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1、支板冲模设计燕山大学 机械学院姓名：姜方明学号：0701020090班级：07 级锻二指导教师：李伟民2010-12-13至至 2010-12-242第一章 摘要与前言摘要： 本文详细介绍了落料冲孔工序的设计过程。根据对冲压件的分析选用倒装复合模具， 设计了非标准件如冲孔凸模、凸凹模、卸料板、凹模、推件器等，设计并选用垫板和一些 标准件将模具安装。 关键词 冲压 落料冲孔 复合模 前言： 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来， 模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大 变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私
2、营也得到了快速发展。近年许多模 具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内 模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等国际 通用软件。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业 发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部 分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。导柱式冲裁模的导向比导板模的准确可靠,并能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较
3、 高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一 种冲模,适合大批量生产。尤其是在我国加入 WTO 之后，在全球化经济竞争的市场的环境 下，为生产符合“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”等要求服务的模具 产品，研究、开发、改进模具生产设备与模具设计方式更具有深远的现实意义和紧迫性。3支板冲孔落料复合模设计 目 录第一章第一章 摘要与前言摘要与前言2 2第二章第二章 设计任务设计任务4 42.1 零件任务书42.2 分析比较和确定工艺方案5第三章第三章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机计算冲裁压力、压力中心和选用压力机7 73.1 排样方式的确定及材
4、料利用率计算73.2 计算冲裁力、卸料力83.3 确定模具压力中心9第四章第四章 模具工作部分尺寸及公差模具工作部分尺寸及公差1010 4.1 冲孔部分104.2 落料部分11第五章第五章 确定各主要零件结构尺寸确定各主要零件结构尺寸1414 5.1 凹模外形尺寸确定145.2 其他尺寸的确定145.3 合模高度计算145.5 凸模刚度校核14 5.4 冲孔凸模强度校核14第六章第六章 模具的装配模具的装配15 6.1 模具的总体结构156.2 主要零部件的设计及选择166.3模具制造装配要点17 第七章第七章 心得体会心得体会18 参考文献194第二章 设计任务2.1、零件任务书零件名称：支
5、架零件简图：如图 1 所示生产批量：大批量材料：20 钢材料厚度：1.8mm（图 1） 2.2、分析比较和确定工艺方案 2.2.12.2.1 加工方案的分析加工方案的分析 由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要 求 IT12。材料低硬度。 根据零件（如图 1）包括冲孔、落料两道冲压工序。模具形状较为规则即可以在一个工位 完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案： （1）方案一（级进模） 夹头镶片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求5IT12。可采用级进模。 （2）方案二（倒装复合模） 将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直
6、接完成冲孔、落料两道工序。采用冲孔、落 料倒装复合模（弹性卸料） 。模具结构参看所附装配图。 （3）方案三（正装复合模） 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。弹性卸料板 卸料。各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较单工序模模具种类比较项目无导向有导向级进模复合模零件公差等级低一般可达 IT13IT10 级可达 IT10IT8 级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度 0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时
7、得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产方案比较：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
8、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。6综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。 2.2.22.2.2 模具结构型式的选择模具结构型式的选择 确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足以 下要求： （1）能冲出符合技术要求的工件； （2）能提高生产率； （3）模具制造和维修方便； （4）模具有足够的寿命；
9、（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。 1、模具结构型式 在确定采用复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用 倒装式复合模，这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏 出。工件由上面的凹模带上后，由推料装置推出，再由压力机附上的接件装置接走。条料 由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。而正装式复合模， 冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置向上推出，条料由上 模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压， 就容易崩裂模具刃口。 故本零件采用倒装式复合模结构。 2、定
10、位装置为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,同时考虑到零件生产批量大,且 要求模具结构尽量简单,所以采用定位销定位。因为板料厚度 t=1.8mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个固定挡 料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方 向采用一个弹簧挡料装置的活动挡料销. 3、推件装置 在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装 置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时，刚性推件装 置对工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。 由于刚性推件装置已能
11、保证工件所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维 护方便，故这套模具采用刚性结构。为兼顾工件的平整度和尺寸精度，可在刚性推件装置 和打杆装置。 4、卸料装置 复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设置卸料装置。 在下模的弹性卸料装置一般有两种形式：一种是将弹性零件（如橡胶） ，装设在卸料板 与凸凹模固定板之间；另一种是将弹性零件装设在下模板下。由于该零件的条料卸料力不 大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件。 5、导向装置 采用二导柱式模架。7第三章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机3.1、排样方式的确定及材料利用率计算 3.1.13.1.1 排样方式的确定排样方式
12、的确定搭边值和侧边值的数值圆件及 r2t 圆角矩形边长 l50矩形边长 l50 或圆角 r2 材料厚度 t工件间 a1侧边 a 工件间 a侧边 a1工件间 a1侧边 a0.25 以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.2剪裁下的下偏差（mm）条料宽度(mm) 条料厚度(mm) 50501001002002000.50.50.71.00.51.01.01.03
13、1.01.01.01.541.01.01.02.0查冲压手册表，两工件之间按矩形取搭边值b=1.8mm，侧边取a=2.5mm。 进料步距为h=23.5+2.5=26mm； 条料宽度为B=（D+2a）0-，查冲压手册表 2-19 得，条料宽度偏差 =0.4mm，冲裁件垂直于送料方向的尺寸为D=42mm，则 B=（D+2a）0-=（42+22.5）0-0.4=470-0.4mm 3.1.23.1.2 材料利用率计算材料利用率计算 板料规格选用 1.810002000mm； 采用纵裁时: 每板的条数 n1=1000/47=21 条余零 每条的工件数 n2=2000/26=76 件余零 每板的工件数
14、n=n1n2=2176=1596 个 利用率为： =1596768/(10002000) 100%=61.3% 采用横裁时: 每板的条数： n1=2000/47=42 条余零8每条的工件数： n2=1000/26=38 件余零 每板的工件数： n=n1n2=4238=1596 个 利用率： =1596768/(10002000) 100%=61.3% 经计算横裁.纵裁时板料利用率相同都为 61.3%,故采用横裁或纵裁都可以. 排样方式（如图 2）所示：（图图 2 2） 3.2、计算冲裁力、卸料力： 查表得材料 20 钢的抗张强度为 b=270MPa; 落料尺寸：L1=132mm；冲圆形孔尺寸：
15、L2=21.98mm3.2.13.2.1 落料力落料力 F落=1.3L1tb1.31322701.8=83397.6 N=83.4KN 3.2.23.2.2 冲孔力冲孔力 F2=1.3L2tb=1.321.982701.8=13899.6 N=13.9KN 3.3.33.3.3 冲孔推件力冲孔推件力 F推=nK推F冲 F推=0.05513.9=0.8KN 3.3.43.3.4 落料时的卸料力落料时的卸料力 F卸k卸F落0.0583.42.2KN 3.3.53.3.5 冲床总压力冲床总压力 F总F冲+F推+F落+F卸=100.3KN 3.3、 确定模具压力中心9零件以 Y 轴左右对称，用计算机计 caxa 分析得 x=0mm，y
