阳极板冲裁模设计1

阳极板冲裁模具设计说明书

（落料冲孔正装复合模）

闽西职业技术学院

机械工程系 08模具（1）班

设计者： 学 号:

指导教师：

2016年 6 月 22 日

目 录

第一章 设计任务 ............................................................................................................................. 3 第一章 设计任务 ............................................................................................................................. 3

1.1 零件设计任务 .................................................................................................................... 3 1.2冲压件工艺性分析 ............................................................................................................. 3 1.3冲压工艺方案的确定 ......................................................................................................... 4 第二章 主要设计计算 ..................................................................................................................... 5

2.1排样方式的确定及其计算 ................................................................................................. 5 2.2冲压力的计算 ..................................................................................................................... 6 2.3压力机的初步选取 ............................................................................................................. 7 2.4确定压力中心 ..................................................................................................................... 7 2.5工作零件刃口尺寸计算 ..................................................................................................... 7 第三章 模具总体设计 ..................................................................................................................... 9

3.1模具类型的选择 ................................................................................................................. 9 3.2定位方式的选择 ................................................................................................................. 9 3.3卸料、出件方式的选择 ................................................................................................... 10 3.4导向方式的选择 ............................................................................................................... 10 第四章 主要零部件设计 ............................................................................................................... 10

4.1工作零件的结构设计 ....................................................................................................... 10 4.2顶料部件的设计 ............................................................................................................... 14 4.3模架及其他零部件设计 ................................................................................................... 14 第五章 模具装配图 ....................................................................................................................... 17 设计心得......................................................................................................................................... 18 参考文献：..................................................................................................................................... 19

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第一章 设计任务

1.1 零件设计任务

零件图简介:如图1所示

零件名称:阳极板 材料: 45 厚度: 1.8mm 批量： 中小批量

1.2冲压件工艺性分析

此落料只有落料和冲孔两个基本工序。材料为45钢，强度较高的中碳优质钢，适合冲裁。工件结构简单，有一个φ20的孔，φ20

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孔边距外轮廓的距离远大于凸凹模允许的最小壁厚，不必担心凸凹模强度不足。工件的尺寸全部为自由公差，可看做IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全弄满足要求。

1.3冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有三种冲压工艺方案： 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。

由于设计要求采用复合模生产，所以采用方案二：复合模只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。

由于正装复合模在工作过程中，工作时板料是在压紧的状态下分离的，冲出的冲裁件平直度比较高，因此正装式复合模较适用于冲制材质较软或板料较薄的工件。由于该材料所用的板料厚度为1.8，较薄，且只有一个φ20的冲孔，落冲孔的废料方便，所以决定选择正装式复合模。

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第二章 主要设计计算

2.1排样方式的确定及其计算

设计落料—冲孔模，首先要设计条料排样图。根据工件的特点，采用如下图所示的排样方法。

由《冷冲压工艺与模具设计》表2-8，查得搭边值取2和2.2mm，

由于该冲裁件精度不高，所以采用无侧压装置。

无侧压装置时条料宽度为B=[D+2﹙a+δ+c﹚] ﹙2.2+0.6+0.2﹚]?0.6 =76

00?0.6mm

0??= [70+2×

求得一个步距A=44.2mm.

查板材标准，选取1000mm×1000mm的45钢板。 一个步距的材料利用率为:η=

A×100％=75.2％. BSnALW一张45钢板能生产286个零件,总材料的利用率为: η总=×100％=72.24％.

排样方式如图：

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2.2冲压力的计算

该模具采用正装复合模，拟选择弹性卸料，上出件，冲裁力的相关计算如下：

用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： F=KtLτ 一般修正系数取K=1.3

由《冷冲压工艺与模具设计》附录一查得45钢抗剪强度τ=432~549MPa。由于该冲压件尺寸精度不高所以τ取小值。

所以F=1..3×1.8×L×432=281.3KN

卸料力: FQ=KF=0.06×281.3=16.878KN 取卸料系数K=0.06 推件力: FQ1=nK1F=0.06×281.3=16.878KN 取推件力系数

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K1=0.06

顶件力:FQ2=K2F=0.07×281.3=19.691KN 取顶件力系数K2=0.07

修正系数K由《冷冲压工艺与模具设计》P48中查得。

2.3压力机的初步选取

根据冲压力的计算来选取压力机：

由《冷冲压工艺与模具设计》式（2-20）得： FZ=F+ FQ+ FQ2=317.869KN

由《冷冲压工艺与模具设计》表1-3查得J23-40符合要求。

2.4确定压力中心

零件为规格几何体，压力中心在几何中心。

2.5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，首先考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合模具结构及工件生产批量，适宜采用配合加工落料凸模、凹模、凸凹模及固定板、卸料板等，是制造成本降低、装配工作简化。因此工件零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算如下：

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未标注公差按IT14级，查《冷冲模设计资料与指导》附录一得

00?0.520工件尺寸：42?0、70、R5、φ20。 ?0.74?0.30.62由《冷冲压工艺与模具设计》表2-3查得：ZZmax=0.320mm。

由未标注公差按IT14级，取X=0.5 ①落料凸模的基本尺寸: 4270

0?0.62min=0.220

?0.155??0.25?0.62? 对应凹模尺寸为：（42-0.5×0.62）0=41.690mm

0?0.74?0.185??0.25?0.74? 对应凹模尺寸为：（70-0.5×0.74）=69.630mm 0?0.075=4.850mm

??0.25?0.3?R5 对应凹模尺寸为：（5-0.5×0.3）0落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配置，保证间隙在0.220-0.320mm之间。

②冲孔凸模的基本尺寸： φ20

?0.520mm 对应凸模尺寸为：（20+0.5×0.52）

00??0.25?0.52?=20.26?0.13mm。

冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配置，保证间隙在0.220-0.320mm之间。

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第三章 模具总体设计

3.1模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用正装复合模。

3.2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销，无侧压装置。控制条料的进给步距采用挡料销。

由《冷冲模设计资料与指导》查得导料销与挡料销标准，图形及其尺寸如下：

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3.3卸料、出件方式的选择

因为工件料厚为1.8mm45钢板，材料相对较薄，卸料力也比较小，故可采用橡胶卸料。采用正装复合模，必须采用上出件。

3.4导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。

第四章 主要零部件设计

4.1工作零件的结构设计

①凸凹模

凸凹模外形按凸模设计，内孔按凹模设计。结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成台阶式，最后精加工采用刀具磨床加工，冲孔凹模设计成台阶孔形式，其总长L可按《冷冲压工艺与模具设计》公式（2-34）计算：

L=20+10+1.8+24.2=56mm 具体结构如下：

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材料：T10A 技术要求

热处理：60-64HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。

②冲孔凸模

所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲孔φ20mm孔的凸模结构如图所示：

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材料：T10A 技术要求

热处理：56-60HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。

凸模承载能力校核：凸模最小断面承受的压应力必须小于凸模材料强度允许的压应力[?],即

?=F/Amin=63.48KN/314=202.48MPa<432MPa 凸模承载能力符合要求。 ③凹模

凹模采用整体凹模，均用线切割机床加工。安排凹模在模架上的位置时，将凹模中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按《冷冲压工艺与模具设计》中公式（2-43）、（2-44）、（2-45）计算。

凹模厚度H=Kb=0.28×70=19.6mm

系数K值由《冷冲压工艺与模具设计》表2-10中查得K=0.28

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距离C由《冷冲压工艺与模具设计》表2-11中查得C=30mm 取凹模厚度H=20mm

凹模宽度B=b1+(2.5~4)H=70+(2.5~4)×20=130mm 凹模长度L=L1+2C=42+2×30=102mm

由《冷冲模设计资料与指导》查得凹模板标准尺寸为： 160mm×125mm×20mm 结构如图：

材料：T10A 技术要求

热处理：60-64HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。

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4.2顶料部件的设计

①卸料板的设计

卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为40~45HRC。 ②卸料螺钉的选用

卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为8mm。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模断面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。采用45钢，硬度24~28HRC。

卸料螺钉如图所示：

正装复合模工件一般采用上出料，为节约材料，通常在凹模下加一垫块，以增加顶件块的行程，顶件块与弹顶器用顶杆相连。

4.3模架及其他零部件设计

①模架的选择

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由于该冲裁件尺寸精度不高，一般优先采用滑动导向后侧导柱模架。以凹模周界尺寸为依据们选择模架规格，由《冷冲模设计资料与指导》4.4查得模架标准： ⑴上模座如图所示：

⑵下模座如图所示：

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②导柱导套的选择

由《冷冲模设计资料与指导》查得：采用B型导柱导套，材料采用GCr15。硬度58~62HRC。

基本尺寸为：

导柱d/mm×L/mm为φ25×180，导套d/mm×L/mm×D/mm为φ25×95×φ38。

③最大闭模高度计算

上模座厚度H=40mm，上垫板厚度为15mm，凸凹模高度为56mm，凹模厚度为20mm，中心垫板厚度为10mm，凸模固定板为

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20mm，下垫板厚度为5mm，下模座厚度为50mm。

那么该模具的闭合高度

H闭=40+15+56+20+10+20+5+50-0.6=215.4mm 凸模冲裁后进入凹模深度为0.6mm。

可见该模具闭合高度小于所选用力机J23-40的最大装模高度，可以使用。如果模具闭合高度大于所选压力机J23-40的最大装模高度，则应修改模具设计或另选压力机。

第五章 模具装配图

通过以上设计，可得下图所示的模具总装配图。模具上模部分主要由上模座、垫板、凸凹模、凸凹模固定板、卸料橡胶及卸料板等组成。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、落料凹模、凸模及其固定板、导料销等组成。冲孔废料由上模打杆从凸凹模打出，成品件由下模中推件块从凹模中顶出。 装配图如下：

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设计心得

一学期一次的设计来了，当接过自己将要设计的模具时，第一眼总感觉那么的茫然，不知所措，每次接触设计第一眼都是这种感觉，毕竟这是对自己这学期所学的知识一次考验。第一次接触设计模具开始不知道如何下手，前面两天总是在各种设计参考书上为自己找一些有关于设计的资料，从资料中开始对模具设计的整个过程进行了排序。

知道了设计的大概整个过程，就开始进行了自己的设计过程，过程是复杂的，需要不断地计算，校核，查标准，直到设计出来的和查出来的模具符合自己计算的，符合模具标准的为止。

当所有模具主要和次要零部件尺寸设计好之后就是对模具进行装配，测绘，这次测绘用到了所学的CAD，Pro/e软件，给自己一次复习巩固这些软件操作的机会。利用这些软件可以较快的画出模具装配图以及主要零部件，而且修改方便，从中还可以找出些设计错误的地方。电脑绘图后就是手工绘图了，手工绘图中不仅要确保正确的装配图模具尺寸，而且还要保持要图纸的清洁。

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从这次模具设计中自己学到了很多从教学课本上没学到的知识，设计不仅巩固了课本上的知识，更让我们懂得了如何去设计模具。设计不是有知识就能设计那么简单，这次设计给我的体会是耐心在设计中更加重要，只要有耐心，在难的设计都能很好的设计出来。

参考文献：

1. 书本名称：《冷冲压工艺与模具设计》. 主编： 杨关全、匡余华.

出版社：大连理工大学出版社，2009.6 2.书本名称：《冷冲模设计资料与指导》. 主编： 杨关全、匡余华.

出版社：大连理工大学出版社，2009.6 3.书本名称：《模具制造技术》. 主编： 刘航.

出版社：西安电子科技大学出版社，2009.8 4.书本名称：《公差配合与测量技术》. 主编： 黄云清.

出版社：机械工业出版社，2008.10

5.书本名称：《机械制图》，2004.7

主编：刘力 出版社：《高等教育出版社》

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mt7r.html