〃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1251934学生王浩指导教师林建平完成日期2021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 ．冲压工艺方案确实定4二．毛坯排样方案设计及材料利用率计算51．排样方法确实定52．布置方式确实定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．模具总体构造设计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．其他模板尺寸确实定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、社会经济快速开展，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，中国模具工业开展十分迅速，特别是高新技术企业的快速开展加大了用于技术进步的投资力度，技术进步已成为企业开展的重要动力虽然我国的模具工业和技术得到了快速开展，但与国外工业兴旺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开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，使其产生别离或塑形变形，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展加工，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，冷冲压就无法进展；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外表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、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、降低本钱，进展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。
分析零件工艺性1.冲裁件造型零件图R13R71 0.5±0」5一J\BZ"01工材料；08F厚度：0.5mm2 .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〕该零件形状规那么，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IT7级综上，该零件具有良好的冲裁工艺性3 .冲压工艺方案确实定该零件包括落料、冲孔两个根本工序，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IT11级，为满足精度要求,〔2〕级进模：冲孔-落料连续冲压由于该零件的精度要求为有必要增加两个导正销，这样又使得模具构造变得复杂〔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，最后采用复合模进展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》〔1.5〜2〕t〕零件符合采用复合模进展生产的要求，最终确定冲压工艺方案为采用复合模进展生产毛坯排样方案设计及材料利用率计算1 .排样方案确实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，无法准确控制步距，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1mm2 .布置方式确实定用cad进展排样设计，得如下方案为最正确方案:(1) 冲裁件的实际面积A=842.11mm无法防止的构造废料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*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‘二世解;(2)材料厚度t=0.5mm;"(3)落料周边长度L1=152.548^冲孔周边长度L2=94.2nn(4)总冲裁力F=+L2)ta&=4811.586*0f2 .其他冲压力的计算Kt = 0.055板厚为0.5mm的钢板，推件力系数卸料力系数人=004F|=KJ=192.46^/f।=K^F=264£4kgfF|=F+F|+F|=5268.68A5f=S3kN3 .压力中心的计算用inventor进展受力分析，得到压力中心如下图四、选择压力设备P113F|=68.9kN查手册知，平安系数为1.3由于D_Dd"e""__考虑到开式可倾压力机机身为可倾式构造，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。
并且开式的构造便于工人进展手动送料等操作，应选择可倾压力机由手册查得J23-16开式可倾压力机的公称压力160k/N,满足使用要求应选择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、模具总体构造设计1 .送料方式由于零件形状简单，价格低廉，而进展自动送料的本钱较高，不符合生产实际的要求，应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展冲裁，并且要进展弹性卸料，所以导料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展冲裁，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(t>0.5mm)，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好，平面度较高，适用于板料较薄的场合〔t<1.5mm〕。
综合考虑冲裁零件的要求，冲裁件尺寸较小，卸料力较小，弹压卸料装置完全能够满足卸料力的要求，并且由于选择倒装复合模进展生产，提高生产效率的同时，导致冲裁件的平直度受影响，故应选择弹压卸料装置，弥补其平直度确定卸料装置为弹压卸料装置2) 出件方式选择成型后冲孔废料卡在凸凹模的孔中，成型件卡在凹模中由于采用倒装复合模，卡在凸凹模孔中的冲孔废料由下次冲裁时的凸模推出，不用布置推件装置而对于卡在凹模的成型件，必须布置推出装置进展推出为了保证成型件的平整与推件可靠，建议采用弹性推出与刚性推出相结合的方法，一方面在推板上布置弹簧，冲裁时起到压料作用，保证从冲裁件的平整，并且在成型后及时将冲裁件推出，防止用打杆推出时冲裁件从高处掉落在凹模上，影响冲裁件质量与模具寿命，另一方面为了防止有时弹簧未能有效推出，冲裁件卡在凹模，也要在推板上布置打杆，以确保推件的可靠3 .凹模板外形尺寸的计算〔1〕由排样可知，垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离s=45.5mm由手册可得，材料厚度t=0.5mm,s=45.5mm时，凹模厚度系数k=0.3凹模厚度H-］：--：•一厂一一】…】一14」S亡】tti所得凹模厚度较小，考虑到凹模强度与压力机的最小封闭高度，取凹模厚度H=21mm(2)垂直于送料方向的凹模宽度B=5+0,3H-(45,5+3,5X21)mm=119mm(3)由手册得，材料宽度为60mm,厚度为0.5mm时，凹模孔壁至边缘的距离4—30mm送料方向凹模长度初定凹模外形尺寸为HXBXL=21X119X120mm4 .其他模板尺寸确实定由于采用复合模进展生产，主要工作局部模板大致包括：凸模固定板、限位板、凹模版、卸料板、凸凹模固定板。
根据凹模板的厚度H=21mm,大致确定凸模固定板厚度为16mm,限位板厚度为16mm,卸料板厚度为14mm,凸凹模固定板厚度为16mm5 .模架的选择根据国家标准，导柱模模架主要分为中间导柱模架、后侧导柱模架、对角导柱模架、四导柱模架，考虑到复合模对刚性与工作平稳度有较高要求，故后侧导柱模架不符合要求；四导柱模架精度远大于所要求的精度，并且本钱较高，故也不符合要求中间导柱模架与对角导柱模架都符合生产的要求，从中选择中间导柱模架根据“中国模具设计大典"表22.4-5中GB/T2851-2021规定的中间导柱模架规格由凹模外形尺寸为HXBXL=21X119x120mm,压力机最大封闭高度220mm,封闭高度调节量45mm,选定凹模周界为125x125mm,参考闭合高度150—190mm的中间导柱模架查得：上模座规格125X125X35〔GB/T2855.1-2021〕下模座规格125X125X45〔GB/T2855.2-2021〕导柱规格22X180;25X180〔GB/T2861.1-2021〕导套规格22X80X33;25X80X33(GB/T2861.3-2021)由此，所有模板的规格尺寸与材料选用如下：模板规格〔LXBXH〕材料上模座125X125X30HT200上模垫板125X125X845推杆固定板125X125X5Q235凸模固定板125X125X16Q235限位板125X125X1645凹模125X125X14Cr12卸料板125X125X1445凸凹模固定板125X125X14Q235垫板125X125X8Q235下模座125X125X45HT200推板D8045六、主要零件设计1.凸、凹模零件设计(1)刃口尺寸计算A.刃口加工方式选择根据凸、凹模加工方式的不同，刃口尺寸的计算方法主要分为：分开加工法和配做法。
考虑到分开加工法主要针对圆形或简单规那么形状的冲裁件，并且模具的制造公差小，模具制造困难，本钱高，而配做法工艺简单，制造容易，模具的间隙由配制保证，可适当放大基准件的制造公差，目前。