冲孔落料复合模
冲孔落料复合模[20200123185302]
【摘要】
在新产品试制和小批量生产冲压件中，已普遍采用了简易冲模结构。这种冲模不仅结构简单，而且还具有制造方便、成本低廉，并能满足一定的加工质量要求。日前，简易冲模主要有橡皮冲模、聚氨酯橡胶冲模，钢皮冲模，薄板冲模、低熔点合金冲模、锌合金冲模及组合冲模等多种结构形式。在冷冲压生产中，研究和发展这些简易冲模，具有很大的实用价值。这是因为简易冲模与常规冲模相比，投产时间快，制造成本低廉，这就为一些新产品试制性生产及一些批量要求不大的冲压件生产提供一条比较经济而有效的途径。因此，加强对简易冲模的研究和开发，将会有力地促进工业产品的更新换代和生产发展，对进一步提高经济效益，提高现有的工业生产技术水平，有着很重要的现实意义。冲模的生产过程是从原材料通过铸造、锻造、切削加工和特种加工，加工成设计图样所要求的冲模零件，再按设计、工艺规程的技术要求，将冲模零件装配成模具的全过程。复合模是随着塑料工业的发展而发展起来的一种新型模具，塑料产品随处可见，大到航空轮船小到家庭生活用品，极大的方便了人们的生活。因此，本论文设计是通过相关书籍，测量其冲孔的相关尺寸，利用UG NX6.0 软件完成实体建模，之后分析其结构，材料的分析选择，按照复合模设计的一般流程，通过查阅相关资料，逐步实现模具的设计。在设计过程中对工艺分析，计算及冲压设备选择，模具结构设计等都有较详细的介绍。通过这次的设计，加深了对模具的认识，提升了自己综合运用所学的各种知识的能力。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】成本低廉冲模技术要求模具结构UGNX6.0
引言 1
一、冲件工艺分析 2
（一）零件设计 2
（二）冲压件的工艺方案 2
二、工艺计算 3
（一）排样方式的确定及其计算 3
（二）冲裁力的计算 4
（三）压力中心的确定及相关计算 4
（四）工作零件的设计 4
（五）冲压设备的选定 5
三、模具结构形式的选择 5
（一）模具的类型 5
（二）定位装置 5
（三）出件装置 5
（四）卸料装置 7
（五）导向装置 7
四、模具零件及结构的详细设计 7
（一）标注件的选取 7
（二）模具工作零部件详细设计 8
（三）模具装备二维工程图 10
（四）模具装备过程 11
（五）模具装备结构 11
（六）模具爆炸图 12
结束语 13
参考文献 14
致谢 15
附录 16
引言
在现代工业的规模生产中，模具发挥着越来越重要的作用，通过模具进行产品生产具有质量高，高效率、节能节材、成本低等特点。因此在以后的模具的发展趋势中将会朝着CAD/CAE/CAM技术方向上去应用。许多的设计方面的软件不断地更新完善，比如UG系列的软件，Cimatron E,Pro_E,Mastercam 等，与国外的模具大国相比我们在标准体系标准件的品种和规格以及标准化的管理方面还有很大的差距。模具将会逐步走向标准化，模具的标准化是模具现代化生产的基础，它的贯彻执行提高了模具技术经济指标，是开展模具CADCAM的先决条件，促进国际技术交流。在很大的程度上，模具的好坏决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，模具生产技术水平的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。我国模具起步晚，经过改革开放30几年的发展，模具行业得到了飞速的发展。与发达国家相比仍有不足。冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具[1]是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。
一、冲件工艺分析
（一）零件设计
零件图：如图1-1 所示。生产批量：大批量。材料：Q235。材料厚度：1mm。
未标注尺寸按照IT10级处理
图1-1 冲孔落料件
（二）冲压件的工艺方案
由图1-1，本产品采用t=1mm的钢板冲压而成，该零件包含冲孔和落料2个工序。形状是规则的圆形组成，尺寸较小，精度要求IT10。材料为Q235钢，强度极限为40Mpa。
1）工艺方案
根据图1-1可知，该零件工序比较简单，只需冲孔和落料两道冲压工序就可完成。冲压件的形状也较为规则可以在一个工位完成所有工序。可采用以下几种方案：
方案一 倒装复合模
将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成。
方案二 正装复合模
正装复合模完成工序和倒装复合模完成的工序一样。区别在于凹凸模在上模。
方案三 级进模
垫片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT10。可采用级进模。
2）分析和确定工艺方案
方案一 倒装复合模
优点：操作方便，能装自动拨料装置，既能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉。
如凸凹模较大的，克直接将凸凹模固定在底座上，省去固定板。
缺点：对于薄工件不能达到平整要求，废料在凸凹模孔容易积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。
方案二 正装复合模
优点：对于薄工件能达到平整要求
废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打料杆打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凹凸模减小最小壁厚。装凹凸模的面积大，有利于冲压复杂工件。
缺点：操作不便，不安全。
方案三 级进模
优点：冲压生产效率高，冲压机在一次行程里能完成多个工序，实现机械化、自动化容易，尤其适合单机上的自动化。
缺点：冲压精度一般，生产通用性差，仅适合于中小型零件的大批量生产。
综上以上几种方案，考虑到该零件该零件材料为Q235，板厚为t=1mm，不属软、薄材料，且倒装复合模的废料可直接从压力机台面漏下，冲裁件由推件装置从上模推下，比较容易取出，操作安全方便，生产效率高，故采用倒装复合模。
二、工艺计算
（一）排样方式的确定及其计算
该零件的形状宜采用直排的排样方案，以提高材料利用率。如下图2-1所示
图2-1 排样
其最小工艺搭边值表，确定搭边值，制件间搭边为a=1.5mm，两侧搭边值各取b=1.8mm
在CAD中测得冲压件毛坯面积S=1589.625mm2
条料宽度：B=45+1.8+1.8=48.6mm
步距：h=45+1.5=46.5mm
所以材料利用率η=1589.625/48.6×46.5=70.35%
（二）冲裁力的计算
冲裁力：Fp=KptLτ
卸料力：Fq=KFp
推料力：Fq1=Nk1Fp
顶料力：Fq2=K2Fp
查常用钢的力学性能表得τ=310~380MPa 取τ=350MPa
P落=KLtτ=1.3×（3.14×2×22.5）×1×350N=64.29KN
P卸=K落P落=0.045×64.29KN=2.89KN
【摘要】
在新产品试制和小批量生产冲压件中，已普遍采用了简易冲模结构。这种冲模不仅结构简单，而且还具有制造方便、成本低廉，并能满足一定的加工质量要求。日前，简易冲模主要有橡皮冲模、聚氨酯橡胶冲模，钢皮冲模，薄板冲模、低熔点合金冲模、锌合金冲模及组合冲模等多种结构形式。在冷冲压生产中，研究和发展这些简易冲模，具有很大的实用价值。这是因为简易冲模与常规冲模相比，投产时间快，制造成本低廉，这就为一些新产品试制性生产及一些批量要求不大的冲压件生产提供一条比较经济而有效的途径。因此，加强对简易冲模的研究和开发，将会有力地促进工业产品的更新换代和生产发展，对进一步提高经济效益，提高现有的工业生产技术水平，有着很重要的现实意义。冲模的生产过程是从原材料通过铸造、锻造、切削加工和特种加工，加工成设计图样所要求的冲模零件，再按设计、工艺规程的技术要求，将冲模零件装配成模具的全过程。复合模是随着塑料工业的发展而发展起来的一种新型模具，塑料产品随处可见，大到航空轮船小到家庭生活用品，极大的方便了人们的生活。因此，本论文设计是通过相关书籍，测量其冲孔的相关尺寸，利用UG NX6.0 软件完成实体建模，之后分析其结构，材料的分析选择，按照复合模设计的一般流程，通过查阅相关资料，逐步实现模具的设计。在设计过程中对工艺分析，计算及冲压设备选择，模具结构设计等都有较详细的介绍。通过这次的设计，加深了对模具的认识，提升了自己综合运用所学的各种知识的能力。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】成本低廉冲模技术要求模具结构UGNX6.0
引言 1
一、冲件工艺分析 2
（一）零件设计 2
（二）冲压件的工艺方案 2
二、工艺计算 3
（一）排样方式的确定及其计算 3
（二）冲裁力的计算 4
（三）压力中心的确定及相关计算 4
（四）工作零件的设计 4
（五）冲压设备的选定 5
三、模具结构形式的选择 5
（一）模具的类型 5
（二）定位装置 5
（三）出件装置 5
（四）卸料装置 7
（五）导向装置 7
四、模具零件及结构的详细设计 7
（一）标注件的选取 7
（二）模具工作零部件详细设计 8
（三）模具装备二维工程图 10
（四）模具装备过程 11
（五）模具装备结构 11
（六）模具爆炸图 12
结束语 13
参考文献 14
致谢 15
附录 16
引言
在现代工业的规模生产中，模具发挥着越来越重要的作用，通过模具进行产品生产具有质量高，高效率、节能节材、成本低等特点。因此在以后的模具的发展趋势中将会朝着CAD/CAE/CAM技术方向上去应用。许多的设计方面的软件不断地更新完善，比如UG系列的软件，Cimatron E,Pro_E,Mastercam 等，与国外的模具大国相比我们在标准体系标准件的品种和规格以及标准化的管理方面还有很大的差距。模具将会逐步走向标准化，模具的标准化是模具现代化生产的基础，它的贯彻执行提高了模具技术经济指标，是开展模具CADCAM的先决条件，促进国际技术交流。在很大的程度上，模具的好坏决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，模具生产技术水平的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。我国模具起步晚，经过改革开放30几年的发展，模具行业得到了飞速的发展。与发达国家相比仍有不足。冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具[1]是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。
一、冲件工艺分析
（一）零件设计
零件图：如图1-1 所示。生产批量：大批量。材料：Q235。材料厚度：1mm。
未标注尺寸按照IT10级处理
图1-1 冲孔落料件
（二）冲压件的工艺方案
由图1-1，本产品采用t=1mm的钢板冲压而成，该零件包含冲孔和落料2个工序。形状是规则的圆形组成，尺寸较小，精度要求IT10。材料为Q235钢，强度极限为40Mpa。
1）工艺方案
根据图1-1可知，该零件工序比较简单，只需冲孔和落料两道冲压工序就可完成。冲压件的形状也较为规则可以在一个工位完成所有工序。可采用以下几种方案：
方案一 倒装复合模
将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成。
方案二 正装复合模
正装复合模完成工序和倒装复合模完成的工序一样。区别在于凹凸模在上模。
方案三 级进模
垫片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT10。可采用级进模。
2）分析和确定工艺方案
方案一 倒装复合模
优点：操作方便，能装自动拨料装置，既能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉。
如凸凹模较大的，克直接将凸凹模固定在底座上，省去固定板。
缺点：对于薄工件不能达到平整要求，废料在凸凹模孔容易积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。
方案二 正装复合模
优点：对于薄工件能达到平整要求
废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打料杆打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凹凸模减小最小壁厚。装凹凸模的面积大，有利于冲压复杂工件。
缺点：操作不便，不安全。
方案三 级进模
优点：冲压生产效率高，冲压机在一次行程里能完成多个工序，实现机械化、自动化容易，尤其适合单机上的自动化。
缺点：冲压精度一般，生产通用性差，仅适合于中小型零件的大批量生产。
综上以上几种方案，考虑到该零件该零件材料为Q235，板厚为t=1mm，不属软、薄材料，且倒装复合模的废料可直接从压力机台面漏下，冲裁件由推件装置从上模推下，比较容易取出，操作安全方便，生产效率高，故采用倒装复合模。
二、工艺计算
（一）排样方式的确定及其计算
该零件的形状宜采用直排的排样方案，以提高材料利用率。如下图2-1所示
图2-1 排样
其最小工艺搭边值表，确定搭边值，制件间搭边为a=1.5mm，两侧搭边值各取b=1.8mm
在CAD中测得冲压件毛坯面积S=1589.625mm2
条料宽度：B=45+1.8+1.8=48.6mm
步距：h=45+1.5=46.5mm
所以材料利用率η=1589.625/48.6×46.5=70.35%
（二）冲裁力的计算
冲裁力：Fp=KptLτ
卸料力：Fq=KFp
推料力：Fq1=Nk1Fp
顶料力：Fq2=K2Fp
查常用钢的力学性能表得τ=310~380MPa 取τ=350MPa
P落=KLtτ=1.3×（3.14×2×22.5）×1×350N=64.29KN
P卸=K落P落=0.045×64.29KN=2.89KN
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