倒装复合模设计说明书 .doc

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1、模具设计 设计题目倒装复合模模具设计学 院(系)机械与能源工程学院专 业机电一体化学 号学生姓名王浩指导老师林建平完成日期 2016 年 1 月 8 日目录引言3一 分析零件工艺性41冲裁件造型42冲裁件工艺分析43冲压工艺方案的确定4二毛坯排样方案设计及材料利用率计算51排样方法的确定52布置方式的确定5三冲裁力及压力中心计算61冲裁力的计算62其他冲压力计算6四选择压力设备6五模具总体结构设计71送料方式72卸料和出件方式73凹模板外形尺寸的计算84其他模板尺寸的确定85模架的选择9六主要零件设计101凸、凹模零件设计102卸料和顶件装置设计12七其他零件设计141模柄的设计142螺钉的选

2、择143圆柱销的选择14八校核模具高度14九课程总结15参考文献16附录171下模座172下模垫板183凸凹模固定板194卸料板205凹模板216空心垫板227凸模固定板238上模垫板249上模座2510凸凹模2611推块2712冲孔凸模2813总装图28引言 随着我国科学技术的进步、社会经济快速发展，模具成型技术及模具设计与制造已成为当代工业生产的重要手段。近十几年来，中国模具工业发展十分迅速，特别是高新技术企业的快速发展加大了用于技术进步的投资力度，技术进步已成为企业发展的重要动力。虽然我国的模具工业和技术得到了快速发展，但与国外工业发达的国家相比仍存在较大差距，未来的中国模具工业和技术的

3、发展空间是巨大的。冷冲压式利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑形变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要，一般来说，不具备符合要求的冲模，冷冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以产品尺寸稳定、互换性好。在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航天航空、电子、电气、

4、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻，刚度好的冲压件所代替。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的本文从一实例出发，详细介绍倒装复合模的设计步骤。一、分析零件工艺性1.冲裁件造型 2.冲裁件工艺分析（1）该零件用材为08F钢塑性好，适用于冲压生产。（2）该零件的生产批量为大批量，因此在制定生产方案时，应充分考虑如何提高生产率。（3）该零件形状规则，但不对称。（4）该零件的精度等级为IT11级，因此，模具的制造精度等级I

5、T7级。综上，该零件具有良好的冲裁工艺性。3.冲压工艺方案的确定。该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：（1）单工序模：先落料，再冲孔，分布冲压。模具制造容易，且价格低，但生产效率低，不符合大批量生产要求（2）级进模：冲孔落料连续冲压。由于该零件的精度要求为IT11级，为满足精度要求，有必要增加两个导正销，这样又使得模具结构变得复杂。（3）复合模：落料冲孔同时冲压。这样既可以提高生产率，又可以借模具精度来保证零件精度。综上，最后采用复合模进行生产。又由于该零件最小壁厚大于凸凹模要求的最小壁厚值（c（1.52）t）零件符合采用复合模进行生产的要求，最终确定冲压工艺方案为采用

6、复合模进行生产。二、毛坯排样方案设计及材料利用率计算1.排样方案的确定排样方法大致可以分为：（1）有废料排样（2）少废料排样（3）无废料排样考虑到零件形状的特殊性，无法采用无废料排样。由于采用手工送料，无法精确控制步距，出于保证冲裁件精度与模具寿命，确定排样方法为有废料排样。由于料厚为0.5mm,查手册确定搭边值为1mm。2.布置方式的确定用cad进行排样设计，得如下方案为最佳方案：接下来进行材料利用率的计算。（1） 冲裁件的实际面积A=842.11mm。无法避免的结构废料Aa=278.03mm（2） 条料宽度B=60mm，步距S=88.6mm（3） 材料利用率=A/BS=842.11/(37

7、*49)=46.45%三、冲裁力及压力中心计算1.冲裁力的计算(1)查相关手册得：08F钢材的；(2)材料厚度t=0.5mm； s(3)落料周边长度冲孔周边长度(4) 总冲裁力2.其他冲压力的计算板厚为0.5mm的钢板，推件力系数卸料力系数；推件力系数.3.压力中心的计算用inventor进行受力分析，得到压力中心如图所示四、选择压力设备查手册知，安全系数为1.3。由于，所以所选压力机的公称压力应大于68.9kN.考虑到开式可倾压力机机身为可倾式结构，倾斜时便于冲压件或废料从模具上滑下，可免去取件的步骤，有利于提高生产效率。并且开式的结构便于工人进行手动送料等操作，故选择可倾压力机。由手册查得

8、J23-16开式可倾压力机的公称压力160k/N，满足使用要求。故选择J23-16开式可倾压力计机，主要参数如下：公称压力160KN；滑块行程55mm；立柱距离220mm滑块行程次数120次/min；最大封闭高度220mm封闭高度调节量45mm；滑块中心线至床身距离160mm工作台尺寸：前后300mm；左右450m模柄孔尺寸：直径40mm；深度60mm五、模具总体结构设计1. 送料方式由于零件形状简单，价格低廉，而进行自动送料的成本较高，不符合生产实际的要求，故选定送料方式为手工送料。(1)导料方式的选择导料方式主要分为导料板与导料销，考虑到采用倒装复合模进行冲裁，并且要进行弹性卸料，所以导料

9、板不符合要求。导料销分为固定式和弹顶式，由于导料销的布置位置离凹模刃口位置较远，所以选择导料方式为固定式导料销，并在凹模上开设避让孔。(2) 挡料方式的选择 挡料方式主要有固定挡料销、活动挡料销、回带式挡料销、侧刃，考虑到采用倒装复合模进行冲裁，侧刃定距的方式不符合要求。由于导料方式采用导料销，为了便于加工，挡料方式选择固定挡料销。2. 卸料和出件方式(1) 卸料方式选择卸料装置主要可以分为（1）固定卸料装置（2）弹压卸料装置其中固定卸料装置的卸料力大，卸料可靠，适用于冲裁板料较厚(t0.5mm)，平面度要求不高的场合；弹压卸料装置的卸料力小，但它既起卸料作用，又起压料作用，所得冲裁零件质量较

10、好，平面度较高，适用于板料较薄的场合（t(16+16+10+14)mm=56mm,L(45+16+16+10+14)mm=101mm根据JB/T7650.6-1994，选用长度为65mm的卸料螺钉。综上，卸料螺钉的规格为M1265JB/T7650.6-1994。(2) 推件装置设计A推件块的设计推件块的外轮廓与冲裁件的外轮廓一致，为了保证推件块的推出可靠，推件块与凹模配合的部分要比凹模略长1mm，即设计推件块的凸缘部分时，要保证板料分离时，推件块离凸模固定板仍有10mm的安全距离，已知限位板厚度为16mm，推件块已比凹模厚度略长1mm，材料板厚1mm，因此凸缘的长度要完全包络推件块外轮廓，于是

11、将凸缘的表面尺寸设计为5572mm的矩形。同时，为保证推出平稳，无偏心载荷，矩形的几何中心位于工件的压力中心。B推杆的设计为确保推出的平稳，选用四根推杆，分别布置在推件块的四周。为了推出可靠，推杆的长度要略大于推杆固定板、凸模固定板、限位板的厚度之和。再减去推件块的凸缘厚度。即 。根据中国模具设计大典JB/T7650-1994，确定推杆的规格为635。C推板的设计考虑到推件块的大小与推杆的布置情况，推板选择直径为80mm，厚度为6mm的圆板。D弹性元件的选择1）初定弹簧数量n。为确保卸料平稳，拟选n=62）计算每个弹簧的预压力3）由1.5Fy估算弹簧的极限工作载荷Fj=1.5Fy=1033.5

12、N由国际标准模具弹簧ISO10243，初选SJM201025。规格：DH=20mm，Dd=10mm，h0=25mm，hj=12.0mm，Fj=1292N，n=2.5圈。4）由于是进行推件的弹簧，则不需要进行校核。七、其他零件设计1. 模柄的设计模柄主要分为旋入式、压入式、凸缘式。考虑到上模座的尺寸较小，而凸缘式的面积较大，故不符合要求；并且模柄下的垫板开有推板孔，故压入式也不符合要求，所以选定模柄为旋入式模柄。根据最新冲压模具标准及应用手册中JB/T2862.2-2008，由压力机J23-16的模柄孔尺寸（直径为40mm深度为60mm）与上模座的厚度35mm，选定规格为4095的旋入式模柄。由

13、于需要设置打杆，故选择B型模柄。其模柄孔尺寸为直径13mm，模柄高度为95mm，所以选定打杆直径为12mm，长度为120mm的打杆。2. 螺钉的选择考虑到最小孔边距与螺钉长度，上模选择内六角螺钉M10100，下模选择内六角螺钉M660。3. 圆柱销的选择考虑到最小孔边距与螺钉长度，上模选择圆柱销M10100，下模选择圆柱销M660八、校核模具高度为确保设计的模具能正确地安装到压力机上，需对模具进行高度校核。模具高度等于各板的厚度加上留出的安全距离10mm与板厚0.5mm。压力机最大闭合高度220mm，闭合高度调节量45mm。由于故模具高度满足要求九、课程总结我觉得很荣幸能选上林老师的这门模具设

14、计课，课上老师很认真给我们讲解了冲压技术和模具设计。刚开始我很认真地听，也学到了很多东西。但是由于这学期要考研，到了后面，听课就静不下心来了，所以错过了很多东西。考研结束后，我才开始做大作业。看着自己的图纸，由于后面讲模具设计时没有认真听讲，我设计开始时无从下手，于是去图书馆借了几本模具设计书，在往上也查了很多相关的资料，才开始按照老师的设计要求，一步步往下做。要想完成这个作业可一点也不简单，首先，它要求有很强的机械制图能力。我们是大一学得制图，很多东西都忘记了，所以要重新来学习下制图。其次，要运用到很多机械设计课上的内容。设计某个零件不能光想着能完成要求就好，还要考虑所设计零件的成本和在实际

15、生产中是否方便实现，不能想当然的随意设计。我在课程设计的过程中，遇到了很多实丰解决不了的问题，而书本并不总能给我最有效的解决方案，这时周围的同学们总能热情地加入到问题的讨论中，大家一起想办法，出主意，解决问题。通过这个过程，不仅使问题得到了解决，还让我有机会掌握到许多平时被忽视的知识点，对书本的掌握又更近了一步。虽然很认真地再做，但是由于考研，也欠了其他课的很多帐，还有其他两个大作业没有做，而且面临着马上到来的期末考试，我还有三门考试课要复习，所以考研虽然结束了，但是压力一点也没有减轻。我深知自己的设计有很多漏洞，也有很多东西没有完成弄明白，我会在今后的时间内继续完善这个设计的。这是我第一次完

16、整地设计出一套模具，虽然还存在着很多问题，不能符合生产中的要求，但我相信在不久的将来，在我的认真学习积累之下，一定能做出真正实用的模具。最后，感谢林老师和同学们给予我的帮助，课程虽然结束了，我会在课下继续学习，完善我这次的设计，做出真正实用的模具，希望老师能继续给予帮助。参考文献1徐祖茂机械制图第六版M.上海：高等教育出版社，20122宛强冲压模具设计及实例精选M.北京：化学工业出版社 机械分社，20133杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册M.北京：机械工业出版社，20044肖祥芷.中国模具设计大典：第三卷M.南昌：江西科学技术出版社，20035洪慎章.冲模设计速查手册M.北京：机械工业出版社，2012