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1、课程设计扬州职业大订书机推钉块成形模具设计订书机推钉块成形模具设计院 系 机械工程学院 专 业 模具设计与制造学 号 0901030235 姓 名 杨帅 指导教师 孙庆东 1 零件工艺分析及成形方案确定零件工艺分析及成形方案确定1.1 零件工艺分析零件工艺分析1.1.1 零件图的零件尺寸及技术要求零件图的零件尺寸及技术要求如图1-1即是是零件图的尺寸要求。其技术要求制件表面无划伤、边缘无毛刺，未注公差为 IT12。零件厚度为 0.8mm，材料为 20 钢，生产数量为 10 万件。图 1.1 零件1.1.2 产品结构形状分析产品结构形状分析该零件形状为半对称，其中包括一处冲圆形孔一处冲方形孔，还
2、有切舌和弯曲、整形，零件尺寸相对较小。1.1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量、材料分析产品尺寸精度、粗糙度、断面质量、材料分析（1）尺寸精度 图纸对该零件的 13.6尺寸精度要求为 IT10 级，其余为 IT12 级。0 11. 0-（2）断面质量 表面要求无毛刺（3）产品材料分析 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。（4）产量 10 万件由产品的生产数量 10 万件可知，产品批量为中等批量，适合采用冲压加工的方法，最好采用复合模或连续模。1.2 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定落料冲孔同时进行
3、加工，生产效率高，模具设计也简单。2 工艺计算工艺计算2.1 展开料计算展开料计算2.2 排样计算排样计算零件外形为半对称 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件尺寸较小，以及对板料的充分利用。所以本设计决定采用交叉双排结构4。如图 3.3 所示。图 3.3 排样图（1） 搭边图 3.2 展开料查参考文献1 ，确定搭边值，。当时, 。abmmt5 . 0mmbmma5 . 1,2（2） 条料宽度mm1722132aDB（3） 材料利用率0（3.5）%1001 0LBnF式中 板料（带料或条料）上实际冲裁的零件数量；n零件的实际面积；1F板料（带料或条料）长度；L板料（带料或条料）宽度； B
4、若取工件数量件，则料长为30nmmbLL5 .5295 . 1311 .613031301取mmL530所以条料规格为mm5 . 017530所以材料利用率为%0 .51%100175306 .14830%1001 0LBnF2.3 落料冲孔复合模相关计算落料冲孔复合模相关计算2.3.1 冲压力计算冲压力计算（1） 冲裁力冲裁力公式为 落孔FFF（3.6）式中 冲裁力；F冲孔冲裁力；孔F落料冲裁力。落F（2）冲孔冲裁力孔FbtnLtnKLF孔孔孔（3.7）式中 K系数（取 K=1.3） ；孔的个数，。n1n冲孔周长，；孔LmmdL42.25163)53(2孔材料厚度，；tmmt8 . 0材料抗
5、剪强度；材料的抗拉强度，查参看文献1知bMP450b所以 N KNN15. 92 .91514508 . 042.25F孔（3） 落料冲裁力。落F（3.8） tL落落FmmL08.99441-44-)26.2724(2）（落所以 KNNF67.358 .356684508 . 008.99落（4）卸料力。卸F落卸卸FKF（3.9）式中 卸料系数，查参考文献2知，取。卸K05. 004. 0卸K05. 0卸K所以 KNF78. 167.3505. 0卸（5） 推料力推F孔推推FnKF（3.10）式中 推料系数，查参考文献2取；推K055. 0卸K同时卡在凹模洞孔内的件数，。n1n所以 KNF5
6、. 015. 9055. 01推（6） 顶件力顶F）（落孔顶顶FFF K（3.11）式中 顶件系数，查参考文献2取。顶K06. 0顶K所以 KN69. 267.3515. 906. 0F顶（7） 总冲压力总F总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为KNF1 .475 . 078. 167.3515. 9FFFF推卸落孔总冲裁时，压力机的公称压力 P 必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。一般为 P，系数为 1.3，则总）（F1.31.1KN23.611 .473 . 11.3FP总查参考文献1表 1-6 初选压力机：J23-10 主
7、要工艺参数如下：公称压力：100KN滑块行程：60mm行程次数：135 次/分最大闭合高度：180mm闭合高度调节量：50mm，(最小闭合高度：130mm)工作台尺寸：前后 240mm，左右 360mm模柄孔尺寸：直径 30mm，深度 50mm工作垫板：厚度 50mm，直径130mm3.2.2 计算模具压力中心计算模具压力中心 以圆心作为直角坐标系的原点，建立直角坐标系。通过计算，得次工件的压力中3心为（-3,0） 。2.3.3 模具的刃口尺寸计算模具的刃口尺寸计算 模具采用复合模结构，为便于凸凹模加工，保证凸凹膜之间的间隙，采用凸凹模配合加工。零件上包含三个尺寸：磨损后增大的尺寸，相当于落料
8、中的凹模，mmA0 21. 0126.27mmA0 21. 02240 15. 038AmmA0 21. 0420；mmRA0 1 . 052，；磨损后mmL1 . 05 . 21mmL1 . 05 . 22mmL15. 05 . 93mmL18. 0124减小的尺寸，相当于冲孔中的凸模，；磨损后基本12. 00226. 5B1 . 0023B1 . 0033B不变的尺寸，mmL1 . 05 . 21mmL1 . 05 . 22mmL15. 05 . 93。mmL18. 0124（1） 落料凹模刃口尺寸4 0max)(xAAa（3.12）式中 落料凹模刃口尺寸（mm）;aA落料件最大极限尺寸（
9、mm）;maxA落料件尺寸公差（mm）; (查表得 x=0.75)mmA053. 00421. 0011 .27)21. 075. 026.27(; (查表得 x=0.75)mmA053. 00421. 00284.23)21. 075. 024(; (查表得 x=1)mmA038. 00415. 00385. 7)15. 018(; (查表得 x=0.75)mmA053. 0 0421. 00484.19)21. 075. 020(查表得 x=1)mmA025. 0041 . 0049 . 1) 1 . 012(（2） 冲孔凸模刃口尺寸。04min)(xBBt（3.13）式中 冲孔凸模刃口尺
10、寸（mm）;tB冲孔件最小极限尺寸（mm）;minB冲孔件尺寸公差（mm）;工件的位置距离尺寸（mm） 。L; (查表得 x=1)mm0 03. 00412. 0138. 5)12. 0126. 5(B; (查表得 x=1)mm0 025. 0041 . 021 . 3) 1 . 013(B; (查表得 x=1)mm0 025. 0041 . 031 . 3) 1 . 013(B（3） 基本不变的尺寸125. 0)5 . 0(minLL式中 工件的位置距离尺寸（mm）L工件的位置距离最小尺寸（mm）minL尺寸公差（mm）mmL013. 045. 21 . 0125. 01 . 05 . 04
11、 . 21）（mmL013. 045. 21 . 0125. 01 . 05 . 04 . 22）（mmL019. 043. 915. 0125. 015. 05 . 035. 93）（mmL023. 091.1118. 0125. 018. 05 . 082.114）（非基准件（对落料凹模来说是凸模，对冲孔凸模来说是凹模）按以上基准件的实际尺寸配作，保证双面间隙 0.0720.104mm。3 模具结构设计模具结构设计3.1 落料冲孔复合模结构设计落料冲孔复合模结构设计（1）模具的形式复合模又可分为正装式和倒装式，正装的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面上，必须加以清除才能进行下一次冲裁，因
12、此操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用，但冲出的工件表面比较平直；倒装特点：冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足8。经分析，此工件有两个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。（1） 定位装置采用固定定位销，其定位销安装在凸凹模上。（2） 卸料装置调料卸料：采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。工件卸除：采用打料
13、装置将工件从落料凹模中推下，落在模具工作表面上。冲孔废料卸除：下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。 （3） 导向导向零件有许多种，如用导板导向，则在模具上安装不便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，虽然导向精度高、寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对本次加工的产品的精度要求不高，采用滑动式导柱导套极限导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。（4） 模架若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，拔模方便，但只能一个方向送料。若采用对焦导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可
14、纵向或横向送料。若采用后侧导柱模架，则可三方向送料，操作者视线不被阻挡，结构比较紧凑，但模具受力不平衡，滑动不平稳。本设计决定采用中间导柱模架。4 模具工作零件的设计及计算模具工作零件的设计及计算4.1 落料冲孔复合模工作零件的设计及计算落料冲孔复合模工作零件的设计及计算4.1.1 落料凹模落料凹模落料凹模尺寸如图 5.1 所示。图 5.1 落料凹模尺寸（1） 差参考文献2 表 2-39 可知：凹模的 厚度 壁厚201h261c（2） 凹模板的长宽该工件的展开料是半对称，落料凹模可以做成长方体，以压力中心为对称中心，则：长度 ；mmL26.7926226.271宽 。mmB76262241考虑实际模架大小是其凹模板故修正为。11BLBLmm80804.1.2 凸模长度及校核凸模长度及校核由于冲件的形状和尺寸的不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦有所不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式也就有很多种形式。一般冲裁凸模的形状是由产品的形状决定的，它可以采用直身结构也可采用加强型结构。主要的固定方式有：台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定等，本设计用抬肩固定式。冲孔凸模尺寸如图 5.2（1） 冲孔凸模长度
