冲压复合模

冲压模具课程设计
题目：（12.冷冲复合模设计）
10模具设计与制造
姓名：gui
学号：1007079382
（2012.06.11时间）
一.题目
如下图所示零件，材料为Q235，料厚为t=2mm.大批量生产。

试确定
该零件的冲压工艺，并设计冲压工序所使用的模具。

+
二：零件工艺性分析
1.零件的材料
该工件选用的冲裁材料为Q235A钢，该类钢属于普通碳素材料钢，具有比较优良的冲裁性能。

2.零件结构
从零件图可知，该零件结构简单，上下，左右对称，适用于冲裁。

3.零件尺寸精度
查表得80±0.07，为IT9级，60±0.05，为IT8级，2X06.0
16+为IT110
级。

42±0.08为IT11级，
4.结论
以上零件各组成尺寸精度都满足冲裁工艺
三：冲压工艺方案
方案一
采用单工序模生产方式，先落料在冲孔。

该方案模具结构简单，需要两道工序，两副模具才能完成零件加工。

生产效率低，生产过程中，由于零件较小，操作也不是很方便，同时各边的尺寸不易保证。

方案二
冲孔落料连续冲压采用级进模生产。

级进模生产适用于产品批量大，模具设计制造与维修水平相对较高的外形，较小零件的生产。

方案三
采用复合模生产落料于冲复合，考虑到零件精度尺寸较高，结构简单，为了提高生产效率和保证零件的尺寸精度。

结论
决定采用复合模生产，从零件的尺寸可知，精度要求较高，凸凹模壁厚小于最小壁厚，为了便于操作，复合模采用倒装式结构及弹性卸料。

四：排样
1确定搭边值
查表2.5.2两工件之间搭边a1=2.2mm.工件边缘搭边a=2.5mm 。

步距
为82.2mm 。

条料宽度mm 05.65mm )(06.006.0--=+=a D B ,查表2.5.3Δ=0.6
排样图如下图所示。

2材料利用率
η=(A/BS)%=80X60/82.2X65.05%=89.7%
查表钢板标准选用900x2000的钢板。

每张钢板可以剪成30张条料（65.05x900）每张板可冲328个零件，以此总利用率
Η总=nA/Lmx%=328x4800/900x2000=87.4%
五：模具总体结构设计
1模具类型选择
由冲压工艺可知，采用复合模，所以本套模具类型为复合模具
2定位方式选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方式采用导料销，控制条料的送进步距采用挡料销来定距，而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定
3卸料，出件方式
根据模具冲裁的运动特点，该模具采用弹性卸料的方式比较方便，采用推件块，利用开模力来推出工件，故采用弹性装置取出工件。

4导柱，导套位置的确定
为了提高模具的寿命和工作质量，方便安装，调整维修模具，该复合模具采用后侧导柱模架。

六：凹模刃口尺寸计算
1由公差表查的80±0.07，为IT9级，60±0.05，为IT8级，2X 06
.0016+为
IT110级。

42±0.08为IT11级
2由外形80±0.07，60±0.05落料得，2x 06.0016+和42±0.08冲孔获得。

查
表得Zmin=0.22 mm Zmax=0.26mm 则Zmax-Zmin=0.04mm
3由公差表查的80±0.07，为IT9级，60±0.05，为IT8级，2X 06.0016+为
IT110级。

42±0.08为IT11。

X 取=1 4凸凹模分别按IT6级 IT7级加工制造。

冲孔：mm 06.16mm )06.0116(10011.00011.0--=+=x d d2=mm 28.16mm )22.006.16(018.00018.00++=+
5校核
ΦT+φA=0.011+0.018=0.029<0.04.满足间隙公差条件。

6落料
mm 93.79mm )14.007.80(103.0003.00++=-=A D mm 71.79mm )22.093.79(10019.00019.0--=-=T D mm 95.59mm )1.005.60(203.0003.00++=-=A D mm 73.59mm )22.095.59(20019.00019.0--=-=T D
7校核
ΦT+φA=0.03+0.019=0.049》0.04，不能满足间隙公差条件
因此只有缩小φT φA 提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取φ
1T =0.4X0.4=0.16mm φ2T =0.4X0.4=0.16 mm
Φ1A =0.6X0.4=0.024mm Φ2A 0.6X0.4=0.024mm
故D 1A =024.0093.79+mm D 2A =024
.0095.59+mm D 1T =0016.071.79-mm D 2T =0016.073.59-mm
8孔距尺寸
Ld=(L+-/8Δ)=(42+-1/8X0.16)=41+-0.02mm
七：冲裁力计算
落料力F 落=KL 1tτ=1.3x2x2x280x350=254.8KN 冲孔力F 冲= KL 2tτ=1.3X2X6.28X16X350=91.43KN 卸料力F 卸=K 卸F 落=0.05X254.8=12.54KN 推件力F 推=K 推F 冲.n=3x0.05x91.43=18.3KN 总冲裁力=F 落+F 冲+F 卸+F 推=377.3KN
八：拟选冲压设备
根据以上计算结果，冲压设备拟选J23-63
九：力中心的确定
由于工件为上下，左右对称，故其压力中心为工件中心
十：卸料橡胶的的设计计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下： （1）确定橡胶的自由高度0H
工）（H H 4~5.30=
mm
10mm )712()10~5(1=++=++=+=t h h H 修磨
工作工
由以上两个公式，取mm 400=H 。

（2）确定橡胶的横截面积A
p F A /X =
查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa ，所以
2mm 20500MPa
6.0N
12540≈=
A
（3）确定橡胶的平面尺寸
根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。

结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为82 mm ×62mm ，外形暂定一边长为160mm ，则另一边长b 为
mm
160mm 160
62
82205006282160≈⨯+==⨯-⨯b A
b （4）校核橡胶的自由高度0H
为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为80mm ，所以
5.080
40
0==D H 橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。

橡的装模高度约为0.85×40 mm =34mm 。

十一：主要零部件设计
1凹模尺寸
凹模厚度H=kb=22.41mm
凹模壁厚C=（1.5～2）×20=30～40mm，取40mm
凹模长度L=b+2c=160.07mm
凹模宽度B=b+2c=140.05mm
取凹模外形尺寸200x200x25
2凸凹模尺寸
凸凹模高度H=h1+h2+h安-1=68mm
其中h1为凸模固定板厚度，h2为弹性卸料板厚度，h安橡胶安装高度。

3冲孔凸模长度
L=h1+h2+h3=60mm
其中h1为凸模固定板厚度。

h2空心板厚度。

h3为凹模厚度。

十二：其他模具零件结构
上垫板; 为200x200x8. T8A材料1个
凸模固定板：为200x200x25 45钢材料1个
空心垫板：为200x200x10 45钢材料1个
卸料板：为200x200x10 45钢材料1个
凸凹模固定板为200x200x25 45钢材料1个
下垫板：为200x200x8 45钢材料1个
十三：模架的选取
根据模具零件结构尺寸，选取后侧导柱模具。

上模座为200x200x50
下模座为200x200x60
导柱取φ32x210
导套取32x115x45
十四：模具的闭合高度
H闭=H上+H下+L凸凹+L凸-1=237mm
十五：冲压设备的选取
通过校核，选取J23—63能满足要求，其主要技术参数如下：公称压力：630kN
滑块行程：120mm
行程次数：70次/min
最大装模高度：360mm
工作台尺寸前后×左右：710×480mm
工作台孔尺寸直径前后×左右：φ230×180×340mm
模柄孔尺寸直径×深度：φ50×70mm
封闭高度调节量：90mm
滑块中心线到床身距离：250mm。