1、1课程设计 -垫片复合冲压模具的设计大 学名称 垫片复合冲压模具的设计 院 系 机电工程系 班 级 姓 名 系 主 任 教研室主任 指 导 教 师 长垫片复合冲压模具的设计2摘要：模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。装备制造业在 2007 年的迅速发展，尤其是汽车和电子电器产品的高速增长，为模具工业的发展营造了良好的市场环境。本次综合实训设计垫片的复合冲压模具，从零件的工艺性分析到模具结构的设计再到工艺计算，一直到最后的模具装配图。关键词：垫片、复合冲压模具、设计3目 录引言（绪论） 1一、冲裁件的工艺性分析 7二、确定冲
2、压工艺方案 7三、选择模具结构形式 71.模具的形式 42.定位装置 43.卸料装置 44.导向零件 45.模架 4四、必要的工艺计算 81.排样设计与计算 42.计算冲压力 43.计算模具压力中心 44.计算模具刃口尺寸 4五、垫片复合模主要零件的设计计算 41.落料凹模 42.冲孔凸模长度及强度校核 43.凸凹模长度确定及壁厚校核 44.凸凹模固定板尺寸 45.垫板结构与设计 46.卸料板的设计 47.模座的选择 4六、压力机校核 41.模柄孔的校核 42.模具闭合高度的校核 43.压力机工作台尺寸的校核 44.冲裁力校核 4七、绘制模具总装配图及零件图 14课程设计小结 24致谢 4参考
3、文献 254引 言装备制造业在 2007 年的迅速发展，尤其是汽车和电子电器产品的高速增长，为模具工业的发展营造了良好的市场环境。除了发展速度继续提升外，我国模具行业在 2007 年还呈现出三大亮点： 一、是模具向大型、精密、复杂方向发展成果突出，如已生产出了单套重量达到 100 吨的巨型模具及型腔精度达到 0.5m 的超精模具和能与 2500 次/分高速冲床相匹配的精密多工位级进模等；模具专业化和标准化程度得到进一步提高，如广东模具企业的模具标准件使用覆盖率大都已达到或超过了 80%等；行业结构进一步改善，如产品结构和进出口结构正在不断趋向合理化等，行业正在形成一个以数字化和信息化为主要内容
4、的技术改造热潮，发展后劲充足等。二、是行业骨干队伍正快速形成，集群式生产方式得到进一步发展，劳动生产率不断提高。模具行业目前已有 80 多家重点骨干企业，现在，年产模具5000 万元以上的企业全行业也有 100 家左右。骨干队伍正在起着带动行业的作用。继 2006 年之后，全国的模具城得到了进一步发展。模具城的产出要比上年增长 25%以上。模具行业全员劳动生产率比上年有 10%以上的提高。 三、是国际合作进一步发展，中国模具正在加速融入世界，因而也为中国模具今后的进一步发展创造了更为有利的条件。无论是出展出访还是来展来访，中国模具行业 2007 年国际合作方面的活动都要比往5年更丰富，参与的企
5、业数和人数更多，成效更加显著。 在中国模具工业 2007 年可喜的发展中也有隐忧。 隐忧之一是生产模具的原材料、人工等成本费用不断上涨，2007 年又比上年涨了 20%左右，致使模具企业利润空间进一步受挤压，利润率进一步下降，有些企业已出现亏损，显得难以为继。隐忧之二是模具人才，特别是高技能、高水平人才全行业缺乏，这已制约了模具行业的进一步发展。由于总数量的供不应求，高层次人才的正常流动现在已变得有一些不正常了，用人单位的用人成本也显著增加。同时，人才素质也亟待提高。 隐忧之三是在模具行业国内外市场前景良好和现有企业大多利好的情况下，模具行业固定资产投入年复一年不断攀升，尤其是外资和民间投资更
6、为踊跃投入，致使某些领域已呈饱和之势和低水平的重复。大量投资的结果虽然对促进模具工业的发展有好处，但也预示着企业今后的竞争更为剧烈。竞争会不会造成今后的大调整而累及行业发展，这已引起一些业内人士的担忧。目前，在部分领域，尤其在中低档市场上，竞争已造成因相互过度压价而损害产品质量的6状况。 隐忧之四是中国模具行业总体创新能力薄弱，综合水平仍比国外先进水平落后许多，这对今后发展非常不利。所谓综合水平的落后包括了技术落后、产品落后、管理落后及人的观念和水平落后等。虽然我国模具行业中也不乏可与世界先进水平相媲美的企业，有些产品也并不比世界先进水平差，但这毕竟只是少数。就大多数而言，我们必须承认落后，而
7、且总体来说，不是落后一点点，而是落后了许多。总体落后的主要表现是我国模具在结构、精度、效能、寿命及生产周期等方面以及从业人员综合素质与水平和全员劳动生产率等方面与国际先进水平相比有着较大差距。此外，当然还存在装备及环境等方面的差距等。模具设计一、冲裁件的工艺性分析7（1）材料 Q235 是普通碳素钢，具有良好的冲压性能。（2）工件结构 该零件形状简单。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚，故可以考虑采用复合冲压工序。（3）尺寸精度 零件图上尺寸未标注公差，属自由公差，按 IT14 级确定工件的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。二、确定冲压工艺方案该零件（如右图）包括落料、冲孔两个基本工序，可
8、以有以下三种工艺方案：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：冲孔落料连续冲压，采用级 进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，生产率低，难以满足该零件的年生产需要。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。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。方案三也只需要一副模具，生产率也高，但模具8制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。三、选择模具结构形式（1）模具的形式此工件有三个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外
9、此工件无较高平直度要求，工件要求精度也较低，冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积聚到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工作表面平直度较差，凹凸模承受的张力较大。因此凹凸模的壁厚应严格控制，以免强度不足。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。（2）定位装置 采用挡料销纵向定位，安装在卸料板上，并在凹模板开设让位孔。（3）卸料装置1.条料的卸除 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。2.工件的卸除 采用打料装置将工件从上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.冲孔废料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。冲孔废料在下模的凹凸模内积
10、聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。（4）导向零件 导向零件有许多，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；若用钢珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。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。（5）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。若采用后侧导柱模架，则可三方向送料。操作者视线不被挡住，结构比较紧凑。本设计决定采用后侧导柱模架。9四、必要的工艺计算（1）排样设计与计算1、单直排a、搭边。查
11、冲压模具设计与制造 ，确定搭边直 a、a1t = 2 mm，工件间 a1 =2.5 mm。侧搭边 a = 2mm。b、条料宽度。采用无侧边装置，所以B=（D+2a） = （50+2.5+2.5） = 55 mm0015.015.式中 条料宽度的单向偏差，mm，查表得 =-0.15mmc、送料步距：S = L + a =30 +2 = 32 mmd、材料利用率利用 CAD 软件，查得其面积为 1163.542mm2条料一个步距内的面积为 4534=1530 mm= 100%= 100%=76.04%A15304.6排样图如下：2、计算冲压力冲裁力公式为P= P + P孔 落10式中 P 冲裁力；
12、P 冲孔冲裁力；孔P 落料冲裁力。落（1） 冲孔冲裁力 P 孔。P = P t孔 孔 式中 L 冲孔周长；t 材料厚度，t=1mm；材料抗拉强度，MPa，查手册，Q235， =375460MPa，取=400MPa。所以 P = L t =（2 32+2 8）1400=35168N孔 孔 （2） 落料冲裁力 P 落。P = L t落 落 所以 P = L t =（ + +264）14 00落 落 180256218023=77605.3N（3） 卸料力 P 。卸P = K P卸 卸 落式中 P 卸料力；卸K 卸料系数，查表 K =0.040.05，取 K =0.04。卸 卸 卸所以 P = K P =0.0477605.3N=3104.212N卸 卸 落（4） 推件力 P推P = K P n推 推 孔式中 K 推料系数，查表取 K =0.055；推 推n同时卡在凹模洞孔内的件数，取 n=3。所以 P = K P n=0.055351683N=5802.72N推 推 孔（5） 总冲压力 P 总。冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，
