机电毕业设计倒装复合冲裁模设计.doc

前 言在模具设计前必须对冲裁模进行全面分析，然后结合模具结构特点和冲压件的成形工艺性来确定该冲裁模的成形工艺过程另外在冲裁模中，合理间隙的取值也非常重要，它直接影响冲裁件的断面质量和尺寸精度，这就对模具设计的合理性、模具的制造技术和制造要求都提出了很大的挑战根据设计的制件形状，在本次设计中采用倒装复合模来加工复合模的结构特点是具有一个既是落料凸模，又是冲孔凹模的凸凹模而在另一方，则装着凸模和凹模，当上、下模两部分嵌合时，就能同时完成冲孔与落料，因此它不存在连续模冲压时的定位误差的问题倒装复合模要求精度高、使用寿命长，其模具的主要工作零件常采用高强度高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料来制造，加工方法常采用慢走丝线电极电加工和成削磨削复合模还必须有自动送料装置，才能实现自动冲压，提高生产率，并减少了手工送料的误差，提高经济效益送料误差以及能否及时地从凸模上排除工件，往往是造成复合模损坏的主要原因因此对造价昂贵的级进模，还必须带有高精度的误差检测装置在多工位自动倒装复合模中，由于凸模通常很精细，必须加以精确导向和保护，因而要求卸料板能对凸模提供导向和保护功能卸料板上相应的孔必须采用高精度加工，其尺寸及相互位置必须准确无误。

在冲压过程中的运动必须高度平稳，因此对卸料板还要有导向保护措施在设计的过程中，主要是对落料、冲孔等一些方面的分析通过查阅各种资料，得到一些相关的数据同时在设计中还有大量的各种力的计算，不但了解了一些新的理论知识，而且还巩固和加深我已学过的理论知识，提高综合分析和解决工程实际问题的能力随着时代的进步，现代各先进工业化的国家的在冲压生产方面都是十分发达的在我国的现代化建设进程中，冲压生产仍占有重要的地位相信在以后的发展中，模具以及冲压设备等会随着科学技术的发展而不断发展第一章 模具设计冲压工艺是通过冲压模具来实现的，因此做好模具设计是冲压工艺的一项关键的工作模具设计主要是确定模具的类型、结构和模具零件的选用、设计与计算等1、 冲模的分类冲压件的品种、式样很多，导致冲模的类型多种多样1) 按工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、整修模、弯曲模、拉深模、成形模等2) 按工序组合程度可分为单工序模、级进模和复合模但工序模：在一副模具中只完成一个工序如落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等级进模：在一次行程中， 在一副模具的不同位置上完成不同的工序因此对工件来说，要经过几个工位即几个行程才能完成而对模具来说，则每一次行程都能冲出一个制件。

所以级进模生产率相当高复合模： 在一次行程中, 在一副模具的同一个位置上,能完成两个以上工序因此复合模冲压出的制件的精度较高,生产率也高3) 按导向方式可分为无导向的开式模有导向的导板模、导柱模等4) 按卸料方式可分为刚性卸料模、弹性卸料模等5) 按送料、出件及排除废料的方式可分为手动模、半自动模、自动模等6) 按凸、凹模的材料可分为硬质合金模、锌基合金模、薄板模、钢带模、聚氨酯橡胶模等2 、冲模零件的分类凡属模具，无论其结构形式如何，一般都是有固定和活动两部分组成、固定部分是用压铁、螺栓等紧固件固定在压力机的工作台面上，称为下模；活动部分一般固定在压力机的滑块上，称为上模；上模随着滑块作上下往复运动，从而进行冲压工作一套模具根据其复杂程度不同，一般都有数个、数十个甚至更多的零件组成但无论其复杂程度如何，或是哪一种结构形式,根据模具零件的作用又可以分成五个类型的零件1）、 工作零件 是完成冲压工作的零件,如凸模、凹模、凸凹模等2）、 定位零件 这些零件的作用是保证送料时有良好的导向和控制送料的进距,如挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、导料板、侧压板等3）、卸料、推件零件 这些零件的作用是保证在冲压工序完毕后将制件和废料排除,以保证下一次冲压工序的顺利进行。

如推件器、卸料板、废料切刀等4）、导向零件 这些零件的作用是保证上模与下模相对运动时有精确的导向,使凸模凹模间有均匀的间隙,提高冲压件的质量如导柱、导套、导板等5）、安、固定零件 这些零件的作用是使上述四部分零件连接成“整体”保证各零件的相对位置,并使模具能安装在压力机上如上模板、下模板、模柄、固定板、垫板、螺钉、圆柱销等由此可见,在看模具图时，特别是复杂模具，应从这五个方面去识别模具上的各个零件因此本次模具设计就从这五个方面着手来设计3、定位零件 定位部分零件的作用是使毛坯(条料或块料)送料时有准确的位置,保证冲出合格制件,不致冲缺而造成浪费一) 定位件主要指定位板或定位销，一般用于对单个毛坯的定位二) 导料件 主要指导料板和侧压板，它对条料或带料送料时起导正作用三) 挡料件其作用是给予条料或带料送料时以确定的进距主要有挡料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刀等1）固定挡料销结构简单，常用的为圆头形式当挡料销孔离凹模刃口太近时， 挡料销可移离一个进距，以免削弱凹模强度，也可以采用钩形挡料销 （2）活动挡料销 这种挡料销后端带有弹簧或弹簧片， 挡料销能自由活动,这种挡料销常用在带弹性卸料板的结构中，复合模中最常见。

3）自动挡料销采用这种挡料销送料时，无需将料抬起或后拉，只要冲裁后将料往前推，便能自动挡料，故能连续送料冲压4）始用挡料销有时又称为临时挡料销，用于条料在级进模上冲压时的首次定位 级进模有数各工位， 数个工位时往往就需要用始用挡料销始用挡料销的数目，视级进模的工位数而定5）定距侧刀 这种装置是以切去条料旁侧少量材料而达到挡料的目的 定距侧刀挡料的缺点是浪费材料，只有在冲制窄而长的制件(进距小于6~8mm)和某些少、无废料排样,而用别的挡料形式有困难时才用冲压厚度较薄(<0.5mm)的材料而采用级进模时，也经常使用定距侧刀在设计中采用的是固定挡料销，因为它结构简单，而且能满足要求，且安装方便考虑到此挡料销在凹模上的安装位置，所以，没能采用活动挡料销，因为活动挡料销有弹簧装置，需要在凹模上挖槽四) 导正销导正销多用于级进模中，装在第二工位以后的凸模上冲压时它先插进已冲好的孔中，以保证内孔与外形相对位置的精度，消除由于送料而引起的误差但对于薄料(t<0.3mm)，导正销插入孔内会使孔边弯曲，不能起到正确的定料作用，此外孔的直径太小(d<1.5)mm时导正销易折断，也不宜采用，此时可考虑采用侧刀。

此次模具设计采用了4个定位销将导料板和凹模先固定，以免在安装时板件错位而引起误差对于上、下模座和固定板、垫板的固定也是分别采用两个定位销定位本次设计的挡料件是两块导料板，它的作用是对条料送料时起着导正作用导料板与条料的间隙为1mm挡料件是两个活动挡料销，这种挡料销常用在弹性卸料板的结构中，且能自由活动因为距离凹模刃口太近，所以，其中的一个挡料销移离了一个进距，这样避免了削弱凹模的强度4、压料、卸料零件（一） 推件装置推件由刚性和弹性两种形式一般说来弹性推件装置在冲裁时能压住制件，冲出的制件质量较高，但弹性元件的压力有限，当冲裁较厚材料是推件的力量不足或使结构庞大刚性推件不起压料作用，但推件力大刚性推件要考虑不应过多地削弱上模板的强度，推件力应尽可能分不均匀有时也做成刚、弹性结合的形式，能综合两者的优点 （二） 卸料装置卸料装置也有刚性（即固定卸料板）和弹性卸料板两种形式此外废料切刀也是卸料的一种形式固定卸料板卸料力大，但无压料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上时多采用弹性卸料板的卸料力小，但有压料作用，冲裁质量较好，多用于材料厚度小于1.5mm的冲裁薄料弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）和卸料螺钉组成。

此结构可装于上模，也可装于下模本设计采用的是弹性卸料装置卸料板与落料凸模之间留有0.15mm的间隙三)、压边圈采用压边圈可以防止拉深件凸缘部分起皱，装在双动机上的拉深模，凸模装在内滑块上，压边圈装在外滑块上装在单动机上的拉深模，倒装形式结构可在下面装弹顶器或者利用压力机的气垫，有较大的压边力和压边行程本次设计中用不到压边圈5、连接与固定零件（一）、模柄 中、小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上通常的模柄形式有：1）压入式模柄，它与上模座孔采用过渡配合，并且加销钉防止转动对这种模柄的圆柱度与肩台端面圆跳动均有要求，上模座厚度要较大2）旋入式模柄，通过螺纹与模座连接，用螺丝防松，装卸方便多用于有导柱的冲模3）凸模模柄，用3~4个螺钉固定在上模座的窝孔内多用于较大型的模具上4）通用模柄，凸模直接装入模柄孔中，由螺钉压紧，便于更换凸模5）浮动模柄，凹球面模柄与凸球面垫块连接，装入压力机滑块后，允许模柄少许倾斜，可以减少滑块误差对模具导向精度的影响一般用带有导向装置的高精度的模具，如薄料和硬质合金冲裁模其缺点是安装时冲模中心很难对正滑块中心，不能纠正滑块与模柄轴心线之间的偏离除浮动模柄外，其它模柄装入上模座后，模柄的轴心线对上模座上平面的垂直度误差在全长范围内不大于0.05mm。

本次设计所采用的模柄是压入式模柄，其形状简单，加工和安装方便本次设计中采用的是压入式模柄，该模柄结构简单，安装和拆卸方便二）、上、下模座上、下模座上不仅要安装冲模的全部零件，而且要承受和传递冲压力所以模座不仅应有足够的强度，还要有足够的刚度模座的刚度不足，会降低冲裁寿命因此，模座要有足够的厚度，一般取为凹模厚度的1~1.5倍应按标准选取标准模座由对角导柱上、下模座，后侧导柱上、下模座，中间导柱上、下模柱，滚动导向上、下模座，以及无导柱规定的钢板及铸铁模座1.1计算凸、凹模刃口尺寸落料 以凹模为基准，凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内也能冲制合格制件凸模刃口的基本尺寸按凹模刃口基本尺寸减去一个最小间隙 冲孔 以凸模为基准，凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内仍可使用二凹模的基本尺寸则按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小的间隙 查表2-10得间隙值Zmin=0.34 ,Zmax=0.39 对冲孔Ф26mm采用凸、凹模分开的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 查表2-12得凸、凹模制造公差： δ凸=0.02mm δ凹=0.025mm校核：Zmax-Zmin=0.05 δ凸 + δ凹=0.045满足 Zmax-Zmin≥δ凸 + δ凹条件查表2-13得因数x=0.5按式（2-2） d凸=（d+XΔ）0-δ凸=（26+0.5×0.24）-0.020mm=26.12-0.020mm d凹=(d凸+Zmin)+δ凸0=（26.12+0.39）+0.0250mm=26.51+0.0250mm 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 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。

零件图中未标注公差的尺寸，由书末附录D中查出其极限偏差：1200-0.87 R100-0.36查表2-13得因数x为：当Δ≥0.5时，x=0.5当Δ<0.5时, x=0.75按式(2-4) Aj=(Amax- XΔ)+ Δ/40 45凹=(45-0.5×0.56)+0.56/40m。