落料冲孔复合模的模具设计

目录

第1章前言 (1)

第2章冲压成型工艺分析和方案确定 (2)

2.1 设计任务 (2)

2.2 工件的工艺分析及方案确定 (3)

第3章模具工艺计算 (4)

3.1 排样设计与计算 (4)

3.2 冲裁力计算 (5)

3.3 压力机选择 (5)

3.4 凸、凹模刃口尺寸计算 (6)

第4章模具结构设计 (8)

4.1 凸、凹模外形结构与轮廓尺寸 (8)

4.2 模架的选择 (9)

4.3 模具结构的总体设计 (10)

4.4 模具的装配 (11)

4.5 模具的工作过程 (11)

4.6 装配技术要求 (12)

4.7 冲模工作零件机械加工工艺过程 (13)

4.8 冲模的安装 (13)

参考文献 (15)

致谢 (16)

第1章前言

近年来，中国模具行业逐渐受到人们的重视和关注，并且一直以百分之十五左右的增长速度快速发展。模具工业是国民经济的重要基础工业之一，是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。

中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。

大学期间通过对专业课的学习，掌握了基本的专业知识。学习完机械原理、机械零件，使我认识了机械间的传动以及机械传动装置的总体设计；通过对液压传动、材料成型设备的学习，了解了液压机和各种成形设备的工作原理和特点；塑性成形，尤其是冲压工艺与模具设计这门课的学习，使我跟深刻的认识到本专业进入社会真正的工作目的是什么，工作范围是什么。

为了更深入的了解冲压设计模具，我选择了一套落料冲孔复合模具设计。这套模虽简单但几乎涵盖了冲压工艺设计中的所有的知识点以及应该注意的东西。因此选择这套模具作为我的课程设计，同时也为以后的学习和工作打下坚实的基础。

第2章冲压成型工艺分析和方案确定

2.1设计任务

零件简图：如图2.1所示

年产量：大批量

材料：45#

材料厚度：2mm

制件的尺寸精度：IT14级

图2.1 零件图

2.2零件工艺分析及方案确定

由零件图可知，该零件包含落料和冲孔两个工序。形状较为规则，精度要求IT14。根据支架包括冲孔、落料两道冲压工序，可采用以下三个方案：

方案一：采用级进模生产，冲孔-落料连续冲压。

方案二：采用落料、冲孔倒装复合模。将落料、冲孔两道冲压工序用一副模具直接完成落料、冲孔两道工序。

方案三：采用落料冲孔正装复合模。方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。凸凹模在上模。

方案比较：

方案一：采用级进模，安全性好，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。

方案二：倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料.

方案三：正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。

综合以上分析比较结果说明，零件采用第二方案最为合适。

第3章模具工艺计算

3.1排样设计与计算

冲裁件在条料上的布置方法称为排样。排样设计包括选择排样方法、确定搭边值、计算条料宽度和送料步距，计算材料利用率，画排样图。

（1）排样方法的选择

根据对所给零件的分析，采用直排有废料排样方式，这样可以保证冲件质量，提高模具寿命。可以补偿送料误差，以保证冲出合格工件；保持条料刚度利于送料，避免废料丝进入模具间隙损坏模具。

（2）计算冲裁件面积：

冲裁件面积A=9630.5mm2

查表2-17得到，工件间a=2.5mm,搭边a1=2mm

（3）步距和条料宽度的计算

步距H=160 mm +2 mm=162 mm

条料宽度B=80 mm +2.5×2 mm=85 mm

（4）材料利用率的计算

一个步距的材料利用率：

η= (nA/BH)×100% = (1×9630.5÷162×85)×100％=70％

（5）排样图如图3.1

图3.1 排样图

3.2冲裁力计算

平刃冲模冲裁时，冲裁力F0＝Ltτ，但考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料机械性能变化和材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力必须增大30％，即：

F=1.3F0=Ltσb 查表得τ=411 MPa

落料尺寸：L1=567.43mm 冲孔尺寸：L2=94.25mm

查表2-37得，k

卸=0.040，k

推

=0.055

（1）落料：

落料力：F

落

= 1.3Ltτ，得：606356N

卸料力：F

卸=k F

落

，得：24254N

（2）冲制件5个孔：

冲孔力：F

孔

=1.3 Ltτ，得：100713N 由经验选取n=3

推件力：F

推：F

推=

nk推F孔，得：16618N

（3）选择冲床的总压力

F总=F落＋F冲＋F卸＋F推=747941N

3.3压力机的选择

冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。冲压生产中常用的冲压设备种类很多，选择冲压设备时主要考虑下述因素：

1）冲压设备的类型和工作方式是否适用于应完成的工序；是否符合安全生产和环保的要求；

2）冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要；