模具课程设计——冲孔落料连续模

冲压模具课程设计
学校：五邑大学
院系：机电学院
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1.冲压件工艺性分析———————————————————（2）
2.冲压工艺方案的确定——————————————————（3）
3.主要设计计算
（1）排样方式的确定以及计算—————————————————————（3）
（2）压力中心的确定及相关计算————————————————————（3）
方孔冲孔凸模
落料凸模
结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算：L= +h=14.4+14+1+20.6=50mm
凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：
卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为10mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。卸料板孔与凸模的单边间隙Z/2=(0.1~0.5)t,且硬材料的单边间隙取大值，故取Z/2=1mm。
b.卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M6。
（5）模架及其他零部件设计
该模具采用中间导柱模架，根据凹模周界和闭合高度，选取上下模座的规格尺寸，上模座200 160 40，下模座200 160 45，导柱分别为 28 170,导套分别为28 100 38。上模座厚度取40mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取18mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度：
4）将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸凹模下端约1~2mm
5）复查凸凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉
6）切纸检查，合适后打入销钉
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试冲与调整
装机试冲，并根据试冲结果作相应调整
1.弹簧2.螺钉3.下模座4.导柱5.凹模6始用挡料销7.定位销8.螺钉9.导正销10.导套11.凸模固定板12.凸模垫板13.上模座14.螺钉15.模柄
冲裁件精度与断面粗糙度
（1）尺寸精度
从图1可知，该制件的公差等级为IT13级，用冲裁加工可以达到该精度要求。其余尺寸为自由公差，精度要求不高，所以均按IT14级确定制件公差。
（2）表面粗糙度
该制件的厚度为2，查表可知表面表面粗糙度Ｒａ为6.3μm。冲裁件内、外形可到达的经济精度为0.16mm和0.23mm，两孔中心距公差为 0.12mm，孔中心与边缘距离尺寸公差为 0.6mm。
（4）工作零件刃口尺寸计算
在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。这个模具采用级进模，冲孔的圆孔和方孔是简单规则形状的制件，因冲裁此类的制件的凸凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。对于落料模，由于冲制复杂形状制件的冲压模具，所以采用凸模与凹模配置的加工方法，使设计与制造变得方便。
（3）冲压力的计算—————————————————————————（4）
（4）工作零件刃口尺寸计算——————————————————————（4）
（5）卸料橡胶的设计—————————————————————————（5）
4.模具总体设计
（1）模具类型的选择————————————————————————（5）
取A=14mm，B=16mm。
固定板外形尺寸的确定：固定板外形尺寸与凹模外形尺寸一致，厚度等于25mm。
（2）定位零件的设计
落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。
（3）固定挡料销和导料板的设计
（2）定位方式的选择———————————————————————（5）
（3）卸料，出件方式的选择—————————————————————（6）
（4）导向方式选择—————————————————————————（6）
5.主要零部件设计
（1）主要零件的结构设计———————————————————————（6）
由材料的厚度t=2mm，查资料可取挡料销的高度h=3mm，导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度77mm，导料板厚度取8mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。
（4）卸料板部件设计
a.卸料板的设计
16.螺钉17.螺钉18.凸模19.螺钉20.固定卸料板21.托料板
（3）卸料，出件方式的选择
因为工件料厚2m，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用固定卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
（4）导向方式选择
为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。
5.主要零部件设计
（1）主要零件的结构设计
圆孔冲孔凸模
因为所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用带凸缘凸模，加工简单，便于装备与更换。圆孔冲孔凸模结构如下图所示。
方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。
所以经过比较和根据任务要求，采用方案三最为合适。
3.主要设计计算
（1）排样方式的确定以及计算
设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间冲孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定Байду номын сангаас料销。
（2）定位零件的设计—————————————————————————（8）
（3）导料板的设计——————————————————————————（8）
（4）卸料板部件设计—————————————————————————（8）
（5）模架及其他零部件设计——————————————————————（8）
= =40+10+50+25+45-2=168mm
式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm
L—凸模长度，L=50mm
H—凹模厚度，H=25mm
可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-40的最大装模高度（250 mm），可以使用。
6．模具总装图
通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。
连杆调节长度:60mm
工作台尺寸（前后x左右）：460x700mm
垫板尺寸（厚度x直径）：65x200 mm
模柄孔尺寸： 50x91mm
最大倾斜角度：30度
8、模具的装配
根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表五所示。
表五
序号
工序
工艺说明
方案二：落料和冲孔复合冲压。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，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。
因为宽度L=70mm，取搭边a=3.0mm， =2.0mm，条料宽度为 =76mm，步距为S=52mm，一个步距的材料利用率为77.4%。
（2）压力中心的确定及相关计算
图a图b
图a：因为制件对称，压力中心一定在对称轴Y上，及x=0，由机械原理可以计算出，y=34.53mm。图b的压力中心为（39.31,34.57）。
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凹凸模预装
1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。
2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新修磨或更换。
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凸模装配
以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并牢固。
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装配上模
1）在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板
冲孔时，凹模按凸模配加工凸模尺寸计算，凸模刃口尺寸计算如下：
= =
= =
= =
落料时，凹模按凸模配加工凸模尺寸配制，
= =
= =
= =
= =
4.模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。
（2）定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。
2）在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝
3）将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉
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装配下模
1）在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转
2）预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔
3）用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧
冲裁件其它工艺分析
该制件的材料为Q235，为普通碳素结构钢，具体性能为；材料状态为为退火，抗剪强度为310~380MPa，抗拉强度为380~470MPa，伸长率为21~25﹪,屈服强度为240MPa。
2。冲压工艺方案的确定
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：