性能。结构简单,左右分别对称Φ10mm孔,同心圆弧R10mm。
2.2 冲压件尺寸精度分析及确定
式中， 凸模固定板的厚度
卸料版厚度
附加长度，包括凸模的修正量等，一般取
凸模的尺寸如图7—2所示。
图7-2 凸模
7。1.3凹凸模
凹凸模内形刃口起冲孔凹模作用,按凹模设计，其外形刃口起落料凸模作用，按凸模设计。刃口尺寸的设计计算上述.该模具是倒装式复合模，凸凹模用固定板固定在下模座上。
7.2工作零件力学性能校核
零件的尺寸精度均未给出公差,属于自由尺寸，位置精度均在IT6～IT8之间，查表 得, ,R10mm为外形尺寸（非圆形），公差精度取IT14，查表确定公差值为 mm,孔Φ10mm，公差精度取IT11，查表 确定公差值为 .补标公差后的零件图如图3-1所示.
图2-1
3 冲压工艺方案的确定
该零件包括落料和冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案。
冲模力学性能校核主要是小凸模的端面接触面应力 和凸模失稳前的最大长度 。7.2.1弯曲应力校核
式中, 允许的凸模最大自由长度；
凸模的最小直径；
冲裁力,
因此，刚度满足要求。
7.2。1压应力校核
根据公式
式中， 凸模最小直径
而 ,故设计合理。
7。3固定零件
凸模垫板和固定板
圆形凸模承压面的压应力 按下式计算
排样图如图5-1所示，采用正面送进方式。两个工件的步进距离S为21mm。
图4-1 排样图
4.2 冲压力的计算
计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁的需求。
1）落料力
其中 （查表 ）， 为周长。
2)冲孔力
3)卸料力
取0.05（查表 )。
7 主要零部件的设计
7.1工作零件的设计
7.1。1落料凹模设计
在落料凹模内部,由于要设置推件块，所以凹模采用直刃口结构，根据零件的料厚查表得其直刃口高度为6mm.根据凹模高度和壁厚的计算公式可得
凹模高度
式中，k-—凹模厚度系数,查表得k=0.35
b—-工件最大宽度为20mm
因为 ，所以取 。
凹模壁厚
1） 孔的冲裁刃口尺寸计算
根据
校核间隙：
从上式课得出凸、凹模公差不能满足 的条件，但相差不大，可调整如下：
=0.4（ ）=0.4×0。036=0。0144（㎜)
根据表 中公式，将调整后的公差值代入，得凹凸模刃口尺寸：
2)落料凹模尺寸 .
查表 得凸凹模偏差： ， 。
式中
凸模固定板。查表 凸模固定板厚度为14 。
因此,需要加凸模垫板.查表 垫板的厚度为6 .
7.4定位零件
根据模具的结构形式，需要在卸料板沿送料方向设置两个导料销做侧面定位，导料销的高度查表 取3 ，在卸料板压紧之前完成导正。考虑到料厚和装配后卸料板下面超出凹凸模端面1 ，所以在凹模平面相应位置锪出导正销头部的沉孔。挡料销采用活动挡料销。条料送进时靠安装在卸料板上的两个导料销作侧定位，在板料送进时保证板料的垂直度。板料端面采用活动挡料销，非工作行程时，挡料销由弹簧顶起，可供定位；工作时，挡料销被压下,上端面与板料相平。
校核间隙：
从上式课得出凸、凹模公差不能满足 的条件，但相差不大,可调整如下：
落料凸模尺寸按凹模尺寸配制，线切割留双边间隙0。09mm（单边0.045mm）。
5 冲压设备的选择
根据上述冲压力的计算，选择型号为J11—250，单柱固定台压力机。
公称压力 250KN
滑块行程 70mm
滑块行程次数80次/分