冲孔落料复合模设计说明书~~~课程设计

落料模具设计实例

（一）零件工艺性分析

工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚1mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：

1.材料分析

Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析

零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。

3. 精度分析：

零件上的尺寸均未标注尺寸偏差，为自由尺寸，可按IT10~IT14级精度补标工件尺寸公差。选定IT12确定尺寸的公差。经查得零件各尺寸偏差如下：

?0.1240落料部分：?420 ?0.25图1 工件图

由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

（二）冲裁工艺方案的确定

零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。

所以，比较三个方案采用方案二生产。。

（三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算

根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为

DA?(Dmax?XΔ)00??A

0DT?(DA?Zmin)??T?(Dmax?XΔ?Zmin)??T

查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.246mm，最大间隙Zmax=0.360mm

1

查得凸模制造公差?T?0.02mm，凹模制造公差?A?0.03mm 有?T??A=0.05≤Zmax?Zmin=0.114 即 DA=(42-?0.50+0.0300.25)?mm0?04 1.8750DT(41.875?0.246)?0.02mm?41.629?0.02mm

（2）冲孔基本公式为

dT?(dmin?XΔ)??T

dA?(dmin?XΔ?Zmin)0?0.21尺寸?200mm

0??A

查得其凸模制造公差?T?0.020mm，凹模制造公差?A?0.025mm,X=0.75。 有?T??A=0.045≤Zmax?Zmin=0.114

0?20.158?0.020 所以 dT?(20?0.75?0.21)0?0.020因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得

dA?(20.158?0.246?2)0?0.12尺寸l40mm

?0.025?20.2810?0.025

查得其凸模制造公差?T?0.02mm，凹模制造公差?A?0.02mm，x=0.75 满足不等式?T??A≤Zmax?Zmin，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得

dT?(4?0.75?0.12)?0.020?4.090?0.020dA?(4.090?0.246?2)0?0.02000

?4.2130?0.020

2.排样计算

查表得，两工件之间的距离a1=1.5,沿边a2=1.8。调整为整数后，都为2mm,

0?进料步距n=44mm.条料宽度B= (D?2a）?? ，查表得=0.5

式中，B为条料宽度；D为工件直径；a为沿边搭边值；?为条料公差值 所以B=(42+2?2)-0.5=46-0.5 画出排样图如下。

00 2

3.冲压力计算

可知冲裁力基本计算公式为

F?KLT?

，材料厚度2mm，

2?4?199.1计算零件的周长：L=2??21?58.805?2.202?Q235钢的抗剪强度取350MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为

F?1.3?199?.1?23?501N811?181KN 1模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力FX和推件力FT为

F卸?k卸?F?0.05?181.18?9.06KN

F推?nk推?F?n?0.055?181?2?0.055?181.18?19.97KN则零件所需得冲压力为

F总?F+F卸+F推=181.18+9.06+19.93=210.17KN

初选设备为开式压力机J23—35。

4.压力中心计算

零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。

四、冲压设备的选用

根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机J23—25，其主要技术参数如下：

公称压力：250kN 滑块行程：65mm

最大闭合高度：270 mm 闭合高度调节量：55 mm 滑块中心线到床身距离：200mm 工作台尺寸：370 mm×560mm 工作台孔尺寸：200 mm×290 mm

模柄孔尺寸：φ40 mm×60mm 垫板厚度：60 mm

五、模具零部件结构的确定 1.凸、凹模零件设计

（1）首先计算凹模周界的大小。凹模高度和壁尺寸常用下列经验公式确定：

凹模高度 H=k?b，k=0.35~0.50,取0.4 所以H=k?b=0.4?42=16.8 取整H=17mm

凹模壁厚 C=(1.5~2)H C取值30mm

对于形状复杂或尺寸较大的零件，凹模壁厚C取大值。

所以，凹模的总长为L=b+2c=42+2?30=102mm，

凹模的宽度为 B=冲裁件宽度+2c=102mm

最后依据设计尺寸，按冲压模具标准模架凹模周界尺寸系列，确定凹模外形尺寸为125mm×125mm×25mm 。

3

（2）凸模外形结构、尺寸确定。

落料凸模截面形状与冲裁件一致，截面尺寸即刃口尺寸，前面一完成。

长度L为固定板厚度、安全距离、修磨余量、凸模进入凹模的深度的总和。其中固定板厚度取20mm,凸模修磨量取5mm，凸模进入凹模深度取1mm,卸料板与固定板之间的安全距离取20，即

L=（20+20+5+1）mm=46mm 2.标准模架的选用

标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸。模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座125mm×125mm×35mm，下模座125mm×125mm×45mm，导柱22mm×130mm，导套22mm×85mm×33mm。

3.卸料装置中弹性元件的计算

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H0

H0?（3.5~4）H工H工?h工作?h修磨?t?1?(5~10)?(2?1?7)mm?10mm

由以上两个公式，取H0?40mm。

（2）确定橡胶的横截面积A

A?FX/p

查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以

A?9850N0.6MPa?16417mm2

（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×25mm，外形暂定一边长为160mm，则另一边长b为

b?160?82?25?Ab?16417?82?25160mm?115mm

（4）校核橡胶的自由高度H0

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

H0D?4080?0.5

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。橡胶的装模高度约为0.85×40 mm =34mm。

4

4.其他零部件结构

凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格A50×100的模柄。

六、模具装配图

模具装配图如图4所示。

七、模具零件图

模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图5～14所示。

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yk3f.html