冲压-落料冲孔复合模课程设计报告

一、设计任务冲压件7、塑料件7见附件产品图，并取第一组尺寸。

具体任务：1、拟定所指定的冲压件、塑料件的成型工艺，正确选择成型设备；2、合理选择模具结构，正确确定模具成型零件的形状和尺寸；3、正确绘制模具装配图和工作零件图；4、正确确定冲模、塑模（各选一个）工作零件的工艺流程；5、撰写模具设计说明书；6、课程设计完成工作量：（1）冲模、塑模装配图各一张；冲模、塑模工作零件零件图；（2）设计说明书一份（其中包含冲压件、塑料件的成型工艺；冲模、塑模工作零件的工艺流程；模具设计计算过程）（约1万字）。

二、设计要求1、在课程设计中，学生要独立思考和钻研，学会根据具体情况灵活运用所学过的知识，不应盲目照搬其他样本或他人的设计；2、课程设计中的每一个环节都必须认认真真、一丝不苟地去完成；3、设计应按计划进行，并确保所设计的模具结构合理、操作方便、制造方便、造价便宜，设计图纸符合国标和行业标准，设计说明书规范；4、设计时间安排：（1）冲压件工艺、冲模设计并绘制模具装配图、工作零件图1.2~1.5周；（2）塑件成型工艺、模具设计并绘制模具装配图、工作零件图1.2~1.5周；（3）撰写设计说明书、答辩0~0.6周（是否需要答辩由指导老师决定）。

目录前言第1章冷冲压工艺与模具设计 (1)1.1 设计内容及要求 (1)1.2 冲压工艺性分析 (1)1.3 工艺方案的确定 (1)1.4 确定模具类型及结构形式 (2)1.5 工艺计算 (2)1.6 编写冲压工艺文件 (5)1.7 选择和确定模具主要零部件的结构与尺寸 (5)1.8 校核所选压力机 (6)1.9 编制工作零件机械加工工艺卡 (6)第2章塑料成型工艺与模具制造 (8)2.1 设计内容及要求 (8)2.2 塑料制品工艺性分析 (8)2.3 成型设备的选择与模塑工艺参数的确定 (8)2.4 模具结构方案及尺寸的确定 (9)2.5 注射机有关工艺参数的校核 (12)2.6 编制零件机械加工工艺 (12)第3章结束语 (13)第4章参考文献 (14)前言冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作方便。

它与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛，如机械、航空、汽车、电子、轻工、仪表和家电等工业部门生产中的应用。

冲压工艺有生产率高、产品一致性好、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在当今的制造业中，模具设计制造业已经成为一个新兴的朝阳产业。

冷冲模设计制造在整个模具设计制造中占有半数以上的产值。

因此，冲压技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。

塑料成型同样在工业化生产的今天占有很大的比重，塑料具有密度小、质量轻、比强度高、绝缘性能好、介电损耗低、化学稳定性高等特点，因此工业上很多制品需要用塑料成型。

成型塑料制件的机械称注塑模，在设计注塑模的过程中必须充分考虑到制件的形状、大小、壁厚等因素来设计各个相对应的部分。

总之，注塑模的设计需要相当的细心，只有了解了整个设计过程才真正的算是个设计型人才。

第1章冷冲压工艺与模具设计1.1 设计内容及要求：工件如下图，材料为Q235，料厚1mm，年产量8万件，表面不允许有明显的划痕。

设计成型该零件的模具。

图11.2 冲压工艺性分析1、材料：该零件的材料是Q235，是普通的碳素工具钢，板厚为1mm，具有良好的可冲压性能。

2、该零件结构简单，所冲的孔是Ø5和Ø6的尺寸，工艺性比较好。

整个零件的结构工艺性好。

3、尺寸精度，零件上的孔的尺寸精度为IT12级，孔与圆弧的同轴度也是IT12级，其余尺寸都是未注公差，属于自由公差，精度比较低。

结论：适合冲压。

1.3 工艺方案确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：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—落料级进冲压。

采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产率低，难以满足中批量生产要求。

方案二只需一副模具，工件的精度和生产效率都较高。

方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模具冲裁精度高。

通过对上述三种方案的分析比较，成形该零件采用方案二复合模具成形。

1.4 确定模具类型及结构形式1、该零件质量要求不高，板的厚度有1mm，孔边距有4mm，所以可以选用倒装复合模。

2、定位方式的选择：控制条料的送进方向采用两个导料销，控制条料的送进步距采用挡料销。

3、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。

下出件，上模刚性顶件。

4、导向方式的选择：为了方便操作，该模具采用后侧导柱的导向方式。

冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量，为了使得模具寿命较高，采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。

1.5 工艺计算1、确定最佳排样方式，并计算材料利用率，选择板料的规格。

该零件为角形零件，设计直排、对排、斜排三种排样方式，如图：直排对排斜排图2 排样比较查《冲压模具简明设计手册》表2.26，最小搭边值是：工件间1.5mm、侧边1.8mm。

工件面积：14*36+25*12+1/2*7*7*π+1/2*6*6*π-(22*22-1/4*22*22*π)-(14*14-1/4*14*14*π)-(9*π+25/4*π)=828mm2直排：取搭边值2mm。

条料宽度B=47mm 步距L=41mm；材料利用率：η=828/（47*41）=43%对排：取搭边值3mm。

条料宽度B=64mm 步距L=39mm；材料利用率：η=828*2/（64*39）=66.3%斜排：搭边值2.5mm左右条料宽度B=57mm 步距L=21mm；材料利用率：η=828/（57*21）=62.6%比较直排、对排、斜排三种排样方式，对排材料利用率最高，但对排不便于操作，斜排便于操作，材料利用率只比对排少 3.7%，所以设计模具时，冲裁工件的排样可以采用斜排方式，也可以采用对排方式。

本题采用斜排方式设计模具。

排样图如下：选用1mm*900*1200，可以裁15条，每一条可以冲57件。

总的材料利用率：15*57*828/（900*1200）=61.2%图3 斜排排样图2、计算冲压合力并预选冲床L=（7π+6π+75+25+24-44-28+11π+7π）+34.54=149.34+34.54=183.88mmt=1mm σb=450Mpa冲压力：F=Ltσb=（149.34+34.54）*1*450=67203+15543=82746N查《冲压工艺及模具设计》表3-11 K卸=0.05 K推=0.055 K顶=0.06卸料力：F卸=K卸*F落料=0.05*67203=3360.2N倒装复合模：顶件力等于零推件力：刃口高度为10 n=10/1=10F推=K推*F冲孔*10=0.055*15543*10=8548.7N冲压合力：F合=F+F卸+F推=82746+3360.2+8548.7=94655N根据冲压合力预选J23-16的曲柄压力机。

3、确定冲裁压力中心如下图4X1=0 x2=7 x3=7 x4=14 x5=24 x6=35.5 x7=35 x8=33 x9=27.5 x10=20Y1=29 y2=40.4 y3=36 y4=31 y5=-6 y6=12 y7=6 y8=6 y9=0 y10=8L1=14 L2=16 L3=27 L4=20 L5=27 L6=40.8 L7=16 L8=37.7X0=11.62Y0=13.21取X0=11 Y0=13作为模具压力中心的位置。

图4 压力中心4、确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸落料以落料凹模为基准计算，落料凸模根据凹模和最小间隙计算，也可以根据凹模实际尺寸和间隙值配做。

冲孔以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模根据凸模和最小间隙计算，也可以根据凸模实际尺寸和间隙值配制。

冲孔用分别加工法进行计算，落料、中心尺寸用配合加工法进行计算。

间隙查《冲压工艺及模具设计》表3-4，Zmin=0.10，Zmax=0.14 落料凹模磨损后变大尺寸R7-0.36、R6-0.36、R14-0.43、R22-0.52，凹模公差按Δ/4磨损系数查《冲压工艺及模具设计》表3-5，X=0.5.A1=（6-0.5*0.36）+0.36/4 =5.82+0.09A2=（7-0.5*0.36）+0.36/4=6.82+0.09A3=（22-0.5*0.52）+0.52/4=21.74+0.13中心尺寸凹模磨损后不变，尺寸有26±0.17，30±0.17，凹模公差按Δ/4C1=26±0.17/4=26±0.04C2=30±0.17/4=30±0.04凸模（凸模固定板）按凹模实际尺寸配做，保证间隙0.100—0.140mm冲孔凸模磨损后变小尺寸Φ60.12，Φ50.12，公差为IT12级凸、凹模公差按IT18级，取凸模制造公差δp=0.014mm δd=0.020mm校核间隙︱δp︱+︱δd︱=0.014+0.020=0.034>Zmax-Zmin=0.04，可行磨损系数查《冲压工艺与模具设计》表3-5，X=0.5B1 凸模=(6+0.5×0.12)-0.014=6.06-0.014B1凹模= ( 6.06+0.1)0.020=6.16+0.020B2凸模=(5+0.5×0.12)-0.014=5.06-0.014B2凹模= ( 5.06+0.1)0.020=5.16+0.0205、确定弹性元件聚氨酯橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以选用橡皮。

卸料力为F卸=3360.2N橡皮高度：H自由=H工作/（0.25~0.3）=23.3~28 取30式中H工作=t+1+H修模=1+1+6=8 （H修模取4~7）橡皮的面积：A=F卸/p=12924~6720mm²式中p为橡皮预压（压10%~15%H自由）时单位面积上的压力，取0.26~0.5 取一块整开凸模孔和四个卸料螺钉孔140*140*30的聚氨酯橡皮。

面积校核：140*140 -1752-4*6*6*3.14=17395.84mm²＞6720mm²可行。

1.6 编写工艺文件表1 冲压工艺卡片材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每件毛坯可制件数毛坯重量辅助材料Q235[1（±0.15）*900*1200] 条料[1*57*1200]57件工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备0 下料剪板机上裁板57*12001 落料冲孔落料冲孔复合冲裁J23-16落料冲孔复合模1.7 选择和确定模具主要零部件的结构与尺寸1、工作零件的结构及尺寸设计（1）凸凹模：为了便于加工凸凹模设计成直通式，1个M8沉头螺钉固定在垫板上，与凸凹模固定板的配合按H7/m6.其总长L=H固定板+H卸料板+（H橡胶-H预压）=58mm；（2）冲孔凸模：冲孔凸模采用台阶式，与凸模固定板的配合按H7/m6.其总长L=H固定板+H凹模+H空心垫板=50mm，小端长32mm；（3）凹模：凹模采用薄凹模结构，薄凹模厚度尺寸H=Ks=0.27*51.1=13.8mm，取16mm。