题目：垫片复合模设计
黎明大学机电工程系 11模具设计与制造
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指导老师：
2013。06。18
题目:
零件名称 材 料 Q235 垫 片 1 料 厚 0.5mm 图 号 生产批量 大批量 完成图示冲裁件的冲裁工艺性分析并确定其冲裁工艺方案。已知材料为Q235钢,材料厚度0.5mm,生产批量为大批量。
一。冲件冲裁工艺性分析
1，材料分析
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Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2,结构分析
零件结构简单对称，外形均有圆弧连接过度，对冲裁加工较为有利。
孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c〉1.5t要求。 （ 1.5t=0.75) 3，精度分析
零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差。
二。冲裁工艺方案的确定
零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：
方案一：先落料，后冲孔.采用两套单工序模生产。 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.
由于所设计的零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。但为了模具制造方便，最后决定采用复合冲裁进行生产。
由工件尺寸可知,为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模。
三。模具设计计算
1，材料利用率的计算及排样图的绘制
查《冲压模具设计与制造》表2。5。2,确定搭边值： 两工件间的搭边：a=0。8mm; 工件边缘搭边：a1=1mm； 歩距为：29。18mm; 条料宽度 B=【Dmax+2a1】°—δ
=［29+2×1］°—0.4
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=31°-0。4mm
图2排样图
确定后排样图如图2所示 一步距内的材料利用率η为： η=（A/ BS）×100％
=[620/(31×29.18）］×100％ =69％
2，冲压力的计算及初选压力机
冲裁力基本计算公式为
零件的周长为110 mm（落料周长为96mm，冲孔周长为14mm），材料厚度0。5mm，Q235钢的抗剪强度取350MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为
卸料力Fx=K Fx =0。055×25050 =1377。75N
推料力Ft= nktFp
=10×0.63×25050 =157815N 总冲裁力F2=Fp+Ft+F=184242.75N
≈184KN
则零件所需得冲压力为184KN
根据总冲压力F总=184KN,模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备，选用开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块.其主要工艺参数如下：
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公称压力：250KN 滑块行程：80mm 行程次数：100次/分 最大闭合高度：250mm 连杆调节长度:70mm
工作台尺寸(前后×左右）：360mm×560mm 3，确定压力中心：
零件为一对称件，所以零件的压力中心就是零件的对称中心。 4，凸、凹模刃口尺寸及公差的计算
根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 由上图可得，该产品为落料冲孔件、零件公差标准为：IT14 由查表3—8可得:Zmin=0。04 Zmax=0.06 X=0.5
故Zmax-Zmin=0。02 落料件尺寸计算
落料基本计算公式为
尺寸Ø29mm，经查得该零件凸、凹模最小间隙Zmin=0.04,最大间隙Zmax=0。06，凸模制造公差，凹模制造公差.将以上各值代入≤校验是否成立。经校验,不等式成立，所以，可代入上式计算工作零件刃口尺寸。
尺寸，查得其、数值同上一尺寸，凸模制造公差，凹模制造公差,所以同样满足≤的要求，则 冲孔尺寸计算
冲孔基本公式为
尺寸φ，查得该零件凸、凹模最小间隙Zmin=0.04，最大间隙Zmax=0。06,凸模制造公差，凹模制造公差.经验算满足≤，所以 5,模具的整体结构设计
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
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免强度不足。
经分析，此工件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. A 送料定位机构设计
采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内,工作很方便。 B 卸料机构设计 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. 工件的卸除
采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。 冲孔废料的卸除
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。 C 出件机构设计
因为是复合模结构，所以采用上出件机构 6，模具零部件设计 A 凸模，凹模,凸凹模结构
落料凹模结构尺寸计算 落料凹模板尺寸： 凹模厚度：H=kb（≥15mm）
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H=0.3×29=8。7 故取20mm
凹模边壁厚:c≥(1。5～2）H(≥30~40mm)
=(1。5～2）×20 =（30~40)mm 实取c=35.5mm
凹模板：D=d+2c =29+2×35。5 =100mm
最后依据设计尺寸，按冲压模具标准模架凹模周界尺寸系列，确定凹模外形尺寸为160mm×160mm×25mm 。
冲孔凸模结构尺寸计算 凸模尺寸:
冲孔凸模长度：L=h1+h2=20+20 =40mm
其中:h1—凸模固定板厚度 h2—凹模板厚度
凸模强度校核，凸模刚度校核:经校核，凸模强度符合要求，凸模强度也符合要求。
凸凹模工作尺寸计算
凹凸模内外刃口间壁厚校核：根据《冲模设计手册》表8-1得最小壁厚为1.4～1。8mm，该壁厚为11.5mm,故该凹凸模强度足够。 B 坚固件及定位零件的确定 (1)螺钉规格的选用
模具中选用M10的开槽圆柱头螺钉,根据实际要求，查标准选用
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2个GB/T 65 M10×85和2个GB/T 65 M8×30（螺钉长度是根据联接件厚度而定的)。查表，选取材料为45钢。 （2)销钉规格的选用
销钉的公称直径可取和螺钉大径相同或小一个规格，因此根据标准和实际要求选用6个GB/T 119.2 A4×45（销钉的长度是根据联接件厚度而定的）。根据查表，选取材料为45钢。 (3)导正销
使用导正销的目的是消除送料时导料销和导料板等定位零件作粗定位时的误差，保证冲件在不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要求。导正销通常设置在落料凸模上，与挡料销配合使用，此处用一般的销替代导料，选取2个GB/T119。2 A4×45。 C 卸料装置的确定与计算
卸料以弹性卸料板卸料，出件是以凸模往下冲即可，因此不用设计出件零件.弹性卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0。6—0。8倍，所以卸料板的L×B×H=160×160×16（mm）,卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙根据冲件的料厚确定，一般取0.1～0.3mm，查表，选取材料为Q235。 D 标准模架及连接固定件的设计 （1) 选择标准模架
根据《冷冲压设计资料与指导》表格，由凹模周界160×160（mm),及安装要求,选取凹模周界:Ｌ×Ｂ＝160×160（mm）。
上模座：160×160×40（mm)
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下模座：160×160×45(mm） 导柱：28×170（mm) 导套:28×100×38（mm) (2)模柄
由压力机查得模柄孔的直径为20mm，深度为79mm，由装配要求，模柄与模柄孔配合为H7/m6，模柄长度比模柄孔深度小5~10mm。 （3）垫板
垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板,垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取3~10mm，这里设计时，由于压力不是很大，选取L×B×H=160×160×8（mm）. （4）凸模固定板
凸模固定板的外形与凹模的外形尺寸一致，厚度为凹模的0。6～0。8h，h为凹模的厚度，这里取厚度为20mm，选取L×B×H=160×160×20(mm)；凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过4个销钉定位，4个螺钉与上模座连接固定。
四。校核冲压设备基本参数
（1）冲裁所需总压力校核.
由前面计算可知F总=184KN,冲压机的公称压力250，，满足生产要求。
（2）模具最大安装尺寸校核。
模具最大安装尺寸为160ｍｍ×160ｍｍ,冲床工作台面冲床为
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360ｍｍ×560ｍｍ，能够满足模具的安装。
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