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1、 河南职业技术学院学院毕 业 论 文论文题目：垫片落料冲孔复合模 题 目 ：垫片落料冲孔复合模班 级 ：10级模具（1）班专 业 ：模具设计与制造学生姓名 ：指导教师 ： 日 期 ：2012年11月20日河南职业技术学院 机电 系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名专 业模具设计与制造班 级101毕业设计（论文）题 目垫片落料冲孔复合模毕业设计（论文）选题的目的与意义通过模具设计使我对级进模生产率高、减少模具和设备数量、工件精度高、便于生产自动化的特点有了了解。掌握了模具设计的基本流程，对我们的模具知识提高有很大的帮助。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）田春年主编 冲压成型模具结
2、构设计图册 轻工业出版社 1998黄虹主编 冲压成型加工与模具 化学工业出版社2003年3月第版黄锐主编 冲压工程手册 下册 第四章节 机械工业出版社黄锐主编 冲压模具工艺学 中国轻工业出版社 1997年5月第2版毕业设计（论文）工作进度计划1.2012年11月05日开题2.2012年12月15日五日五成分析，资料收集，列出提纲 3.2013年03月01日前完成初稿指导老师审查4.2013年03月13日前完成修定，定稿打印 5.2013年04月15日正式提交论文接受任务日期 2012 年 11月20 日要求完成日期 2013年04 月01 日学生签名： 年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（
3、分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名梁国泉学 号10116036性 别男专 业模具设计与制造班 级模具101毕业设计（论文）题 目垫片落料冲孔复合模评阅意见 成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名梁国泉学 号10116036性 别男专 业模具设计与制造班 级模具101毕业设计（论文）题 目垫片落料冲孔复合模答辩时间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长成 员秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日课 题：垫片落料冲孔复合模摘要：当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商
4、品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。零件简图 ：如图所示工件名称 ：垫片挡片生产批量 ：大批量材 料 ：10号钢厚 度 ：3 1 冲裁工艺设计1.1 冲裁件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。2 冲裁排样设计2.1 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合
5、设计技术要求的工件。2.2 搭边的选取排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。2.3送料步距、条料宽度及板料间距计算2.3.1 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值，即=27+2.2=29.2 2.3.2 条料宽度及板料间距的计算条料宽度按下式： （2-1） 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸；为导料板与最
6、宽条料之间的间隙查表取C=0.7。表2.2导料板与最宽条料之间的间隙表条料厚度无侧压装置条料宽度100以下1002000.50.50.50.510.50.5230.50.5340.51450.51B-A=(41.5+22.5+0.7)0-0.7=47.20-0.72.4 排样图 图2.1 排样图2.5 冲裁力和压力中心的计算2.5.1 冲裁力 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： F=KLtb （2-2） =1.31363400=21
7、2.16KN式中 F-冲裁力 L-冲裁周边长度 t-材料厚度b-材料抗剪强度（b=400MPa）K-系数（一般取K=1.3）卸料力 Fx=KxF （2-3）推件力 Ft=nKtF （2-4）顶件力 Fd=KdF （2-5）式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表2.3所示 n-同时卡在凹模内的工件数量式中 h-凹模内的直刃壁高度 t-板料厚度 总冲压力Fz 总冲压力是各种冲压工艺的总和，根据不同的模具结构计算，由于本模具采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模，则： Fz=F+ Fx+ Fd （2-6） = 212.16+0.08212.16+10.07212.16 = 244KN2
8、.5.2 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。设直径为是10的圆心为中心坐标，则压力中心：X0=-（-128-1612-128-822+822）/（8+12+8+22+16+8）=-336/74=-4.54Y0=（-68+68+1722+2816+1722）/74=1196/74=16.16=(18011sin90) 90=7.1X=cos=cos(1
9、80+53)=4.3Y=sin=sin(55+180)=-5.7故X=(-4.54*74+4.3*11+29.2*10*)/74+21=5.21Y=(16.16*74-5.7*11)/74+11=-7.13所以压力中心为(5.21,7.13)3、刃口尺寸计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可以
10、放大基准件的制造公差，使制造容易。3.1 冲孔刃口尺寸计算对于冲小孔转换为利用公式 （3-1） （3-2） 其中 磨损系数的选取查下表3.3 是工件的公差值 因孔的公差等级为IT13级，所以查上表得=0.5 则= 校核间隙： +=0.020+0.020=0.0400.18所以满足+的条件，制造公差合适。3.2 落料刃口尺寸计算当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸第一类尺寸。它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 （3-3）其中 模具基准尺寸() 工件极限尺寸() 工件公差()查公差表将尺寸分别转化为,查表3.3取x=0.5 则 A2= (28-0.50.52)0
11、+0.250.52 =27.740+0.13 A3=（2-0.50.25） 0+0.250.25=1.87500.060 A4=（16-0.50.43）00.250.43=15.7850+0.108 A5=（12-0.50.43）00.250.43=11.7850+0.1084 冲裁模主要零部件的结构与设计4.1 模具类型的选择该冲件属于普通冲裁，精度要求不高又属于大批量生产，刃壁较薄，采用倒装比较合适，因此选用倒装复合模。4.2 定位方式的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，以保证冲制出合格的零件。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方向上的限
12、位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距）。4.2.1 导料销的选择 属于送料导向的定位零件又导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销做为导向且位于条料的同侧，一般设2个，从前向后送料时导料销装在左侧（固定式），为标准件。4.2.2 挡料销的选择属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式橡胶弹顶挡料销。其挡料销的高度h查表
13、得h=3，固定挡料销钓形A104.3 卸料装置和推件装置的选择4.3.1 卸料装置的选择常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作用，卸料力大，适用于冲材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性结构，兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的冲模中，因此选取弹压卸料板。弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的=0.1在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口0.10.3。卸料板厚度1.下卸料采用弹簧作为弹性单元，弹簧的自由高度为：=（3.54） 式中弹簧的自由高度（mm）; 工作行程与模具修磨量和调整量（46mm）之和。 =（2.3+6
14、）mm=8.3mm则 =(3.54)8.3mm=29.0533.2mm取=33mm。弹簧的装配高度为：（0.850.9）=28.529.7mm4.3.2 推件装置的选择推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种，一般刚性用的较多，它由打杆、推板、连接杆和推件块组成。其工作原理是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件板，将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。 图4.14.4 工作零件的设计4.4.1 凹模的设计凹模厚度的确定： 为系数 为凹模刃口的最大尺寸()查表3.5选取系数=0.30，取15。凹模壁厚;凹模外形尺寸为。凹模的刃口形式选用直筒式刃口。该凹
15、模的厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口尺寸不变，适用于制件或废料逆冲压方向推出的冲裁模如复合模、薄料落料模。其形状如图4.2图4.2凹模刃口4.4.2 凸凹模的设计它的内外圆均为刃口，凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔无积存废料，胀力小，最小壁厚为材料厚度的1.5倍，即1.5。其结构如图4.3图4.3凸凹模4.4.3 凸模的设计凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。表3.9固定形式的特点比较固定形式固定方法特点凸模固定板固定一般采用H7/
16、m6过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困难与上模板直接连接采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁0.32的板料由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定形式固定凸模，。 冲孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装配修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取
17、,热处理硬度为5862。其凸模长度计算公式： 其中1凸模固定板厚度 = 材料厚度 1 推件块厚度18 增加长度，一般选取010凸模的结构形式如图 4.4图4.4 4.4.4 模架及组成零件的设计该模架选用中间导柱方形模架，导向装置安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。由标准（GB/T2851.5-1990）中选取,从而确定以下材和尺寸：模架材料选取铸铁200模架上模板的长度为310、宽度230、厚度45。 下模板的长度为310、宽度230、厚度55；最大高度为235、最小高度为190。模柄选取旋入式模柄，A40，JB/T7646.2；螺钉选用标准件内六角螺钉，规格为M8；螺钉M10；圆
18、柱销M5导柱28180、32180，导套为11043，长度11043；应按6/5配合；柱间的距离170；6 模具总装图 表1 零件明细表序 号名 称数 量材 料热处理标准件代号备注页次1螺钉145HRC40452下模座11HT2003凹模1T10AHRC58624螺钉445HRC40456导料板245HRC40457导柱220渗碳HRC56608导套220渗碳HRC58629卸料板1Q235(A3)10上模座1HT20011凸模固定板14512垫板145HRC404513定位销145HRC404514导正销145HRC404515模柄1Q235(A5)六、结束语：通过对小圆管注塑模具的设计提升了我的综合分析能力和应用能力，掌握了塑料成型工艺和注射模结构设计的基本技能，同时也提高了应用基本知识解决生产实际问题的综合能力。