复合模说明书

一、零件设计零件简图：如图1.1所示成产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm零件简图1.1二、冲压件的工艺分析2.1、结构分析该零件形状简单、对称，由两段Φ20圆弧、两个Φ10的圆和直线组成t=1.5mm(t为材料厚度)。2.2、材料分析材料为Q235普通碳素结构钢，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，抗拉强度（σb/MPa）：375-500。2.3、精度分析由于图中没明确标出公差尺寸，所以冲裁件内外形的经济精度为IT14，可以根据GB1800—79标准公差数值表查得。标注如下图：三、确定冲裁工艺方案该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,因此，工艺上可采用的工艺冲裁方案有五种：方案一：单工序模生产，先落料，后冲孔，需要两副模具。方案二：级进模生产，一模两件，如图（A）。方案三：复合模生产，一模两件如图（B）。方案四：级进模生产，一模一件，如图（C）。方案五：复合模生产，一模一件，如图（D）。以上五种工艺方案，从生产率方面看，第一、四、五方案较低，与大批量生产不相符，因此应予淘汰。现比较二、三方案，级进模生产时，导料板导料便于送进操作，但搭边需略增大，料耗增加；若以挡料销和始用挡料销定距，对生产率略有影响，若以侧刃定距，料耗更为增加。而且在级进模中，零件的中心距不好保证。而由于零件的结构简单，复合模的结构并不比级进模复杂，中心距能够更好保证，材料利用率更高。因此决定采用第三种方案，用复合模生产，一模两件。ABCD四、工艺计算（1）排样图及坯料尺寸由于条料送进采用有侧刃导料板送进，搭边按正常情况选取。完整排样图如图1.2所示。根据常用钢板规格表，选择650mmX1300mm的板材余料最少，每张板可以裁成64mmX1300mm的条料十条，每个条料可生产零件59件。A≈2xπx102+(40-16)x12-2xπx52=759mm2则材料总利用率为：η=Na/BL=59x759/（64x1300）x100%≈54%（2）冲压力计算与压力中心落料力：根据零件图可算得一个零件的落料轮廓线长为L1=160.8mm,F1=2KL1tτb=2x1.3x160.8x1.5x350=219492N（K是修正系数取1.3；τb是材料抗剪切强度根据常用冲压金属材料力学性能表查得在304~373间取350τ/MPa）冲孔力：单个零件内孔周长L2=31.4mm,则冲孔力为：F2=2KL2tτb=4x1.3x31.4x1.5x350=85722N卸料力：根据课本表3—17查得KX=0.04，KT=0.055，FD=0.06,则：FX=KXF1=0.04x219492=8779.68N推件力：FT=KTF1=0.055x85722=4714.71N顶件力：FD=KDF1=0.06x219492=13169.52N总冲压力：F∑=F1+F2+FX+FT=219492+85722+8779.68+4714.71=318708.39N1.2压力中心(3)刃口尺寸及公差表1工作零件刃口尺寸计算（1）将零件图尺寸全部按入体原则标注,未注公差按IT14，可以根据GB1800—79标准公差数值表查得。如图1.3：查表3-3冲裁模初始双面间隙Z得Zmin=0.132mm,Zmax=0.24mm.。Zmax—Zmin=0.108mm。（2）Φ10mm冲孔。查表3—7得凸、凹模制造公差为：δp=0.02mm，δd=0.02mm，δp+δd=0.04mm，满足δp+δd≤Zmax—Zmin的条件。故采用凸、凹模单独加工的方法。查表3—6得磨损系数x=0.5，则刃口尺寸计算如下。dp=（dmin+x∆）0-δp=(10+0.36x0.5)0—0.02=10.180—0.02mmdd=（dp+Zmin）0+δd=(10.18+0.132)0+0.02=10.3120+0.02mm(3)外轮廓落料。虽然落料形状不规则，但并不复杂，凸、凹模刃口均可采用线切割加工，又Zmax—Zmin=0.108mm，满足δp+δd≤Zmax—Zmin的条件。因此，也采用凸、凹模分别加工的方式，考虑凹模尺寸检测比凸模难，所以凸、凹模刃口制造公差分别取0.02和0.025，刃口尺寸计算如下表。制件尺寸制件公差刃口磨损凹模尺寸变化刃口磨损系数X刃口尺寸公差刃口尺寸计算120—0.430.43变大0.5δp=0.02mmδd=0.025mm凹模：Dd=（Dmax—x∆）0+δd=(12—0.43x0.5)0+0.025=11.7850+0.025mm凸模：Dp=（Dd—Zmin）0-δp=(11.785—0.132)0—0.02=11.6530—0.02mmΦ200—0。520.52变大凹模：Dd=Φ（Dmax—x∆）0+δd=(20—0.52x0.5)0+0.025=Φ19.740+0.025mm凸模：Dp=Φ（Dd—Zmin）0-δp=(19.74—0.132)0—0.02=Φ19.6080—0.02mm40±0.310.31不变δC=0.02Cd=Cp=C±2/1δC=40±0.01(6)卸料弹簧的设计(根据课本弹性元件计算和GB-T2089-1994)（1）根据模具结构初选6根弹簧，每根弹簧的顶压力为：FO≥FX/n=8779.68/6=1463.28N(2)该模具卸料板的工作行程∆H’，和凸凹模的修模量∆H”之和为：∆H’+∆H”=2.5+5=7.5mm（∆H’——卸料板的工作行程，一般取t+1，t为料厚;∆H”——凸模刃口磨量和调整量，一般取5~10mm。）（3）初选工作极限负荷为1732N，外径30mm，钢丝直径6mm，自由高度H0=85mm，最大允许工作量下弹簧形变量H预=21.9mm的圆柱型螺旋弹簧。(4)最大允许压缩量：∆H2=H0-H预=85-21.9=63.1mm(5)预压缩量∆H0=1463.28/1732x63.1=53.31mm（6）总压缩量∆H=53.31+7.5=60.81mm(7)总压力F=1463.28x60.81/53.31=1669.14N工作及限负荷大于总压力，且∆H2∆H，所以弹簧满足要求。所以选用工作及限负荷1732N,外径30mm，钢丝直径6mm，自由高度H0=85mm。五、模具总体设计（1）主要设计1、工作零部件（凸模、凹模、凸凹模）的结构设计①落料凹模落料凹模的轮廓尺寸的确定：Ⅰ.凹模板的厚度H：H=KS2（≥15mm）(注：H—凹模板厚度；S2=凹模宽度方向刃口最大距离；K=考虑板料厚度的影响系数，按课本表3-3查取。)查得K=0.26，S2宽度即和送料方向垂直的方向取得S2=84.5mm，则：H=0.26X84.5=21.97mm根据冲模设计手册圆整取：H=22mmⅡ.凹模刃壁至凹模板外缘的距离（W1、W2、W3、W4）一般取凹模板厚度的1.5—2倍，刃口形状为圆弧时取最小值，为直线时取中值，为尖角时取最大值。（1）长度L：L=S1+2W1=60+2X1.5X22=126mm（2）.宽度B：B=S2+2W1=84.5+2X1.5X22=151.5mm根据冷冲模标准模架选取LXB=160mmX125mm的模架，从而确定凹模L=125mm，B=160mm；②冲孔凸模形式：因为所冲的孔均为圆形，且都不需要特别保护的凸模，所以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面又便于装配和更换，冲孔φ10mm孔的凸模的刃口尺寸为10.180-0.02，凸模的长度L：L=h1+h2=18+22=40mmh1-------凸模固定板的厚度（mm）h2-------凹模厚度（mm）查冷冲模设计手册按A型凸模标准制造。凸模③凸凹模凸凹模的长度L：L=h1+h2+ho+ha=16+18+24+1=59mmh1-------凸凹模固定板的厚度（mm）h2-------卸料板厚度（mm）ho-------弹簧预压后高度（mm）ha-------凸凹模凸进凹模的尺寸（mm）凸凹模模架及其他零部件的设计（1）定位零件的设计定位零件的作用是使毛坯在模具上能够迅速准确地放正。此模具为正装复合模，根据模具总体设计，因为送料步距较大，采用导料板导料，挡料销挡料。（1）导料板尺寸计算和结构，从经济，方便性考虑，导料板采用独立结构。尺寸厚度根据课本3—37取得H=8mm,因采用右侧压装置送料所以根据课本3-29计算两导板间距是：BO=B+Z=Dmax+2a+Z=64+5=69mm(Z根据课本表3-27导料板与条料之间最小间隙表查得)（2）挡料销，根据模具结构采用固定挡料销，装在凹模上，采用钩形挡料销，安装区域小，避免削弱凹模强度。根据模具的结构尺寸,由课本3—37得导料销h=3mm，所以根据冷冲压设计手册选用D=12mm,d=6mm的钩形挡料销，L=13mm,h=3mm.（2）卸料部件的设计①卸料板的设计采用弹压卸料装置即起卸料又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度高。卸料板的周边尺寸与凹模的周界尺寸相同。厚度为取凹模的0.8-1倍，则h=0.8×22=17.6mm，取整数为18mm，则卸料板的长宽高为:L×B×h=160×125×18卸料板凸台部分高度h与导料板厚度H的关系：据课本公式h=H-（0.1—0.3t）=8-0.45=7.55mm根据课本表3-40查得弹压卸料板与凸模间隙为0.1mm.②卸料螺钉的选用卸料板上设置6个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M8.卸料板（3）导向零件的设计导向零件的作用是确保上下模运动方向准确，使凸模和凹模之间保持均匀的间隙。我们此次选用的是滑动导套导柱，为标准件，具体为导柱JB/T8070-199525×180、导套JB/T8070-199525×95×38。导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合（H7/r6），导套的外径和上模座采用过盈配合（H7/r6），导柱导套之间采用间隙配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙，采用H7/h6配合（4）支撑类零件的设计5.6.1模座的设计上模座用来固定上模部分零件，并通过模柄把上模固定到压机滑块上，同时又起传递并承受冲裁力的作用。下模座用来固定下模部分零件，通过螺栓，压板将下模座固定在压机工作台面上，同时起着承受并分散冲裁力的作用。根据凹模周界选用标准上下模座。最终选用的上模座为：GB/T2855.5—1990160×125×40下模座为：GB/T2855.6—1990160×125×50（5）模柄的选用模柄的作用是使模具的中心线与压力机的中心线重合，并把冲压模具上模部分零件固定在压力机滑块上。我此次据压力机选用的是凸缘模柄尺寸φ50mm×100mm，采用过盈配合将模柄压入上模座的窝孔内。具体的国标为：JB/T7646.3—1994（6）固定板的设计固定板主要用于小型凸模，凹模或凸凹模等工作零件的固定。此次要设计的是冲孔凸模固定板和凸凹模固定板，冲孔凸模固定板的冲孔凸模安装孔与冲孔凸模采用过渡配合H7/m6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。在这里凸凹模固定板厚度H固=70%x22=15.4mm，取整数为16mm(取凹模厚度的60%—80%)凸模定板厚度H′固=80%x22=17.6mm，取整数为18mm(取凹模厚度的60%—80%)凸模固定板凸凹模固定板（7）垫板的设计该模具中垫板的作用是直接承受和扩散冲孔凸模和落料凸凹模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出凹坑，影响模具的正常工作。垫板的外形尺寸与落料拉深凸凹模固定板相同，其厚度一般取3～10mm，我们这里取它的厚度为8mm。垫板上下表面应磨平，以保证平行度要求。（8）顶件和推件装置的设计正装式复合模工作时工作嵌在上模部分，必须根据工作不同形状采用各种推杆装置将它打下。推板：复合模利用冲床滑快回升力推下工件或废料，为了使推料力均衡分布，将模柄中的打杆一点力分为几点力，就要用推板作过度，通过推杆，均匀传递到推块上，使推块平稳地推下工件，因此推板的形状要按被推下工件的形状来设计，即要力点小又要保证能平稳推下工件，推板的厚度应根据推料力和推块的形式来估计决定，根据模具结构尺寸查冷冲压设计手册选择A型推板厚度